51單片機呼吸燈實驗報告

呼吸燈1功能與技術分析呼吸燈就是讓LED燈的閃爍像呼吸一樣，時呼時吸，時亮時暗，利用LED的余輝和人眼的暫留效應，看上去和人的呼吸一樣?？梢哉故境龈鞣N酷炫的圖像。1.1呼吸燈的實現(xiàn)效果使用調制的方法，燈在高速閃爍時人眼是看不出來的，每個循環(huán)給閃爍的熄滅時間加1，燈就會慢慢變暗，在設置熄滅時間加到一定程度就開始減一，就會漸漸變亮了。使得LED燈按照順序逐漸改變亮度。1.2功能分析燈光在微電腦控制之下完成由亮到暗的絕劍變化，感覺就像是在呼吸。廣泛應用與數(shù)碼產品，起到裝飾和指示工作效果。目前被廣泛用于手機之上，并成為各大品牌新款手機的賣點之一。1.3技術分析用C語言編程實現(xiàn)PWM(脈寬調制)輸出驅動LED，逐漸增加PWM的占空比從而實現(xiàn)LED模擬呼吸的過程，即漸亮再漸暗再漸亮再漸暗……如此往復，再利用LED的余輝和人眼的暫留效應，看上去就和人的呼吸一樣。2硬件基礎與設計整個系統(tǒng)的搭建，由以下元器件組成：1、12MHz晶振一個；2、stc89c51單片機一個；3、30pf無極性電容2個；4,、按鈕一個；5、10K電阻一個；6、10uf有極性電容一個；7、洞洞板一個；8、LED燈若干。2.1基于51單片機的最小系統(tǒng)的設計STC89C51RC是采用8051核的ISP（InSystemProgramming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時鐘頻率為80MHz，片內含8KBytes的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISPFlash存儲單元，具有在系統(tǒng)可編程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可將用戶的程序代碼下載進單片機內部，省去了購買通用編程器，而且速度更快。STC89C51RC系列單片機是單時鐘/機器周期(1T)的兼容8051內核單片機，是高速/低功耗的新一代8051單片機，全新的流水線/精簡指令集結構,內部集成MAX810專用復位電路。組成部分包括：1、一個八位中央處理器CPU；2、一個片內震蕩電路，時鐘電路產生時鐘信號，頻率越高，速度越快；3、128B的RAM。51中共有256BRAM單元，后面128B是寄存器；4、4KB的ROM；5、2個16位定時器/計數(shù)器；6、32條可編程的I/O線，4個8位并行I/O端口P0、P1、P2、P3；7、一個全雙工串行口；8、5個中斷源，兩個外部中斷源、兩個定時器/計數(shù)器、中斷源、一個串行中斷源。2.2時鐘電路

系統(tǒng)的時鐘電路設計是采用的內部方式，即利用芯片內部的振蕩電路。stc89C51單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入端和輸出端。放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容C3和C4構成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為30μF。

2.3

復位電路

復位是由外部的復位電路來實現(xiàn)的。片內復位電路是復位引腳RST通過一個斯密特觸發(fā)器與復位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的S5P2，由復位電路采樣一次。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式。2.4

