遼寧工業(yè)大學(xué)彩燈控制器課設(shè).doc

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學(xué)學(xué)單片機(jī)原理及接口技術(shù)單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)( (論文論文) ) 題目：題目：彩燈控制器設(shè)計(jì)彩燈控制器設(shè)計(jì)院院( (系）：系）： 電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：專業(yè)班級(jí)： 測(cè)控測(cè)控093093 學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)： 090301062090301062 學(xué)生姓名：學(xué)生姓名： 于佳嵩于佳嵩 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 起止時(shí)間：起止時(shí)間：2012.62012.6。18-2012.618-2012.6。2929課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語(yǔ)注：成績(jī):平時(shí)20 論文質(zhì)量60% 答辯20 以百分制計(jì)算學(xué) 號(hào)090301062學(xué)生姓名于佳嵩

2、專業(yè)班級(jí)測(cè)控093課程設(shè)計(jì)題目彩燈控制器設(shè)計(jì)彩燈控制器設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)設(shè)計(jì)可對(duì)戶外裝飾用彩燈進(jìn)行控制的控制器，具有以下功能： 燈光快慢顯示可以用四個(gè)開(kāi)關(guān)控制，即控制四級(jí)快慢顯示，如當(dāng) s1 合上時(shí)，燈光亮閃最慢,當(dāng) s4 合上時(shí)，燈光亮閃最快： 燈光快慢顯示還可采用兩個(gè)按鍵（“+”鍵和“”鍵）的方式控制燈光快慢亮閃顯示，控制十級(jí)速度(19)，每按一下 “+”鍵，級(jí)數(shù)加 1，燈光流動(dòng)速度逐級(jí)加快；每按一下“-” 鍵，級(jí)數(shù)減 1，燈光流動(dòng)速度逐級(jí)減慢。 可工作于自編的燈光顯示方式，按下相應(yīng)編碼，彩燈以對(duì)應(yīng)的顯示方式顯示； 自編的燈光顯示方式可存儲(chǔ)，掉電不丟失設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求1. 設(shè)計(jì)內(nèi)容

3、:單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤(pán)顯示電路、彩燈控制電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路等硬件電路及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì);2. 硬件電路圖應(yīng)采用繪圖軟件繪制，所用器件型號(hào)、參數(shù)標(biāo)注完整；3. 對(duì)各功能電路的設(shè)計(jì)說(shuō)明應(yīng)指出所選器件型號(hào)、本設(shè)計(jì)中引腳的連接方法、芯片(端口）地址、外圍器件參數(shù)，并說(shuō)明工作過(guò)程；4. 軟件設(shè)計(jì)上應(yīng)按照系統(tǒng)軟、硬件功能的劃分說(shuō)明系統(tǒng)軟件的功能、主程序流程圖及工作過(guò)程說(shuō)明、主要程序模塊流程圖等，要求程序結(jié)構(gòu)完整，應(yīng)有變量及端口地址定義，應(yīng)編譯通過(guò)全部或部分程序模塊.技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)1. 彩燈數(shù)量：24；2. 彩燈工作電壓：DC5V 彩燈工作電流：530mA進(jìn)度計(jì)劃1. 查閱資料,確定設(shè)計(jì)方案、繪制系統(tǒng)總體結(jié)

4、構(gòu)圖、劃分軟硬件功能（2 天）2. 設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)、鍵盤(pán)顯示電路（1 天）3. 設(shè)計(jì)彩燈控制電路、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路（2 天）4. 完成系統(tǒng)硬件整體電路圖繪制（1 天）5. 編寫(xiě)、調(diào)試系統(tǒng)程序（3 天）6. 修改設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、準(zhǔn)備答辯（1 天）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)平時(shí): 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績(jī): 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘 要本設(shè)計(jì)是一種基于 AT89C51 單片機(jī)的彩燈控制方案,實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 彩燈的控制。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展尤其是數(shù)字技術(shù)的突飛猛進(jìn)，多功能彩燈憑著堅(jiān)毅，高效，穩(wěn)定特點(diǎn)得到普遍的應(yīng)用，有各種娛樂(lè)場(chǎng)所,店鋪門(mén)面裝飾、駕馭裝潢、城市墻壁更是隨處可見(jiàn)，于此合同時(shí)，還有一些城市采用

