單片機課程設(shè)計報告8個LED燈來回點亮

./目錄緒論3設(shè)計目的及要求51.1設(shè)計目的51.2設(shè)計要求5第三章設(shè)計電路原理73.1控制部分的設(shè)計與選擇73.2LED顯示方案8第四章硬件系統(tǒng)94.1原件清單94.2單片機AT89C5194.3單片機時鐘電路104.4單片機復(fù)位電路114.5工作電路12第五章軟件設(shè)計135.1程序流程圖135.2編輯源程序14第六章系統(tǒng)調(diào)試與仿真結(jié)果166.1系統(tǒng)調(diào)試166.2仿真結(jié)果16總結(jié)19參考文獻20第一章緒論課題簡介當(dāng)今社會,隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高,電子產(chǎn)品已經(jīng)走進了家家戶戶,無論是生活或?qū)W習(xí),還是娛樂和消遣幾乎樣樣都離不開電子產(chǎn)品。而電子LED燈已跨入了我們生活的眾多電子領(lǐng)域。在眾多場合隨處可見的閃光燈,流水燈不僅大方美觀而且十分節(jié)能。然而控制它們的單片機卻是一個不能被忽視的角色。單片機簡介目前的單片機分通用型和專用型兩種。MCS-51系列單片機是屬于通用型的單片機,通用型的單片機把開發(fā)資源全部公開,用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用系統(tǒng)進行設(shè)計,適用面廣,應(yīng)用靈活。制造單片機的材料也從TTL材料發(fā)展到CMOS材料,通常工作電壓是5V,如5V±5%或5V±10%,也有3V/3.3V電壓的產(chǎn)品,更低的可在1.5V工作。現(xiàn)在單片機又出現(xiàn)了寬電壓范圍型,在2.5～6.5V內(nèi)都可正常工作。低功耗是單片機所追求的一個指標(biāo),目前低功耗單片機的靜態(tài)電流可以低至μA或nA級。有的單片機還有等待、關(guān)斷、睡眠等多種工作模式以降低功耗。單片機的低功耗在智能化儀表中有重要的應(yīng)用。在工業(yè)控制中的控制器,可以應(yīng)用軟件的方法,實現(xiàn)復(fù)雜的控制過程,改變控制算法方便。有豐富的邏輯判斷和位操作指令,可以在開關(guān)量控制、順序控制、邏輯控制中發(fā)揮作用。目前,在加熱控制、電機控制、鍋爐控制、汽車電器、數(shù)控機床等各個領(lǐng)域,單片機得到了廣泛的使用,并取得了很好的效果。單片機由于其微小的體積和極低的成本,廣泛的應(yīng)用于家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域中。單片微型計算機簡稱單片機,特別適用于控制領(lǐng)域,故又稱為微控制器。本設(shè)計就是利用單片機AT89C51為控制器來實現(xiàn)8個LED左右來回點亮的實驗。第二章設(shè)計目的及要求2.1設(shè)計目的通過本次課題設(shè)計,應(yīng)用《單片機原理及應(yīng)用》等所學(xué)相關(guān)知識及查閱資料,完成簡易計算器的設(shè)計,以達到理論與實踐更好的結(jié)合、進一步提高綜合運用所學(xué)知識和設(shè)計的能力的目的。通過本次設(shè)計的訓(xùn)練,可以使我在基本思路和基本方法上對基于89C51單片機的系統(tǒng)設(shè)計有一個比較感性的認(rèn)識,并具備一定程度的設(shè)計能力。培養(yǎng)實踐技能,提高分析和解決實際問題的能力。2.2設(shè)計要求〔1認(rèn)真研究設(shè)計任務(wù)書,明確設(shè)計要求、條件、內(nèi)容和步驟；復(fù)習(xí)課程有關(guān)內(nèi)容,熟悉有關(guān)單元電路的設(shè)計方法和步驟；搜集、分析、消化相關(guān)資料、軟件等；掌握微型計算機應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計方法；準(zhǔn)備好設(shè)計需要的圖書、資料和工具；擬定設(shè)計計劃等〔2系統(tǒng)總體及功能設(shè)計,制定總體方案及元器件的選擇；〔3硬件設(shè)計,完成硬件結(jié)構(gòu)圖設(shè)計、系統(tǒng)電路圖設(shè)計和繪制及電路模塊的連接；〔4軟件設(shè)計,完成軟件流程圖的設(shè)計、程序設(shè)計；〔5使用Proteus與Keil軟件仿真運行；〔6寫出設(shè)計報告第三章設(shè)計電路原理3.1控制系統(tǒng)的設(shè)計AT89C51系列的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡單,當(dāng)該腳作輸入腳使用時,只須將該腳設(shè)置為高電平〔復(fù)位時,各I/O口均置高電平。當(dāng)該腳作輸出腳使用時,則為高電平或低電平均可。低電平時,吸入電流可達20mA,具有一定的驅(qū)動能力；而為高電平時,輸出電流僅數(shù)十μA甚至更小〔電流實際上是由腳的上拉電流形成的,基本上沒有驅(qū)動能力。其原因是高電平時該腳也同時作輸入腳使用,而輸入腳必須具有高的輸入阻抗,因而上拉的電流必須很小才行。作輸出腳使用,欲進行高電平驅(qū)動時,得利用外電路來實現(xiàn),如上拉電阻,I/O腳不通,電流經(jīng)R驅(qū)動LED發(fā)光；低電平時,I/O腳導(dǎo)通,電流由該腳入地,LED滅〔I/O腳導(dǎo)通時對地的電壓降小于1V,LED的域值1.5～1.8V所以在本設(shè)計中將使用AT89C51為控制器,可將8個有著四種顏色的LED與AT89C51的8個P2〔p2.0~p2.7接口相連。