八路彩燈課程設(shè)計(jì)論文

1、. . . . 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 本 科 課 程 設(shè) 計(jì)題 目:彩燈控制器設(shè)計(jì)系 別信息工程系學(xué)生盧清江專 業(yè)電氣工程與其自動(dòng)化學(xué) 號(hào)043120238指導(dǎo)教師瑞靜職 稱高級(jí)工程師2015年 06 月 22日12 / 16彩燈控制器設(shè)計(jì)摘 要本方案提出了一種基于8051單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED彩燈的控制。本方案以8051單片機(jī)作為主控核心，在主控模塊上設(shè)有3個(gè)按鍵和8個(gè)碼LED顯示燈，根據(jù)需要可以編寫若干種亮燈模式，利用其部定時(shí)器T0實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本單位時(shí)間為1 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控制信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)各種顏色的燈亮或滅。與普通LED彩

2、燈相比，具有體積小、價(jià)格低、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)； 智能控制； LED彩燈；匯編語(yǔ)言AbstractThe program presents lantern control scheme based on 8051, to achieve the control of LED lights. The program in 8051 as the main core, has three buttons and eight yards LED indicator lights on the control module, if necessary, you can write sever

3、al lighting modes, using its internal timer T0 achieve a basic unit of time the timing of 1 ms interrupt, depending on the needs of a variety of lighting time, at different times or lamp light output control signal, and then drive a variety of colored lights on or off. Compared with ordinary LED lig

4、hts, small size, low price, low power consumption advantages.Keywords: SCM; intelligent control; LED lights; Assembly目 錄第1章 緒論11.1 設(shè)計(jì)的目的和意義11.2 主要設(shè)計(jì)容1第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)22.1 總體方案設(shè)計(jì)22.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22.2.1 電路設(shè)計(jì)22.2.2 元器件介紹32.2.3 外部晶振電路42.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)52.3.1 設(shè)計(jì)思路5 2.3.2 流程圖52.3.3 原程序6第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果73.1 實(shí)際現(xiàn)象73.2 結(jié)果分析8第4章 總結(jié)9致 10

5、參考文獻(xiàn)11第1章 緒論1.1 設(shè)計(jì)的目的和意義通過課程設(shè)計(jì)的教學(xué)實(shí)踐，將課本上所學(xué)的東西應(yīng)用于實(shí)際中，結(jié)合理論和實(shí)際，進(jìn)一步的掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)，加深了解單片機(jī)的工作原理。初步掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試的方法。使自己的設(shè)計(jì)水平和對(duì)所學(xué)的知識(shí)的應(yīng)用能力以與分析問題、解決問題的能力得到全面提高?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的彩燈五花八門，種類繁多，樣式應(yīng)有盡有，能夠滿足人們的各種需求，但是它們的原理和工作方式，卻有著很大的一樣點(diǎn)。而本次實(shí)驗(yàn)就是為了讓我們能充分、實(shí)際、深刻的了解彩燈的工作原理，學(xué)會(huì)連接簡(jiǎn)單的彩燈電路。對(duì)彩燈工作所需的幾種必備器件，其工作原理、布局、引言、外觀美化等等，都做到了解

6、、熟悉、掌握到應(yīng)用。1.2 主要設(shè)計(jì)容圖1-2以AT89C51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)彩燈控制器，接于P1口的8路彩燈按如下圖1-2所示的方式亮燈。第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1 總體方案設(shè)計(jì)本系統(tǒng)核心硬件為AT89C51單片機(jī)，用于控制LED彩燈的明滅，通過LED彩燈明滅以顯示不同花樣，讓彩燈整體達(dá)到美輪美奐的視覺效果，總體方案設(shè)計(jì)如圖2-1。圖2-1AT89C51 單片機(jī)電源電路時(shí)鐘電路按鍵輸入LED燈顯示2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2.2.1 電路設(shè)計(jì)彩燈控制器電路主要器件有AT89C51，復(fù)位電路，時(shí)鐘電路，按鈕。通過軟件設(shè)計(jì)，使P0和P1作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出口，4個(gè)外部按鈕作為按鈕

7、輸入口。如圖2-2-1所示。圖2-2-12.2.2 元器件介紹AT89C51：AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片振蕩器與時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口與中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部

8、件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。管腳說明：圖2-2-2P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的低八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)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，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為低八位地址接收。P2口

9、：P2口為一個(gè)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(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，

10、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。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口。P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（計(jì)時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（計(jì)時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用

11、于鎖存地址的低位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，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(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/E

12、A/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入與部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.2.3外接晶振電路晶振電路原理：主板時(shí)鐘芯片即分頻器的原始工作振蕩頻率，由石英晶體多諧振蕩器的諧振頻率來產(chǎn)生，晶振其實(shí)是一個(gè)頻率產(chǎn)生器，他主要把傳進(jìn)去的電壓轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)。提供給分頻率一個(gè)基準(zhǔn)的14.318MHZ的振蕩頻率，它是一個(gè)多諧振蕩器的

