單片機(jī)課程設(shè)計(jì)文檔

1、單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題 目： 簡(jiǎn)易流水燈系 別： 信息技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)： 專升本1班學(xué) 號(hào)： 姓 名： 朱旭鶴 于晶晶 指導(dǎo)老師： 陳向奎目 錄摘要：3第一章 緒論41、流水燈的設(shè)計(jì)背景4第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)41、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求42、流水燈設(shè)計(jì)的工作流程圖5第三章 系統(tǒng)主要工作原理61.時(shí)鐘設(shè)計(jì)部分62.復(fù)位設(shè)計(jì)部分73.開(kāi)關(guān)部分74.工作電路部分8第四章 軟件程序流程圖91.單片機(jī)詳細(xì)C51程序代碼92. 元器件說(shuō)明133. 仿真電路圖14第五章 工作總結(jié)和愿望15參考文獻(xiàn)：16致謝17摘要：51單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。這次設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)它的學(xué)習(xí)、應(yīng)用，以A

2、T89c51芯片為核心，輔以必要的電路，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易的流水燈，它由4.5V直流電源供電，按照不同的要求，通過(guò)按鈕控制點(diǎn)亮多個(gè)Led燈，并在順序和頻率上做出相應(yīng)的改變，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)軟、硬件的目的。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) at89c51 簡(jiǎn)易流水燈第一章 緒論1、流水燈的設(shè)計(jì)背景當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代，在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見(jiàn)的速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)所取代。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。雖然功能簡(jiǎn)單，但是由于其操作簡(jiǎn)單得到了廣泛的應(yīng)用。第二章 系統(tǒng)

3、設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)要求采用AT89C51單片機(jī)，實(shí)現(xiàn)8只LED燈從上到下點(diǎn)亮、從下到上、從中間到兩邊、從兩邊到中間的“流水”效果。使用兩個(gè)按鈕控制，其中一個(gè)控制流水燈亮的方式，另一個(gè)控制流水燈亮的頻率。當(dāng)按下開(kāi)關(guān)k0時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生有效信號(hào)從P2端口輸出到led燈。Led燈根據(jù)相應(yīng)的信號(hào)，燈亮的順序發(fā)生相應(yīng)變化。當(dāng)按下開(kāi)關(guān)k3時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生有效信號(hào)從P2端口輸出到led燈。Led燈根據(jù)相應(yīng)的信號(hào)，燈亮的頻率發(fā)生相應(yīng)變化。2、流水燈設(shè)計(jì)的工作流程圖晶振電路單片機(jī)AT89C51 燈亮按鈕 圖1總體設(shè)計(jì)框圖該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在總體上分為以下幾個(gè)部分：1單片機(jī)控制部分； 2 按鍵控制部分；3 led燈

4、輸出部分。具體設(shè)計(jì)步驟如下：（1）按以上要求制定設(shè)計(jì)方案，并繪制出系統(tǒng)工作框圖，繪制程序流程圖；（2）按要求設(shè)計(jì)單片機(jī)的外圍電路，給出電路原理圖；（3）單片機(jī)仿真器等元器件正確可靠地連接；（4）利用仿真器進(jìn)行程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；第三章 系統(tǒng)主要工作原理1.時(shí)鐘設(shè)計(jì)部分單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作.在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘振蕩電路,只需要外接一個(gè)振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元,決定單片機(jī)的工作速度。電路中兩個(gè)電容 C1,C2的作用有兩個(gè):一是幫助振蕩器起振;二是對(duì)振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。C1、C2、晶振提供時(shí)鐘信號(hào)。2.復(fù)位設(shè)計(jì)部分濾波電容提供復(fù)位，一端與接口9相連，另一端與接

