单片机课程设计花样流水灯

单片机课程设计花样流水灯
单片机课程设计花样流水灯

河南理工学院

课程设计说明书

题目:花样流水灯设计

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专业班级:

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指导教师:

成绩:

时间:2016 年 4 月23 日至2016 年5月29日

河南理工学院

课程设计任务书

题目: 花样流水灯设计

专业、班级

学号姓名

主要内容、基本要求、主要参考资料等:

主要内容:

利用单片机控制16个发光二极管模拟的彩灯按照一定的规律点亮、熄灭、闪烁。

基本要求:

1.实现发光二极管的多样化显示;

2.利用proteus软件完成设计电路和仿真;

3.掌握相关芯片和电子元件的使用方法;

4.通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验,锻炼实践能力和理论联系实际的能力。

主要参考资料:

[1]李全利,单片机原理及接口技术[M],高等教育出版社

[2]王文杰,单片机应用技术[M],冶金工业出版社

[3]朱清慧,PROTEUS教程—电子线路设计、制版与仿真[M],清华大学出版社

[4]单片机实验指导书,天煌教仪

[5]彭伟,单片机C语言程序设计实训100例[M],电子工业出版社

完成期限:2016.4.23-2016.5.29

指导教师签名:

课程负责人签名:

年月日

目录

绪论 (1)

1 课程设计的目的和要求 (2)

1.1 设计目的 (2)

1.2 设计要求 (2)

2 总体设计 (2)

2.1 硬件总体设计 (2)

2.1.1 设计思想 (2)

2.1.2 原件清单 (2)

2.1.3 模块分析 (2)

2.2软件总体设计................................................................................................. 错误!未定义书签。

3 硬件设计 (3)

3.1 AT89C51单片机的硬件结构 (3)

3.1.1主要特性 (4)

3.1.2主要引脚功能 (4)

3.1.3外部总线结构 (6)

3.1.4振荡器特性 (6)

3.1.5芯片擦除 (6)

3.2硬件电路设计 (7)

3.2.1震荡电路 (7)

3.2.2LED电路显示 (8)

3.2.3复位电路 (9)

4软件设计 (9)

4.1主程序设计 (9)

4.2子程序设计 (10)

4.3流水灯控制码程序设计 (10)

4.4程序流程图 (10)

5使用proteus软件调试仿真说明 (11)

5.1 Proteus的介绍 (11)

5.2 Proteus的特点 (11)

5.3 Proteus的使用方法 (11)

5.4电路原理图的设计方法 (12)

5.5仿真过程 (13)

6测试数据 (13)

7附录 (14)

7.1花样流水灯程序 (14)

7.2花样流水灯总线路图 (14)

结束语 (16)

参考文献 (16)

I

绪论

随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯不断变化闪烁。LED灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED 灯控制器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看,亮灯模式少而且样式单调,缺乏用户可操作性,影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。流水灯控制是可编程控制器的一个应用,其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。流水灯控制可用多种方法实现,但对现代可编程控制器而言,利用移位寄存器实现最为便利。通常用左移寄存器实现灯的单方向移动;用双向移位寄存器实现灯的双向移动。本案例利用价格低廉的AT89C51系列单片机控制基色LED灯泡从而实现丰富的变化。

关键词:AT89C51,LED灯,单片机,花样流水灯

1 课程设计的目的和要求

1.1 设计目的

近年来随着科技的发展,单片机的应用正在不断走向深入,同时带动传统控制检测日新月异更新,在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个核心部件来使用,单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应用对象点的软件结合,加以完善。流水灯,可以更简单、方便的使用。通过本课程设计使学生进一步巩固单片机原理及应用的基本概念、基本理论,分析问题的基本方法,增强系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力,能通过独立思考、查阅工具书、参考文献,寻找解决方案。1.2 设计要求

流水灯设计的基本要求:设计一个流水灯,应用AT89C51试验系统,电路开启后红、绿两种颜色的灯在时钟信号作用下按一定规律转换状态。

2 总体设计

2.1 硬件总体设计

2.1.1 设计思想

整个系统工作由软件程序控制运行,根据需要,可以上电后系统经过初始化,入用户设定模式状态。基于AT89C51单片机的彩灯控制方案,实现对LED彩灯的控制。本方案以AT89C51单片机作为主控核心,与驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有晶振电路和16个LED显示二极管,根据需要编写若干种亮灯模式,根据各种亮灯时间的不同需要,在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号。