13、正回饋環(huán)電路， 也就是說它把輸入作為輸出，把輸出作為輸入的回饋頻率，象這樣一個(gè)永無休止的循環(huán)自激過程，如圖2-2-3.圖2-2-32.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)2.3.1 設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)的LED彩燈系統(tǒng)分為兩部分，即AT89C51主控模塊和發(fā)光二極管LED受控模塊。整個(gè)系統(tǒng)工作由軟件程序控制運(yùn)行，同時(shí)根據(jù)不同的需要，用戶可以在LED彩燈工作是通過主控模塊上的按鈕來實(shí)現(xiàn)彩燈燈光效果。模塊功能：該部分主要涉與功能的實(shí)現(xiàn)方式，即程序編寫。程序要實(shí)現(xiàn)的功能包括讀按鍵，通過對(duì)讀入按鍵的值控制LED點(diǎn)亮方式。開始初始化點(diǎn)亮1,2,3,4,5點(diǎn)亮6,7,8,9,10,11,12,13,14點(diǎn)亮15,16,17,18,1

14、9點(diǎn)亮20,21,22,23跳轉(zhuǎn)結(jié)束2.3.2 流程圖2.3.3 原程序ORG 0000HLJMP START ORG 0100HSTART: LOOP:MOV R0，#0H LOOP1：MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE MOV A,A+DPTR MOV P1，A ACALL DELAY INC R0 DJNZ 23,LOOP1DELAY:MOV R1，#150 D1：MOV R2，#248 DJNZ R2，$ DJNZ R1，D1 RET TABLETABLE:E7H C3H 81H 00H FFH 7FH 3FH 1FH 0FH 07H 03H 01H 00H FFH 55

15、H AAH 55H AAH FFH 00H FFH 00H FFH第3章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1 實(shí)際現(xiàn)象實(shí)物展示圖2實(shí)物展示圖13.2 結(jié)果分析當(dāng)開關(guān)一即總開關(guān)閉合時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入默認(rèn)的自動(dòng)模式，LED彩燈控制器按照程序設(shè)定好的亮燈模式進(jìn)行，從模塊一順序往下走，一直到最后一個(gè)模塊為一個(gè)亮燈周期，然后再回到模塊一循環(huán)工作，整個(gè)工作周期看作一個(gè)大周期。第4章 總結(jié)本次設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為控制核心，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作。系統(tǒng)中各種圖案自動(dòng)變化，彩燈控制器使用過程非常方便，易于普與。電路中使用LED彩燈為發(fā)光器件，節(jié)能效果非常好，而且使用壽命非常長(zhǎng)。電路中也可以適當(dāng)增加變化LED燈的數(shù)量和位置，就得到

16、多種多樣的圖案變化，實(shí)用性非常強(qiáng)。單片機(jī)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，光光一個(gè)單片機(jī)并不能發(fā)揮什么作用，必須要和其它的芯片一起才能最大可能的發(fā)揮它的各種各樣的功能。通過此次課程設(shè)計(jì)，對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了比較全面的了解和應(yīng)用，真正嘗試到了理論聯(lián)系實(shí)際的趣味，明白了“說是說、做是做，說和做是兩碼事兒”的古語(yǔ)。此次設(shè)計(jì)鞏固了理論基礎(chǔ)知識(shí)，加強(qiáng)了PROTEL等軟件的使用，學(xué)會(huì)了在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意什么，怎么樣保護(hù)元件，怎樣采能最準(zhǔn)最快的查出錯(cuò)誤，且對(duì)word文檔的操作有了更加高是水平。通過連接和調(diào)試電路使理論更接近于實(shí)際，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己知識(shí)的不足，特別是動(dòng)手能力的缺乏，對(duì)以后的學(xué)習(xí)和實(shí)踐有了比較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。使我感

17、觸最深的是做任何事都要細(xì)心，而且要有耐心，懷著執(zhí)著的心去追求真理。致 在做論文的過程中，瑞靜老師又反復(fù)而耐心地給我指出問題的所在，并幫助我糾正了許多不妥之處。在做系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一過程中，也給我提出了許多意見和建議，并交給我許多解決問題的技巧和方法。她淵博的知識(shí)、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時(shí)，在此次設(shè)計(jì)過程中我也學(xué)到了許多了關(guān)于單片機(jī)程序設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，LED動(dòng)態(tài)顯示和Protell99操作應(yīng)用方面的知識(shí)，實(shí)驗(yàn)技能有了很大的提高。另外，還要感我的隊(duì)友，感他們?cè)谶@次設(shè)計(jì)中出的每一份力，才能使這次的課程設(shè)計(jì)如此成功。參考文獻(xiàn)1 高峰.單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù).科學(xué)，2013.62 胡

18、宴如.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù).高等教育，20033 馬長(zhǎng)林，怡，單片機(jī)實(shí)踐應(yīng)用與技術(shù).大學(xué)，20084 有卿.實(shí)用燈光控制電路300例.中國(guó)電力，20015 閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，85-956 朱清慧.Proteus教程.清華大學(xué)，2011.6中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表學(xué)生盧清江學(xué) 號(hào)043120238班 級(jí)電氣1202班指導(dǎo)教師瑞靜職 稱高級(jí)工程師單位信息工程系課程設(shè)計(jì)題目： 彩燈控制器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)容提要采用AT89C51單片機(jī)為控制核心，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于制作電路中也可以適當(dāng)增加變化LED燈的數(shù)量和位置，就得到多種多樣的圖案變化，實(shí)用性非常強(qiáng)。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控制信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)各種顏色的燈亮或滅。評(píng) 語(yǔ)1、優(yōu)秀按期完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)中所用的基礎(chǔ)理論、基本知識(shí)、基本技能扎實(shí)熟練，在綜合知識(shí)應(yīng)用等方面有一定的見解，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中獨(dú)立工作能力強(qiáng)，設(shè)計(jì)說明書質(zhì)量高，系統(tǒng)方案、軟硬件設(shè)計(jì)合理。（