廣告燈(LED燈左移右移)電路設(shè)計

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機械交通學(xué)院《單片機技術(shù)與應(yīng)用》課程設(shè)計說明書題目：廣告燈(LED燈左移右移)電路設(shè)計專業(yè)班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：時間：

目錄1設(shè)計目的 32設(shè)計內(nèi)容 32.1設(shè)計任務(wù)及要求 32.2設(shè)計方案及原理 33設(shè)計步驟 33.1硬件電路設(shè)計 43.2硬件電路組成框圖 43.3各個硬件電路及工作原理 43.3.1晶振電路 43.3.2LED燈電路 53.3.3復(fù)位電路 53.4繪制原理圖 63.5元件參數(shù)計算 63.6元件清單列表 73.7程序設(shè)計 73.7.1繪制程序原理圖 83.7.2匯編程序 94調(diào)試與仿真 95硬件調(diào)試結(jié)果 115.1面包板電路的搭建測試 115.2電路調(diào)試結(jié)果 126心得體會 14廣告燈（LED燈的左移右移）電路設(shè)計作者：秦春旺指導(dǎo)老師：艾海提?賽買提李春蘭1設(shè)計目的會利用軟件繪制流水廣告燈電路原理圖。通過單片機課程設(shè)計，熟練匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實踐中去，提高我們的動腦和動手的能力。會用KeilC51軟件對源程序進行編譯調(diào)試及與proteus軟件聯(lián)調(diào)，實現(xiàn)電路的仿真。2設(shè)計內(nèi)容廣告燈是一種常見的裝飾，常用與街上的廣告及舞臺裝飾燈場合。最簡單的流水廣告燈就是各個燈依次發(fā)光。本任務(wù)利用STC89C51單片機來實現(xiàn)這一功能。2.1設(shè)計任務(wù)及要求輸出“0”時，發(fā)光二極管亮，開始時按照P1.0、P1.1、…P1.7的順序依次點亮發(fā)光將8個發(fā)光二極管D1-D8接在單片機的P1.0-P1.7端口上，當(dāng)對應(yīng)的P1口二極管，然后再按照P1.7、P1.6…P1.0的順序依次點亮發(fā)光二極管，重復(fù)循環(huán)。2.2設(shè)計方案及原理單片機CPU芯片STC89C51，工作環(huán)境為常溫。發(fā)光二極管，工作環(huán)境為常溫通過對單片機STC89C51系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，如果要讓接在STC89C51芯片P1.0口的LED1亮起來，那么只要把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤耍幌喾?，如果要接在P1.0口的燈熄滅，把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢?；同理。接在P1.0-P1.7口的其他7個LED燈的點亮和熄滅方法同LED1.因此，要實現(xiàn)LED燈的左右循環(huán)功能只要將LED1-LED8依次點亮、熄滅，8只LED燈便會一會亮一會暗的做流水燈。再在此我們還應(yīng)注意一點，由于人眼的視覺暫留效果效應(yīng)以及單片機執(zhí)行每條指令的時間很短，我們在控制二極管亮滅的時候應(yīng)該延時一段時間，否則我們就看不到“流水”效果。單片機的應(yīng)用系統(tǒng)由軟件和硬件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到LED循環(huán)點亮的現(xiàn)象，我們還需要告訴單片機怎么來進行工作，即編寫程序控制單片機管腳電平的高低變化，來實現(xiàn)發(fā)光二極管的左右循環(huán)。3設(shè)計步驟3.1硬件電路設(shè)計電路組成。這里選擇具有內(nèi)部程序存儲器的AT89S51單片機作為控制電路，其P1口接8個發(fā)光二極管（LED）和8個限流電阻。電路分析，要使LED點亮，則P1口的對應(yīng)端子輸出低電平，即P1.1＝0時，D1亮。一般情況下，驅(qū)動LED的電流約10mA左右，而LED本身的壓降為2V。當(dāng)P1.1輸出為低電平時，輸出為0V，則流經(jīng)D1的電流為6.3mA，為了在仿真實驗中讓LED更亮一些，在這里取限流電阻為270Ω。相反，當(dāng)P1.1輸出為高電平時，輸出電壓為5V，則流經(jīng)D1的電流為0mA，D1熄滅，即P1.1＝1時，D1熄滅。P1口輸出電平分析。在圖3.1中，P1口的每一位都接有一個LED，要實現(xiàn)流水燈功能，就是要讓各個LED依次點亮一段時間，再熄滅一段時間，然后再點亮下一個LED一段時間，然后再熄滅一段時間，如此循環(huán)。換句話來說，就是讓P1口周而復(fù)始地輸出高電平和低電平，要實現(xiàn)這一功能，最簡單和最直接的方法是依次將數(shù)據(jù)送往P1口，每送一個數(shù)據(jù)延時一段時間。3.2硬件電路組成框圖如圖3-1單單片機晶振電路晶振電路LEDLED燈電路復(fù)位電路復(fù)位電路電電源電路圖3-1硬件電路框圖3.3各個硬件電路及工作原理3.3.1晶振電路如圖3-2圖3-2晶振電路工作原理：單片機系統(tǒng)里都有晶振，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全稱叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。

