燈循環(huán)顯示速度的按鍵控制設(shè)計(jì)

1、目錄第1章 硬件電路設(shè)計(jì)21.1 電路原理21.2 數(shù)碼管顯示方案21.3 鍵盤輸入方案21.4 電源 21.5 時鐘 31.6 晶振電路 31.7 復(fù)位電路 31.8 LED燈電路 3第2章 軟件設(shè)計(jì)42.1 系統(tǒng)流程圖42.2 程序設(shè)計(jì)4第3章 仿真原理圖83.1 仿真原理圖83.2 pcb圖93.3 Pcb3D輸出實(shí)物圖9參考文獻(xiàn)：10第1章 硬件電路設(shè)計(jì)1.1 電路原理本硬件的核心是STC12C5A60S2單片機(jī)，我們選用AT89C51。因無需擴(kuò)展外部RAM。系統(tǒng)采用8位共陽極數(shù)碼管,用來顯示循環(huán)點(diǎn)亮的效果。單片機(jī)時無須外擴(kuò)存儲器因此，

2、本流水燈實(shí)際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機(jī)。系統(tǒng)采用4個按鍵控制，4個按鍵分別控制4種不同流水燈速度。系統(tǒng)在P0.0到P0.8上接了8個發(fā)光二極管，在按一下調(diào)速按鍵的時，蜂鳴器鳴叫一聲，P0.0的二極管亮，此時從P0.0到P0.8的二極管依次點(diǎn)亮，數(shù)碼管顯示其調(diào)速按鍵的序號。1.2 數(shù)碼管顯示方案通常數(shù)碼管顯示有兩種方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是程序簡單、顯示亮度有保證、單片機(jī)CPU的開銷小，節(jié)約CPU的工作時間。但占用I/O口線多，每一個LED都要占用一個I/O口，硬件開銷大，電路復(fù)雜。需要幾

3、個LED就必須占用幾個并行I/O口，比較適用于LED數(shù)量較少的場合。當(dāng)然當(dāng)LED數(shù)量較多的時候，可以使用單片機(jī)的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較復(fù)雜。LED動態(tài)顯示硬件連接簡單，但動態(tài)顯示掃描方式需要占用CPU較多的時間，在單片機(jī)沒有太多實(shí)時測試任務(wù)的情況下可以采用。本系統(tǒng)需要采用1位LED數(shù)碼管來顯示按鍵序號，故本系統(tǒng)選擇靜態(tài)顯示方案。1.3 鍵盤輸入方案單片機(jī)的鍵盤結(jié)構(gòu)可以采用獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤兩種。獨(dú)立式按鍵指直接用I/O口線構(gòu)成單個按鍵電路?？稍谙到y(tǒng)中鍵較少時使用。在按鍵比較多的時候可采用矩陣式鍵盤。本系統(tǒng)要設(shè)置4個鍵，這4個按鍵分別調(diào)節(jié)流水燈的速度，已達(dá)到調(diào)速的

4、目的。1.4 電源  VCC-芯片電源，接+5V。VSS - 接地端。用萬用表測試單片機(jī)引腳電流一般為0v或者5v，這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平，但有時候在單片機(jī)程序正在工作時候測試結(jié)果并不是這個值而是介于0v-5v之間，其實(shí)這之是萬用表反映沒這么快而已，在某一個瞬間單片機(jī)引腳電流還是保持在0v或者5v的。 1.5 時鐘 XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 1.6 晶振電路 對于一個高可靠性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，晶體的選擇非常重要，尤其設(shè)計(jì)帶有睡眠喚醒(往往用低電壓以求低功耗)的系統(tǒng)。這是因?yàn)榈凸?/p>