2.1.2 原件清单

2.1.3 模块分析

(1)核心部件

AT89C51单片机是整个彩灯循环系统的核心是控制彩灯循环闪烁等等一切功能的部

件;其中内部有ROM 、有RAM 、有并行I/O 口等,在51单片机内部有一个CPU 用来运算、控制,有四个并行I/O 口,分别是P0、P1、P2、P3,有ROM ,用来存放程序,有RAM ,用来存放中间结果,此外还有定时/计数器,串行I/O 口,中断系统,以及一个内部的时钟电路。 (2)复位系统

电路中C1、R2……组成复位电路,它的作用是将单片机内部特殊功能寄存器和端口寄存器恢复到初始状态,从内部FLASH 存储器的初始状态开始执行 (3)震荡系统

单片机本身如同一个复杂的同步时序电路,为了保证同步工作,电路应在唯一的时钟信号控制下,严格地按规定时序工作。而时钟电路就用于产生单片机工作所需要的时钟信号。

(4)闪烁系统

利用单片机的P 口控制LED 的发光闪烁,再利用编程实现流水灯的电路,用软件来实现对LED 的控制,每个LED 接一个限流电阻,来控制流入LED 发光管的电流。

图2-1 硬件系统方框图

3 硬件设计

3.1 AT89C51单片机的硬件结构

由图3-1可以看出,单片机内部主要包含下列几个部件: 一个8位CPU ;

复位电路

AT89C51核心

部件

闪烁系统

震荡系统

一个时钟电路;

4Kbyte程序存储器;

128byte数据存储器;

两个16位定时/计数器;

64Kbyte扩展总线控制电路;

四个8-bit并行I/O端口;

一个可编程串行接口;

五个中断源,其中包括两个优先级嵌套中断。

图3-1 AT89C51硬件结构框图

3.1.1主要特性

AT89C51是一种低功耗/低电压、高性能的八位CMOS单片机,片内有一个4KB的FLASH 可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory),它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术,而且其输出引脚和指令系统都与MSC—51兼容。片内置通用8位中央处理器(CPU)和FLASH存储单元,片内的存储器允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程。因此,AT89C51是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机,可方便的应用于各种控制领域。

3.1.2主要引脚功能

1.电源引脚Vcc和Vss

Vcc:电源端,接+5V。

Vss:接地端。

通常在Vcc和Vss引脚之间接0.1μ高频滤波电容。

2.时钟电路引脚XTAL1和XTAL2

XTAL1:接外部晶振和微调电容的一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输入,若使用外部TTL时钟时,该引脚必须接地。

XTAL2:接外部晶振和微调电容的另一端,在片内它是振荡器倒相放大器的输出,若

使用外部TTL时钟时,该引脚为外部时钟的输入端。

3.地址锁存允许ALE

在系统扩展时,ALE用于控制地址锁存器锁存P0口输出的低8位地址,从而实现数据与低位地址的复用。当单片机上电正常工作后,ALE端就周期性地以时钟频率的1/6的固定频率向外输出正脉冲信号,ALE的负载能力为8个LSTTL器件。

4.外部程序存储器读选通信号

是读外部程序存储器的选通信号,低电平有效。CPU从外部存储器取指令时,它

在每个机器周期中两次有效。

5.程序存储器地址允许输入端/V

PP

当为高电平时,CPU执行片内程序存储器指令,但当PC中的值超过0FFFH时,将自动转向执行片外程序存储器指令。当为低电平时,CPU只执行片外程序存储器指令。对于8031,由于其无片内ROM,故必须接低电平。

6.复位信号RST

该信号高电平有效,在输入端保持两个机器周期的高电平后,就可以完成复位操作。此外,该引脚还有掉电保护功能,若在该端接+5V备用电源,在使用中若Vcc掉电,可保护片内RAM中信息不丢失。

7.输入/输出口引脚P

0、P

1

、P

2

和P

3

P0口(P0.0~P0.7):该端口为漏极开路的8位准双向口,负载能力位8高LSTTL负载,它为8位地址线和8位数据线的复用端口。

P1口(P1.0~P1.7):它是一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口,P1口的驱动能力为4个LSTTL负载。

P2口(P2.0~P2.7):它为一个内部带上拉电阻的8位准双向I/O口,P2口的驱动能力也为4个LSTTL负载。在访问外部程序存储器时,它作存储器的高8位地址线。