5、不同的彩燈打造屬于自己的城市文明,塑造自己的城市魅力。目前,多功能彩燈的種類有很多種，所以多共嫩才多呢該控制器的設(shè)計(jì)具有相當(dāng)?shù)拇硇?本設(shè)計(jì)是一種基于 AT89C51 單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 彩燈的控制。以 AT89C51 單片機(jī)作為主控核心,與按鍵、顯示器等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì) 24 個(gè) LED 彩燈進(jìn)行控制，根據(jù)用戶需要可以編寫(xiě)若干種亮燈模式.本系統(tǒng)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及容易操作等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：LED 彩燈；彩燈控制器；模塊設(shè)計(jì)；目 錄第 1 章 緒論 .11。1 概述.11.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能概述 .1第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案 .22。1 設(shè)

6、計(jì)思路及總體方案.2第 3 章硬件設(shè)計(jì) .33.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì).33。2 按鍵電路設(shè)計(jì) .43.3 彩燈控制電路設(shè)計(jì) .53.4 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路設(shè)計(jì) .53。5 LED 顯示電路設(shè)計(jì) .6第 4 章 軟件設(shè)計(jì) .74.1 控制彩燈設(shè)計(jì)軟件流程圖.7第五章 課程設(shè)計(jì)總結(jié) .8參考文獻(xiàn) .9附錄 I .10附錄 II .11第 1 章 緒論1.1 概述彩燈是人們?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(yùn)涵著豐富的文化底蘊(yùn)，被廣泛地應(yīng)用于各種店面的裝飾。變換無(wú)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(ài)。在日常生活中，人們還將彩燈擺放成各種圖案

7、，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.科學(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(jì)與制作工藝也一步一步的走向成熟.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能概述本設(shè)計(jì)是以 AT89C51 單片機(jī)為基礎(chǔ)的彩燈控制方案，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 彩燈的控制。以 AT89C51 單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤(pán)、顯示、驅(qū)動(dòng)等模塊組成核心主控制模塊.在主控模塊上設(shè)有 5 個(gè)按鍵和 24 位 LED 狀態(tài)顯示器，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求編寫(xiě)若干種亮燈模式，利用其內(nèi)部定時(shí)器 T0 實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本單位時(shí)間為 5 ms 的定時(shí)中斷，根據(jù)各種亮燈時(shí)間的不同需要，在不同時(shí)刻輸出燈亮或燈滅的

8、控制信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)各種顏色的燈亮或滅。課程設(shè)計(jì)的方案第 2 章 課程設(shè)計(jì)的方案2。1 設(shè)計(jì)思路及總體方案 首先由于 AT89C51 單片機(jī)的系統(tǒng)包含：電源端(Vcc，GND）內(nèi)部已連接好；時(shí)鐘信號(hào)，通過(guò)晶振，電容與單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 相連，與單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)共同組成時(shí)鐘信號(hào)源，晶振的頻率決定了該系統(tǒng)的頻率，該系統(tǒng)選擇晶振頻率 12MHz；復(fù)位電路，只要一摁下復(fù)位鍵，就會(huì)回到程序的起始地址重新開(kāi)始執(zhí)行程序。所以首先將這些電路連接好,使單片機(jī)可以正常工作起來(lái)。然后分析我們的題目要求，要求自動(dòng)手動(dòng)選擇、速度,所以，我們采用按鍵電路與單片機(jī)的 P1 口連接來(lái)做彩燈的控制電路,通過(guò)檢測(cè)按