5、電電壓使提供給晶體的激勵功率減少，造成晶體起振很慢或根本就不能起振。這一現(xiàn)象在上電復(fù)位時并不特別明顯，原因時上電時電路有足夠的擾動，很容易建立振蕩。在睡眠喚醒時，電路的擾動要比上電時小得多，起振變得很不容易。在振蕩回路中，晶體既不能過激勵(容易振到高次諧波上)也不能欠激勵(不容易起振)。晶體的選擇至少必須考慮：諧振頻點(diǎn)，負(fù)載電容，激勵功率，溫度特性，長期穩(wěn)定性。1.7 復(fù)位電路 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。因而，復(fù)位是一個很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動進(jìn)行復(fù)位的，必須

6、配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn) 1.8 LED燈電路 LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發(fā)光二極管)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點(diǎn)非常明顯，壽命長、光效高、無輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達(dá)8090%。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進(jìn)行對比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為12lmW，壽命小于2000小時，螺旋節(jié)能燈的光效為60lmW，壽命小于8000小時，T5熒光燈則為96lmW，壽命大約為10000小時，而直

7、徑為5毫米的白光LED為2028lmW，壽命可大于100000小時。有人還預(yù)測，未來的LED壽命上限將無窮大。發(fā)光二極管串聯(lián)一個510歐姆的電阻后接在5V的電壓上。LED燈電路接在單片機(jī)P1口上。LED燈陽極接電源，陰極接單片機(jī)的I/O口，低電平驅(qū)動，只要在單片機(jī)相應(yīng)引腳給出低電平，LED就會發(fā)亮。第2章 軟件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)流程圖圖2-1 程序流程圖2.2 程序設(shè)計(jì)#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char/數(shù)據(jù)類型宏定義#define uint unsigned int#defi

8、ne out P0#defineout3 P3/*引腳定義*/sbit key1=P10;sbit key2=P11;sbit key3=P12;sbit key4=P13;sbit sounder=P20;sbitdula=P27;uchar code table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;voiddelayms(unit);/*主函數(shù)*/void main(void)uchari,temp;if(key1=0) sounder=0;delayms(1000);sounder=1;while(key2=1&&a

9、mp;key3=1&&key4=1)temp=0xfe;for(i=0;i<8&&(key2=1&&key3=1&&key4=1);i+)out=temp; /初始化P0口delayms(1000); /延時temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個LEDdula=1;out3=table1; if(key2=0)sounder=0;delayms(1000);sounder=1;while(key1=1&&key3=1&&key4=1)temp=0xfe;for(i=

10、0;i<8&&(key1=1&&key3=1&&key4=1);i+)out=temp; /初始化P0口delayms(700); /延時temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個LEDdula=1;out3=table2;if(key3=0)sounder=0;delayms(1000);sounder=1;while(key1=1&&key2=1&&key4=1)temp=0xfe;for(i=0;i<8&&(key1=1&&key2=1&am

11、p;&key4=1);i+)out=temp; /初始化P0口delayms(400); /延時temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個LEDdula=1;out3=table3;if(key4=0)sounder=0;delayms(1000);sounder=1;while(key1=1&&key2=1&&key3=1)temp=0xfe;for(i=0;i<8&&(key1=1&&key2=1&&key3=1);i+)out=temp; /初始化P0口delayms(1

12、00); /延時temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個LEDdula=1;out3=table4; /*延時函數(shù)*/voiddelayms(uint j)uchari;for(;j>0;j-)i=250;while(-i);i=249;while(-i);第3章 仿真原理圖3.1 仿真原理圖 仿真原理圖如圖3-1： 圖3-1 仿真原理圖3.2 pcb圖 Pcb連線圖如圖3-2： 圖3-2 Pcb連線圖3.3 Pcb3D輸出實(shí)物圖 Pcb3D輸出實(shí)物圖如圖3-3: 圖3-3 Pcb3D輸出實(shí)物圖參考文獻(xiàn)：1 胡漢才單片機(jī)原理與接口技術(shù)M北京：清華大學(xué)出版社，1995.6 2 樓然苗等51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例M北京：北京航空航天出版社，2003.3 何立民. 單片機(jī)高級教程M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20014 趙曉安. MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用M. 天津：天津大學(xué)出版社，2