電源電路

STC89c51的工作電壓為5v，本任務中采用USB轉串口供電，方便。其中有兩個引腳是數(shù)據(jù)通信的。

2.5

呼吸燈

采用普通藍色霧狀LED小燈泡，電壓范圍2.7V—4V之間。電流約為20mA。為保護LED燈，每個LED燈均串聯(lián)了一個10K的電阻。2.6

程序下載電路

用USB轉串口線把電腦的USB口和單片機的串口連接;USB的rxd接單片機的txd，USB的txd接單片機的rxd。3軟件基礎與設計3.1KeiluVision4集成開發(fā)環(huán)境的認識2009年2月發(fā)布KeiluVision4，KeiluVision4引入靈活的窗口管理系統(tǒng)，使開發(fā)人員能夠使用多臺監(jiān)視器，并提供了視覺上的表面對窗口位置的完全控制的任何地方。新的用戶界面可以更好地利用屏幕空間和更有效地組織多個窗口，提供一個整潔，高效的環(huán)境來開發(fā)應用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片，還添加了一些其他新功能。2011年3月ARM公司發(fā)布最新集成開發(fā)環(huán)境RealViewMDK開發(fā)工具中集成了最新版本的KeiluVision4，其編譯器、調試工具實現(xiàn)與ARM器件的最完美匹配。KeiluVision4的主要特點如下：最新的KeiluVision4IDE，旨在提高開發(fā)人員的生產力，實現(xiàn)更快，更有效的程序開發(fā)。uVision4引入了靈活的窗口管理系統(tǒng)，能夠拖放到視圖內的任何地方，包括支持多顯示器窗口。uVision4在μVision3IDE的基礎上，增加了更多大眾化的功能。·多顯示器和靈活的窗口管理系統(tǒng)·系統(tǒng)瀏覽器窗口的顯示設備外設寄存器信息·調試還原視圖創(chuàng)建并保存多個調試窗口布局·多項目工作區(qū)簡化與眾多的項3.2KeiluVision4項目的創(chuàng)建與其他軟件開發(fā)類似，在呼吸燈項目開發(fā)中，首先在KeiluVision4集成開發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建一個項目。新建一個項目，選擇對應的cup型號，本例程中選擇AT89C51。然后在新建一個文件，保存格式為.c格式。如圖所示：項目新建好以后可以編寫相應的代碼程序。3.3程序的編寫3.3.1延時函數(shù)呼吸燈的形成原理是呼吸燈開的時候，以非?？斓乃俣乳_-關-開-關，并逐漸加大開的時間比率，減小關的時間比率。呼吸燈關的時候，以非?？斓乃俣乳_-關-開-關，并逐漸加大關的時間比率，減小開的時間比率。涉及到開關的時間，就需要一個延時函數(shù)。voidDelay(unsignedintt){while(--t);}主函數(shù)中傳遞一個值給延時函數(shù)，然后通過while循環(huán)，參數(shù)一直自減。cup一直在處理這個參數(shù)的值，從而形成一段延時。延時的長短取決于參數(shù)值的大小。每執(zhí)行一次9us。3.3.2逐漸變暗通過for循環(huán)控制LOW和CYCLE的值，逐漸增大低電平的延時時長，直到500，總耗時4.5*10^3us。 for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)//PWM_LOW表示低 { P0=0x00; P1=0X00; P2=0X00; Delay(PWM_LOW); P0=0XFF; P1=0xff; P2=0XFF; Delay(CYCLE-PWM_LOW); } 3.3.3逐漸變亮 同逐漸變暗原理相同，逐漸減小變暗的時間即可實現(xiàn)。for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--) { P0=0x00; P1=0x00; P2=0x00; //點亮LED Delay(PWM_LOW); P0=0XFF; P1=0xff; P2=0XFF; //熄滅LED Delay(CYCLE-PWM_LOW); //主循環(huán)中添加其他需要一直工作的程序，延時長度，600次循環(huán)中從599減至14代碼#include<reg51.h>voidDelay(unsignedintt);//函數(shù)聲明unsignedintz,y;voidmain(void)//主函數(shù){ unsignedintCYCLE=500,PWM_LOW=0;//定義周期并賦值 while(1)//主循環(huán) {/*--------整排LED燈呼吸---------*/ P0=0x00; P1=0x00; P2=0x00; Delay(200);//加延時，可以看到熄滅的過程（下面程序同理） for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++) //PWM_LOW表示低 { P0=0x00; P1=0x00; P2=0x00; Delay(PWM_LOW); P0=0xff; P1=0xff; P2=0xff; Delay(CYCLE-PWM_LOW); } P0=0xff; P1=0xff; P2=0xff; for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--) //與逐漸變亮相反的過程 { P0=0x00; P1=0x00; P2=0x00; //點亮LED Delay(PWM