在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。

晶振有一個重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容。為減少寄生電容，更好地保證振蕩器工作穩(wěn)定、可靠，石英晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能地接近單片機引腳XTAL1和XTAL2。在本實驗中我們選擇的是12MHz的晶振負(fù)載電容是30pf。3.3.2LED燈電路如圖3-3圖3-3LED燈電路工作原理：用8個發(fā)光二極管代替LED燈。將8個發(fā)光二極管分別連在單片機的P1.0口、P1.1口至P1.8口，在每個發(fā)光二極管的支路上面串聯(lián)一個300Ω的限流電阻。為了保證發(fā)光二極管的正常工作條件。3.3.3復(fù)位電路如圖3-43-4復(fù)位電路工作原理：復(fù)位電路是為了確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機電路正常工作需要供電電源為5V±5%,即4.75-5.25V。由于微機電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當(dāng)VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復(fù)位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。3.4繪制原理圖如圖3-5圖3-5LED燈左移右移的硬件原理圖3.5元件參數(shù)計算LED電路的電阻阻值為300Ω。復(fù)位電路的電容值為20uF，電阻阻值為10kΩ3.6元件清單列表STC89C51單片機一個300歐姆電阻8個10K電阻1個LED燈8個12MHZ晶振1個20uf電解電容1個25pf振蕩器電容1個3.7程序設(shè)計P1口輸出電平分析。在圖3.1中，P1口的每一位都接有一個LED，要實現(xiàn)流水燈功能，就是要讓各個LED依次點亮一段時間，再熄滅一段時間，然后再點亮下一個LED一段時間，然后再熄滅一段時間，如此循環(huán)。換句話來說，就是讓P1口周而復(fù)始地輸出高電平和低電平，要實現(xiàn)這一功能，最簡單和最直接的方法是依次將數(shù)據(jù)送往P1口，每送一個數(shù)據(jù)延時一段時間。，D1至D8依次點亮?xí)r，就是數(shù)據(jù)中的二進制0的位置依次往左移動了1位,D8至D1依次點亮?xí)r，就是往右依次移動1位，實現(xiàn)任務(wù)的思路是：程序開始時，給某一變量賦初始值0FE H,延時一段時間后，讓顯示變量左移1位，再次輸出，直到所有左移數(shù)據(jù)為止，接下來就實現(xiàn)右移數(shù)據(jù)輸出完畢，再次重復(fù)整個過程。延時程序編寫。單片機程序的延時有兩種，一種是軟件延時，一種是硬件延時，在這里我們重點討論軟件延時。當(dāng)系統(tǒng)加電后，單片機就開始工作，按照設(shè)計的程序開始運行（也稱執(zhí)行指令）。單片機執(zhí)行一條指令要花一定的時間，那么單片機執(zhí)行一條指令的執(zhí)行時間成為指令周期。指令周期是以機器周期為單位的。MCS-51單片機規(guī)定，一個機器周期為單片機振蕩器的12個振蕩周期。如果單片機時鐘電路中的晶振頻率為12MHz，則一個機器周期為1us。單片機的指令運行速度是很快的，要想在端口獲得一定的延時時間，就要編寫程序，使單片機運行設(shè)計程序產(chǎn)生時間延遲。此次設(shè)計要求獲得0.2s的時間長度，當(dāng)單片機的指令周期是1us時，0.2s就是1us的2000000倍。在程序編寫中常用循環(huán)語句來完成計數(shù)和時間延遲，從而獲得需要的延時時間。3.7.1繪制程序原理圖如圖3-6開始開始RR2賦值8，A賦值FEHPP1=A延時延時0.2秒AA左移一次，R2=R2-1R2R2=0？P1P1=A延時延時0.2秒AA右移一次，R2=R2+1R2=0?R2=0?圖3-6軟件流程框圖3.7.2匯編程序ORG0000H SJMPSTART ORG0050HSTART:MOVR2,#8MOVA,#0FEH；共陽極接法中循環(huán)初始值;給A輔值成11111110 LOOP:MOVP1,A；點亮LED10LCALLDELAY；長調(diào)用DELAY程序RLA；累加器不連進位標(biāo)志位左循環(huán)移位DJNZR2,LOOP；R2循環(huán)LOOPMOVR2,#8；R2賦值8LOOP1:MOVP1,ALCALLDELAYRRA；累加器不連進位標(biāo)志位右循環(huán)移位DJNZR2,LOOP1LJMPSTART長跳轉(zhuǎn)到startDELAY:MOVR5,#20；R5=20D1:MOVR6,#20；R6=20D2:MOVR7,#248；R7=248DJNZR7,$ DJNZR6,D2 DJNZR5,D1延時0.2秒程序 RET END因為0.2秒=200ms,10ms乘R5=200ms則R5=204調(diào)試與仿真用keil仿真調(diào)試程序如圖4-1圖4-1keil仿真調(diào)試用proteus和Keil聯(lián)調(diào)仿真如圖4-2圖4-2proteus和keil聯(lián)調(diào)仿真5硬件調(diào)試結(jié)果5.1面包板電路的搭建測試如圖5-1圖5-1面包板搭建的實物圖5.2電路調(diào)試結(jié)果如圖5-2，5-3,5-4圖5-2LED燈左右移動實物圖圖5-3LED燈左右移動實物圖圖5-4LED燈左右移動實物圖6心得體會作為為一名電氣自動化專業(yè)的大三學(xué)生，我覺得做單片機課程設(shè)計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學(xué)時間里，我們大多數(shù)接觸的是專業(yè)課。我們在課堂上掌握的僅僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識運用到實踐中去呢？我想做類似的課程設(shè)計就為我們提供了良好的實踐平臺。這次單片機課程設(shè)計我們歷時三個星期這次課程設(shè)計后我發(fā)現(xiàn)自己在一點一滴的努力中對單片機的興趣也在逐漸增加。沒想到這項看起來不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力在三個星期后的今天我已明白課程設(shè)計對我來說的意義，它不僅僅是讓我們把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力，更重要的是同學(xué)間的團結(jié)。作為組長我負(fù)責(zé)