5、口31相連。電阻的作用是用于上電復(fù)位的，VCC以上電，由于電容兩端電壓不能突變，所以RST上為高電平，然后電容放電，RST就為低電平了3.開(kāi)關(guān)部分按鍵輸入的防抖設(shè)計(jì)按鍵的觸點(diǎn)在閉合和斷開(kāi)時(shí)均會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)，這是觸點(diǎn)的邏輯電平是不穩(wěn)定的，如不妥善處理，將會(huì)引起按鍵命令的錯(cuò)誤執(zhí)行或重復(fù)執(zhí)行?，F(xiàn)在一般采用軟件延時(shí)的方法來(lái)避開(kāi)抖動(dòng)階段。防抖使用了nop指令，Nop指令為單周期指令，有晶振頻率決定。K0控制燈亮的順序當(dāng)余數(shù)等于0時(shí)，為原始狀態(tài)。當(dāng)余數(shù)等于1時(shí)，燈亮順序從上到下。當(dāng)余數(shù)等于2時(shí)，燈亮順序從下到上。當(dāng)余數(shù)等于3時(shí)，燈亮順序從中間到兩邊。當(dāng)余數(shù)等于4時(shí)，燈亮順序從兩邊到中間。K3控制燈亮的頻率時(shí)間

6、初值設(shè)為250us，開(kāi)關(guān)每按下時(shí)間減少50us，當(dāng)減小到0時(shí)，再設(shè)置為300us。4.工作電路部分1） 工作電路就是根據(jù)總的電路的指令，來(lái)反應(yīng)工作情況。本電路的流水燈電路具體的如下：2）根據(jù)各個(gè)模塊的功能及他們的信號(hào)傳輸，連接電路如下：第四章 軟件程序流程圖1.單片機(jī)詳細(xì)C51程序代碼#include /此文件中定義了51的一些特殊功能寄存器#include sbit K0=P00; / 閃爍方式把K0定義為P00口sbit K3=P03; /閃爍頻率把K3定義為P03口unsigned int key_num();/計(jì)算按鍵按下子程序 “unsigned int 為無(wú)符號(hào)整型void del

7、ayms(unsigned char ms) / 延時(shí)子程序 ms決定延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短，ms值越大，延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)unsigned char i;while(ms-)for(i = 0; i 120; i+); /延時(shí)程序，當(dāng)執(zhí)行時(shí)，每個(gè)周期i從零增加到120，所用的時(shí)間乘以ms的值，就是要延時(shí)的時(shí)間void main()unsigned char LED;/定義無(wú)符號(hào)字符型LEDunsigned int key_m;/定義無(wú)符號(hào)整型”key_munsigned int a=250;/給符號(hào)a賦初值250P2=0x00; /啟動(dòng)把P2口設(shè)為低電平while(1) /while循環(huán)if(key_m=

8、0) /當(dāng)key_m等于0時(shí)，執(zhí)行if語(yǔ)句. key -m用來(lái)存儲(chǔ)key_num()這個(gè)子程序 返回的值 P2=0x00; /P2口的輸出控制燈的亮滅，單片機(jī)上電時(shí)P2口都是高電平輸出，這句話就是把P2口改成低電平0X00代表八位數(shù)，0000.0000分別對(duì)應(yīng)P2口的八個(gè)輸出口 key_m=key_num(); /key_num子程序的返回值賦給key_m. if(K3=1) /K3按鈕控制閃爍頻率，K3按下一次，a時(shí)間間隔減少50 a=a-50; while(K3); if(key_m=1) /當(dāng)key_m等于1時(shí)，執(zhí)行if語(yǔ)句 LED = 0x01; /0x幾幾代表十六進(jìn)制數(shù)，把它變成二進(jìn)

9、制就是0000 0001 分別對(duì)應(yīng)P2的八個(gè)輸出口 后面LED的值還是給了P2 0x01 把它變成二進(jìn)制就是0000 0001，說(shuō)明P2口的第一個(gè)燈亮如果是Ox02， 0000 00010，對(duì)應(yīng)P2口的第二個(gè)燈亮 while(1) P2 = LED; /賦初值 delayms(a); /延時(shí) LED = LED 1|0x01; /循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個(gè)LED 1|0x80; /循環(huán)右移1位，點(diǎn)亮下一個(gè)LED 為右移位 if(P2 = 0xff ) P2=0x00;delayms(a);LED = 0x80; / key_m=key_num(); if(key_m=1)break; if(ke

