單片機課程設(shè)計藝術(shù)彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計

1、 單片機系統(tǒng)綜合設(shè)計報告 課題名稱：藝術(shù)彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計 目 錄.一 概述············································

2、;········1 1.1 藝術(shù)彩燈的設(shè)計背景及意義·······································

3、;····1 1.2 系統(tǒng)設(shè)計功能概述···········································

4、83;··········1 .二 彩燈設(shè)計內(nèi)容簡要··································1 2.1 彩燈設(shè)計內(nèi)容·&#

5、183;············································1 2.2 彩燈設(shè)計要求···&#

6、183;··········································1 2.3 彩燈設(shè)計原理·····&#

7、183;········································1 2.4 彩燈總體控制框圖·······

8、·······································2.三 硬件電路設(shè)計·········&#

9、183;························2 3.1 硬件組成·······················

10、3;·····················2 3.2 at89c51單片機硬件結(jié)構(gòu)·························&#

11、183;···················3 3.3 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能···························

12、3;···········4.四 系統(tǒng)的軟件設(shè)計·····································

13、;············54.1 程序流程圖····································&

14、#183;························64.2 軟件程序·······················

15、3;·····································7.五 設(shè)計體會···········&#

16、183;·····································8.六 參考文獻···········

17、······································9 藝術(shù)彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計一 概述11 藝術(shù)彩燈的設(shè)計背景及意義彩燈是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N裝飾用品，它美觀大方，尤其在節(jié)日期間，倍增節(jié)日氣氛。它蘊

18、涵著豐富的文化底蘊，被廣泛地應(yīng)用于各種店面的裝飾。變換無窮的彩燈樣式，給城市增添活力，吸引著人們的注意力，深受人民的喜愛。在日常生活中，人們還將彩燈擺放成各種圖案，增添美感。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)向著小型化、快速化、大容量、重量輕的方向發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)更加貼近人們的生活，向著滿足人們需求的方向發(fā)展。節(jié)日彩燈的設(shè)計與制作工藝也一步一步的走向成熟。1.2 系統(tǒng)設(shè)計功能概述本設(shè)計是以at89c51單片機為基礎(chǔ)的彩燈控制方案，來實現(xiàn)對led彩燈的控制。以at89c51單片機作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅(qū)動等模塊組成核心主控制模塊。在主控模塊上設(shè)有5個按鍵和8位led狀態(tài)顯示器，根據(jù)實驗要求編寫若干

19、種亮燈模式，利用其內(nèi)部定時器t0實現(xiàn)一個基本單位時間為5 ms的定時中斷，根據(jù)各種亮燈時間的不同需要，在不同時刻輸出燈亮或燈滅的控制信號，然后驅(qū)動各種顏色的燈亮或滅。二彩燈設(shè)計內(nèi)容簡要：2.1彩燈設(shè)計內(nèi)容：1設(shè)計并實現(xiàn)具有復(fù)位功能的單片機小系統(tǒng)；2利用單片機進行燈光的場景開關(guān)控制；3利用單片機進行燈光的循環(huán)點亮控制及速度變化控制；4利用單片機進行燈光的色彩連續(xù)變化效果控制。5利用單片機進行燈光的三色聯(lián)動定時控制。2.2彩燈設(shè)計要求：1能啟動、停止；2能通過開關(guān)進行功能選擇；3要體現(xiàn)循環(huán)、組合和色彩變化的控制功能和效果，實現(xiàn)三色聯(lián)動定時控制，控制變化規(guī)律的類型或功能不少于5種；2.3彩

20、燈設(shè)計原理： 主控模塊主要設(shè)計器件有89c51，8個led狀態(tài)顯示器，6個按鍵，3個穩(wěn)壓器（提供5 v電壓）。通過軟件設(shè)計，使單片機p1口作為三色led驅(qū)動信號輸出口及移位時鐘clock信號，p0口為按鍵輸入口，p2口、p1口與8位七段碼led相接作為顯示器的輸出口。2.4彩燈總體控制框圖：led顯示電路時鐘電路復(fù)位電路按鍵電路at89c51單片機三硬件電路設(shè)計：3.1硬件組成按照單片機系統(tǒng)擴展與系統(tǒng)配置狀況，單片機應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。at89c51單片機是美國atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能cmos 8位單片機，具有豐富的內(nèi)部資源：4kb閃存、128bram、

21、32根i/o口線、2個16位定時/計數(shù)器、5個向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、2個全雙工的串行口，具有4.255.50v的電壓工作范圍和024mhz工作頻率，使用at89c51單片機時無須外擴存儲器。因此，本流水燈實際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機最小應(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3.2 at89c51單片機硬件結(jié)構(gòu)：at89c51是一種帶4k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（fperomflash programmable and erasable read only memory）的單片機芯片，它采用靜態(tài)cmos 工藝制造8位微處理器，最高工作頻率位2