9、鍵接口電平的高低來(lái)判斷開(kāi)關(guān)是否閉合，從而控制彩燈的速度與不同模式間的切換。此外還必須有LED 顯示電路，我們采用 P1 口作為輸出，連接 3 個(gè) 74LS573 以及二十四個(gè)小燈進(jìn)行控制。硬件連接模塊如下圖: LED 顯示顯示電路電路時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路復(fù)位電路按鍵電路按鍵電路AT89C51單片機(jī)單片機(jī)圖 2。1 總體方案框圖第 3 章硬件設(shè)計(jì)3。1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng).對(duì) 51 系列單片機(jī)來(lái)說(shuō),最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路。 圖3。1。1時(shí)鐘電路圖3。1.2 復(fù)位電路整個(gè)復(fù)位電路包括芯片內(nèi)

10、、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(hào)（RST）送至施密特觸發(fā)器,再由片內(nèi)復(fù)位電路在每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 時(shí)刻對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行采樣，然后才得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。復(fù)位操作有上電自動(dòng)復(fù)位相按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種方式。上電自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其電路如圖3.4（a）所示。這佯，只要電源 Vcc 的上升時(shí)間不超過(guò) 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復(fù)位初始化。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中,按鍵電平復(fù)位是通過(guò)使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實(shí)現(xiàn)的，圖 3。2 單片機(jī)最小系統(tǒng)整提結(jié)構(gòu)電路外部時(shí)鐘電路，給單片機(jī)提供工作時(shí)鐘源；外部復(fù)位電路，

11、可以上電復(fù)位，還有當(dāng)單片機(jī)在工作過(guò)程中，可以人為手動(dòng)復(fù)位；3.2 按鍵電路設(shè)計(jì)本課程設(shè)計(jì)用的事獨(dú)立式鍵盤(pán)連接，共 6 個(gè)按鍵.燈光快慢顯示可以用四個(gè)開(kāi)關(guān)控制，即控制四級(jí)快慢顯示,如當(dāng) s1 合上時(shí)，燈光亮閃最慢，當(dāng) s4 合上時(shí)，燈光亮閃最快：燈光快慢顯示還可采用兩個(gè)按鍵(“+鍵和“”鍵）的方式控制燈光快慢亮閃顯示，控制十級(jí)速度（19） ，每按一下 “+鍵,級(jí)數(shù)加 1，燈光流動(dòng)速度逐級(jí)加快;每按一下“” 鍵，級(jí)數(shù)減 1，燈光流動(dòng)速度逐級(jí)減慢。圖 3。3 按鍵電路3。3 彩燈控制電路設(shè)計(jì)圖 3.4 彩燈控制電路3。4 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路有 3 個(gè) 74LS573 組成，作為數(shù)字鎖存器。

12、圖 3。5 數(shù)據(jù)儲(chǔ)存電路3.5 LED 顯示電路設(shè)計(jì)LED 顯示電路由 24 個(gè) LED 燈和 24 個(gè)電阻以及一個(gè)電源 VCC 構(gòu)成.對(duì)于點(diǎn)陣型 LED 顯示可以采用共陰極或共陽(yáng)極，本系統(tǒng)采用共陽(yáng)極，其硬件電路如圖采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中，按 8 位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。顯示時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去,這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。圖 3。6 LED 顯示電路第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 4.1 控制彩燈設(shè)計(jì)軟件流程圖 N Y N Y N Y初始化有鍵按下？S1 按下？S4 按下？+按下