10、y_m=3)break; if(key_m=0)break; if(key_m=4)break; if(K3=1) a=a-50; while(K3); if(a=0) a=300; if(key_m=3) /中間往兩邊移動(dòng) unsigned int temp1,temp2; temp1=0x10; /賦初值 temp2=0x08; while(1) P2=temp1|temp2; /P2等于temp1和temp2的或值delayms(a); /調(diào)用延時(shí)子函數(shù)，a越大延時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)temp1=temp11|0x08; / temp2右移一位或0x08if(P2=0xff) /如果P2=0xff,

11、重新賦初值 P2=0x00; delayms(a); temp1=0x10; temp2=0x08; key_m=key_num(); if(key_m=0)break; if(key_m=1)break; if(key_m=2)break; if(key_m=4)break; if(K3=1) a=a-50; while(K3); if(a=0) a=300; if(key_m=4)/兩邊往中間移動(dòng) unsigned int temp1,temp2; temp1=0x80; temp2=0x01; while(1) P2=temp1|temp2;delayms(a);temp1=temp11

12、|0x80; temp2=temp21|0x01;if(P2=0xff) P2=0x00; delayms(a); temp1=0x80; temp2=0x01; key_m=key_num(); if(key_m=0)break; if(key_m=1)break; if(key_m=2)break; if(key_m=3)break; if(K3=1) a=a-50; while(K3); if(a=0) a=300; unsigned int key_num() unsigned int key_a,key_b; if(K0=1) _nop_(); /_nop_為延時(shí)命令，三個(gè)周期延時(shí)

13、，防抖_nop_();_nop_();if(K0=1) key_a+; /自加1 key_b=key_a%5;/key_b等于key_a除以5的余數(shù) while(K0=1); return key_b; /子程序返回值 2. 元器件說(shuō)明元件名稱類型屬性數(shù)量AT89C51U1單片機(jī)1個(gè)3WATT10KR1電阻10k1個(gè)AX47U16vC3濾波電容47U 1個(gè)Avx0402np022pC1、C2電容22p2個(gè)CRYSTALX1晶振1Mhz1個(gè)LED-GREEND1-D8Led綠燈8個(gè)BottonK0、K3按鍵2個(gè)3. 仿真電路圖第五章 工作總結(jié)和愿望首先是原理問(wèn)題。由于首次接觸單片機(jī)，所以很多東西

14、都不懂，因此，找來(lái)視頻教程來(lái)看，并學(xué)習(xí)如何進(jìn)行流水燈的編程。其次就是我們沒(méi)有c語(yǔ)言基礎(chǔ)，所以邊編程邊進(jìn)行語(yǔ)言的學(xué)習(xí)。設(shè)計(jì)的初期，沒(méi)有明確的目的和想法，雖然流水燈是單片機(jī)中相對(duì)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，可是卻舉步維艱。由于對(duì)軟件運(yùn)用的不熟練，連線時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，多次發(fā)生上電后led燈沒(méi)有反應(yīng)的現(xiàn)象。由于對(duì)c語(yǔ)言的一些不熟練和錯(cuò)誤理解，在編寫程序的過(guò)程中出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤，比如沒(méi)有循環(huán)重新賦值，d1-d8亮了一遍后不再重新循環(huán)變亮。賦值變量方面經(jīng)?；靵y，編譯文件的時(shí)候錯(cuò)誤連連。還有就是電路元件選擇方面，參照諸多的實(shí)例和文獻(xiàn)，經(jīng)過(guò)多次選擇才能確定下來(lái)。雖然每一步設(shè)計(jì)都覺(jué)得異常艱辛，經(jīng)過(guò)不斷的嘗試，終究還是完成了此次設(shè)計(jì)，雖然此次設(shè)計(jì)還有諸多缺點(diǎn)，但是過(guò)程卻讓我們收獲波多。參考文獻(xiàn)：1 單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)；2 單片機(jī)原理與接口技術(shù)牛昱光、李