22、4mhz。at89c5外形及引腳排列如圖所示： 管腳說明： rst：復(fù)位輸入。當振蕩器復(fù)位器件時，要保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。 p0口：p0口為一個8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時，p0 口作為原碼輸入口，當fiash進行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。 p1口：p1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時

23、，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。 p2口：p2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個ttl門電流，當p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 p3口：p3口

24、管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流（ill）這是由于上拉的緣故。 ale/prog：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時， ale只有在執(zhí)行movx

25、，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。 psen：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的psen信號將不出現(xiàn)。 ea/vpp：當ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000h-ffffh），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，ea將內(nèi)部鎖定為reset；當ea端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。 xtal1和xtal2：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 33系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能描述：控制系統(tǒng)硬件設(shè)計電路圖如圖所示：

26、系統(tǒng)硬件設(shè)計電路圖功能描述：系統(tǒng)硬件設(shè)計電路主要由四部分組成：按鍵復(fù)位電路、時鐘振蕩電路、按鍵電路、led顯示電路。按鍵復(fù)位電路：復(fù)位是單片機的初始化操作，其作用是使cpu中的各個部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。在接電瞬間rst端的電位與vcc相同，隨著電容充電電流的減小，+5v立即加到了rst/vpd端，rst的電位逐漸下降。 時鐘振蕩電路：在at89c51的外部，xtal1和xtal2之間跨越晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個自激振蕩器，形成時鐘振蕩電路。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器二分頻后，形成單片機的時鐘脈沖信號。按鍵電路：用p0.0p0.5五個i/o口作為輸入

27、口，按鍵輸入均采用低電平有效。獨立式按鍵的軟件可采用中斷方式和查詢方式，本設(shè)計中按鍵程序的就是采用中斷方式。圖中p0.0的按鍵是場景開關(guān)，即控制整個系統(tǒng)。led顯示電路：發(fā)光二極管與單片機的p1口相連接，其電路圖如圖所示。發(fā)光二極管接+5v電源，其他管腳分別接p1口的8個端口.此次設(shè)計發(fā)光二極管可顯示兩種狀態(tài)，適合用于顯示系統(tǒng)狀態(tài)。此處用到8個，紅、綠、黃三種led彩燈控制器（89c51主控模塊）和led彩燈管（管內(nèi)led板模塊）。 四系統(tǒng)的軟件設(shè)計  4.1程序流程圖： 程序如下：org 0000h ajmp start ;指向主程序 org 0010hmain:mov p1,#0

28、ffh ;設(shè)置p1口為輸入口start: mov p0,#0ffh ;初始狀態(tài)，選擇場景控制開關(guān) jnb p0.0,key0 sjmp startkey0: jnb p0.1, key1 jnb p0.2, key2 jnb p0.3, key3 jnb p0.4, key4 sjmp startstart1: mov p0, #0ffh acall delay mov a, p1 ;送顯示初值 jnb acc.1, key1 ;acc.1=0?若為0則p1.1對應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)key1 jnb acc.2, key2 ;acc.2=0?若為0則p1.2對應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)key2 jnb acc.

29、3, key3 ;acc.3=0?若為0則p1.3對應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)key3 jnb acc.4, key4 ;acc.1=0?若為0則p1.4對應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)key4 sjmp start1 key1:movr2,#08h movr5,#0fehnext0:mova,p0 jnb acc.3,key4 jnb acc.4,key3 jb acc.0,main mova,r5 movp1,a ;點亮燈待添加的隱藏文字內(nèi)容2 acalldelay mova,r5 rl a ;左移，下一個燈亮 movr5,a djnzr2,next0 sjmpkey1key2: mov a,p0 ;按鍵2，三色聯(lián)動

30、，jb acc.0,main ；檢測開關(guān)是否按下 jnb acc.4, key3 jnb acc.3, key4 mov p1,#0dah acall delay2 mov p1,#0c7h acall delay2 mov p1,#06eh acall delay2 ajmp key2lp1: jbc tf1, lp2 sjmp lp1lp2: mov th1, #0b1h mov tl1, #0e0h djnz r3, lp1 retkey3: acall delay mov a,r6 ;循環(huán)點亮加速 add a,#3h mov r6,a sjmp next0key4 : acall delay ;循環(huán)點亮減速 mov a,r6 mov a,#3h mov r6,a sjmp next0delay: mov r3, #14h ;加速減速,延時程序 mov tmod,