13、？按下？速度最慢速度最快速度加快速度減慢鍵按下相應(yīng)編碼？自編的燈光顯示儲(chǔ)存第五章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過(guò)努力，我終于完成這次彩燈控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)。我首先查閱了大量的書(shū)本資料，接著又上網(wǎng)搜集了許多有用信息。將方案的大致方向確定了下來(lái)。方案確定下來(lái)之后我便開(kāi)始計(jì)算一些器件的參數(shù)。當(dāng)最終的方案設(shè)計(jì)出來(lái)以后,我又請(qǐng)教了學(xué)院的老師，他們的一個(gè)小小指點(diǎn)就給我們很大啟示和靈感，不管是對(duì)我原理圖的設(shè)計(jì)還是程序方面都提出了許多有價(jià)值的建議，尤其是在端午節(jié)當(dāng)天還親自到教研室輔導(dǎo)我們進(jìn)行論文的修改與更正,讓我十分感動(dòng)。由于每一步都是我自己親自做過(guò)的，所以通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我增強(qiáng)了對(duì)單片機(jī)89C51,鎖存器，最小系統(tǒng)等單片

14、機(jī)知識(shí)的理解,；進(jìn)一步提高分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，創(chuàng)造一個(gè)動(dòng)腦動(dòng)手獨(dú)立開(kāi)展電路實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，鍛煉分析解決程序編寫(xiě)問(wèn)題的實(shí)際本領(lǐng)，真正實(shí)現(xiàn)由課本知識(shí)向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化;通過(guò)典型程序的設(shè)計(jì)與制作，加深對(duì)基本原理的了解,增強(qiáng)了實(shí)踐能力。由于我的能力和水平有限，實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)尚淺,錯(cuò)誤之處在所難免，懇請(qǐng)老師加以糾正，以后不斷學(xué)習(xí)改進(jìn)！ 參考文獻(xiàn)1周?chē)?guó)運(yùn).單片機(jī)原理及應(yīng)用第二版. 北京：中國(guó)水利水電出版社,20092陳梓城.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版. 北京:高等教育出版社，20093陳正義。單片機(jī)控制實(shí)習(xí)第二版. 北京：人民郵電出版社，20064 姚富安等。實(shí)用電子實(shí)際基礎(chǔ)第四版 。 北京：理工大出版社，20085

15、 梅麗鳳等。單片原理及接口技術(shù)第三版.北京：北京交通大學(xué)出版社，2009附錄 I附錄 IIORG 0000HAJMP MAINORG 000BHSJMP I_T0ORG 001BHI_T1： AJMP MAIN1RETI;* T0 中斷服務(wù) *ORG 0030HI_T0: PUSH ACCPUSH PSW MOV TH0,#0DCH ；0。01s 時(shí)間，常數(shù)因子為 DC00H；MOV TL0，#00H CLR CMOV A,TMSBINSUBB A,#01HMOV TMSBIN,AMOV R3，TT0 DJNZ R3,I_T01 ;中斷次數(shù)100（每次中斷 0.01S),轉(zhuǎn)出CPL KEYPR

16、EMOV R3，#100 ；中斷次數(shù)100 次，重新下一個(gè)計(jì)數(shù)MOV TMSBIN，#100CLR CMOV A，TSBIN ；秒計(jì)數(shù)器加 1SUBB A，01HMOV TSBIN，A；SUBB A,60 ;秒計(jì)數(shù)器59？ Y,秒計(jì)數(shù)器00JNC I_T01MOV A,TMBINADD A，THBINJNZ M1MOV OUT，11111101BCLR TR0MOV TSBIN，#00HSJMP I_T01 M1： MOV TSBIN，#59CLR CMOV A，TMBIN ；分計(jì)數(shù)器加 1SUBB A,#01HMOV TMBIN,AJNC I_T01MOV A,THBINJZ I_T01MO

17、V TMBIN,59CLR CMOV A,THBIN ;時(shí)計(jì)數(shù)器加 1SUBB A，01HMOV THBIN，A;SUBB A，#24 ;時(shí)計(jì)數(shù)器23? Y，時(shí)計(jì)數(shù)器00JNC I_T01MOV THBIN，#00H I_T01: MOV TT0，R3POP PSWPOP ACCRETIORG 00F0HMAIN： MOV P1，#0FFHMOV OUT，#11111110B ;P3.0 輸出低電平MOV P3,OUTMOV SP，#40H ；初始化堆棧指針 MOV TMOD,11H ;T0、T1 工作于 16 為定時(shí)器MOV TT0,100MOV TH0，0DCH ;T0 初值MOV TL0