3.2LED的顯示由于LED具有亮度高、發(fā)光均勻、可靠性好、接線簡單、拼裝方便等優(yōu)點。它被廣泛應(yīng)用于大型LED智能顯示屏、智能儀器儀表和機電一體化設(shè)備的顯示單元中,取得了較好的效果。由于它經(jīng)濟、小型的顯示系統(tǒng),同時要求使用方便靈活,方便地組成了由多塊大屏幕LED顯示器構(gòu)成的顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)可廣泛用于商場、車站、碼頭及其它公共場合。對于8個LED的點亮有很多種方案,可以同時點亮,同時熄滅,不同個數(shù)的LED來回交替。本設(shè)計由于LED的個數(shù)和顏色相對較多可以讓8個LED從左到右然后再從右到左來回點亮。第四章硬件原理4.1元件清單原件名稱型號參數(shù)數(shù)量單片機AT89C5112MHz1LED燈LED2.2V~10mA8晶體振蕩器CRYSTAL12MHz1電容CAP22p2CAP-ELEC10uf1電阻RES220810K14.2單片機AT89C51該單片機功能強大,不僅能滿足設(shè)計的需要,也可以在設(shè)計要求的基礎(chǔ)上進行一些擴展。單片機的結(jié)構(gòu)如下：圖SEQ圖表\*ARABIC1單片機引腳圖在使用時VCC接電源電壓,GND接地。P0,P1,P2,P3可作為輸入或輸出端口,RST是復(fù)位輸入,接復(fù)位電路。XTAL1和XTAL2接復(fù)位電路。這些可以在硬件設(shè)計部分體現(xiàn)出來4.3.單片機的時鐘電路單片機內(nèi)部有在一個振蕩器,本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式,以12MHZ石英晶體振蕩器和兩個30PF的片電容組成外部電容的大小對振蕩頻率有微小影響,可起調(diào)節(jié)作用。振蕩器,如圖所示。片內(nèi)的高增益反向放大器通過XTAL1和XTAL2外接,作為反饋元件的外部晶體振蕩器與電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成一個自激振蕩器,向內(nèi)部時鐘電路提供振蕩時鐘。如圖；4.4.單片機的復(fù)位電路AT89C51的RST引腳是復(fù)位端。當(dāng)單片機振蕩器工作時,該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機械周期的高電平,就可以實現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位,使單片機快速回到初始狀態(tài)。如圖；4.5整體電路圖第五章軟件設(shè)計5.1程序流程圖開始開始初始化設(shè)置LED點亮位置最左端是循環(huán)體循環(huán)控制結(jié)束是否5.2編輯源程序程序利用循環(huán)移位函數(shù)_crol_和_cror_形成來回滾動的效果#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//延時voidDelayMS<uintx>{uchari;while<x-->{for<i=0;i<120;i++>;}}//主程序voidmain<>{uchari;P2=0x01;while<1>{for<i=0;i<7;i++>{P2=_crol_<P2,1>;//P2的值向左循環(huán)移動DelayMS<150>;}for<i=0;i<7;i++>{P2=_cror_<P2,1>;//P2的值向右循環(huán)移動DelayMS<150>;}}}第六章系統(tǒng)調(diào)試6.1系統(tǒng)調(diào)試1.編寫程序并查錯2.在Keil中輸入源程序,編譯并連接,及時發(fā)現(xiàn)程序中的錯誤,改正,直至編譯連接無誤后保存并生成HEX文件。3.在Proteus中打開該電路對各器件及連線節(jié)點進行檢查,其中單片機的頻率一定要與晶振頻率一致。4.在單片機屬性中找到programFile中添加源程序生成的hex文件。如圖；單擊"確定"后即可進行模擬仿真。6.2仿真結(jié)果；結(jié)論與心得通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很非常重要的,只有理論知識是遠遠不夠的,只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來,從理論中得出結(jié)論,才能真正為己所用,從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。我在設(shè)計的過程中遇到了許多問題的同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處,即對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻,掌握得不夠牢固,比如說不懂一些元器件的使用方法,對匯編語言掌握得不透徹。還有,這次的設(shè)計讓我明白了"求人不如求己","自己動手豐衣足食"的深刻寓意。雖然我們要講究合作愉快,但更重要的是自己,只有自己懂了,自己做了才不會在關(guān)鍵時刻掉鏈子。別人終究是一個陪襯,路總是要自己走的,屬于自己的任務(wù)就要自己搞定。所以我們必須要時刻強大自己。這個過程雖然不是很平坦但肯定會遇到各種各樣的問題,但一旦征服了它那它就是你的東西