18、,00HMOV TH1,#00H ；T1 初值MOV TL1,00HMOV TSBIN，59MOV TMBIN,#59MOV THBIN，23CLR EX0CLR EX1CLR ESSETB ET0 ；開(kāi) T0、T1 中斷SETB ET1SETB TR0SETB TR1SETB EAMAIN1： MOV R6，80H ;主處理過(guò)程DISP： MOV KEYCODE，00HMOV TH1,00HMOV TL1，#00HACALL DISPLY ；調(diào)用顯示子程序DJNZ R6，DISPMOV DPTR，KEYMOV A,KEYCODE ；讀鍵盤(pán)值JMP A+DPTR ；按鍵值跳相應(yīng)處理程序KEY：

19、 SJMP MAIN1SJMP KEY1 ;依次為:KEY 值+2，4,6,8,因?yàn)?SJMP 占 2 個(gè)字節(jié)SJMP KEY2 ;S1 的 KEYCODE=02H,S2: KEYCODE=04HSJMP KEY3 ;S3： KEYCODE=06H， S4: KEYCODE=08HSJMP KEY4KEY1： CLR TR0 ;時(shí)計(jì)數(shù)器加 1MOV A,THBINCLR CADDC A，#01HMOV THBIN,ASUBB A,24 ；24DJC KEY11MOV THBIN，#00HKEY11： SJMP MAIN1NOPKEY2: CLR TR0 ；分計(jì)數(shù)器加 1MOV A,TMBINC

20、LR C本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請(qǐng)勿用作商業(yè)用途文檔為個(gè)人收集整理，來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)ADDC A，#01HMOV TMBIN,ASUBB A,60 ;60DJC KEY21MOV TMBIN，00HKEY21： SJMP MAIN1NOPKEY3: CLR TR0 ；秒計(jì)數(shù)器加 1MOV A，TSBINCLR CADDC A，#01HMOV TSBIN,ASUBB A，#60 ;60DJC KEY31MOV TSBIN，00HKEY31: SJMP MAIN1 NOPKEY4： MOV TH0，0DCH ;退出校時(shí)狀態(tài)MOV TL0，#00HSETB TR0SJMP MAIN1; * 顯示子程序 *ORG

21、 0200H DISPLY: MOV A,TSBIN ;秒計(jì)數(shù)器調(diào)入 AMOV B,0AHDIV AB ；秒計(jì)數(shù)值10 （結(jié)果十位存于 A,個(gè)位存于 B） SWAP AORL A,07H ；顯示秒的十位MOV P1,AMOV A,#DPS1ANL A,OUTMOV P3，AACALL DSPDEL ；延時(shí)（顯示時(shí)）0.5msMOV C，P3。7 ；讀 S4 按鍵狀態(tài)MOV A，HIDEANL A，OUTMOV P3,AJC NP1MOV KEYCODE,#08H ;S4 按下,鍵盤(pán)值8 NP1: MOV P1，#0F7H ;消隱NOPNOPNOPMOV A，B ；顯示秒的個(gè)位SWAP AORL A，#07HMOV P1,AMOV A，#DPS0ANL A,OUTMOV P3,AACALL DSPDELMOV A，HIDEANL A，OUTMOV P3,ANOPNOPNOPMOV A，TMBIN ;MOV B，#0AHDIV AB ；SWAP A ；顯示分的十位ORL A，#07HMOV P1,AMOV A，#DPM1ANL A，OUTMOV P3,AACALL DSPDELMOV C,P3.7 ；檢測(cè) S2 是否按下MOV A,HIDEANL A，OUTMOV P3，A