P3口(P3.0~P

3.7):P

3

口同样是内部带上拉电阻的8位准双向I/O口,P

3

口除了作为

一般的I/O口使用之外,其还具有特殊功能。

3.1.3外部总线结构

所谓总线,就是连接单片机与各外部器件的一组公共的信号线。当系统要求扩展时,单片机要与一定数量的外部器件和外围设备连接。如果各部件及每一种外围设备都分别用各自的一组线路与CPU直接连接,那么连线将会错综复杂,甚至难以实现。为了简化硬件电路的设计和系统结构,常用一组线路,并配以适当的接口电路来与各个外部器件和外围设备连接,这组共用的连接线路就是总线。采用总线结构便于扩展外部器件和外围设备,而统一的总线标准则使不同设备间的互连更容易实现。

利用片外引脚可以构造MCS-51系列单片机的三总线结构。单片机的引脚除了电源端VCC、接地端VSS、复位端RST、晶振接入端XTAL1和XTAL2、通用I/O口的P1.0~P1.7以外,其余的引脚都是为实现系统扩展而设置的。用这些引脚构造的单片机系统的三总线结构如图3-2所示。

图3-2 MCS-51系列单片机片外三总线结构

(1)地址总线(Address Bus,AB):MCS-51系列单片机总共有16根地址线A15~ A0,片外存储器可寻址范围达64KB(216=65536字节),由P2口直接提供高8位地址A15~ A8,P0口经地址锁存器提供低8位地址A7~ A0。

(2)数据总线(Data Bus,DB):MCS-51系列单片机总共有8根数据线D7~D0,全由P0口提供。由于P0口是分时复用总线,分时输送低8位地址(通过地址锁存器锁存)和高8位数据信息。

(3)控制总线(Control Bus,CB):控制总线由P3口的第二功能WR(P3.6)、RD(P3.7)和3根独立的控制线EA、ALE、PSEN组成。

3.1.4振荡器特性

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度

3.1.5芯片擦除

AT89C51设有稳态逻辑,可以在低到零频率的条件下静态逻辑,支持两种软件可选的

掉电模式。在闲置模式下,CPU 停止工作。但RAM ,定时器,计数器,串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下,保存RAM 的内容并且冻结振荡器,禁止所用其他芯片功能,直到下一个硬件复位为止。

3.2硬件电路设计

3.2.1震荡电路

为彩灯循环系统提供稳定频率波在由多片单片机组成的系统中,为了各单片机之间时钟信号的同步,引入唯一的外部脉冲信号作为各单片机的振荡脉冲。这时外部的脉冲信号是经单片机89C51的XTAL2引脚注入的;在MCS -51单片机片内有一个高增益的反相放大器,反相放大器的输入端为XTAL1,输出端为XTAL2,在芯片的外部通过这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容C1、C2形成反馈电路,可构成稳定的自激振荡器,振荡频率范围通常是1.2~12MHz 。晶体振荡频率高,则系统的时钟频率也高,单片机的运行速度也就快。

图3-4 震荡电路

晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端送入内部时钟电路,它将该振荡信号二分频,产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。时钟信号的周期称为状态时间S ,它是振荡周期的2倍,P1信号在每个状态的前半周期有效,在每个状态的后半周期P2信号有效。CPU 就是以两相时钟P1和P2为基本节拍协调单片机各部分有效工作的。 MCS-51单片机时钟电路示意图如图4所示。

XTAL1

XTAL2

f OSC

二分频

三分频

六分频

状态时钟

机器周期

ALE

÷2

÷3

÷6

C1

C2

晶振

反相

放大器

图3-5 MCS-51单片机时钟振荡电路示意图

振荡电路产生的振荡脉冲并不直接使用,而是经分频后再为系统所用。振荡脉冲在片内通过一个时钟发生电路二分频后才作为系统的时钟信号。片内时钟发生电路实质上是一个二分频的触发器,其输入来自振荡器,输出为二相时钟信号,即状态时钟信号,其频率为f osc /2;状态时钟三分频后为ALE 信号,其频率为f osc /6;状态时钟六分频后为机器周期,其频率为f osc /12。

在图3-4中,使用晶体振荡器时,C1、C2取值30±10pF;使用陶瓷振荡器时,C1、C2取值40±10pF。C1、C2的取值虽然没有严格的要求,但电容的大小影响振荡电路的稳定性和快速性,通常取值20~30pF 。在设计印制电路板时,晶振和电容等应尽可能靠近芯片,以减少分布电容,保证振荡器振荡的稳定性。

也可以由外部时钟电路向片内输入脉冲信号作为单片机的振荡脉冲。这时外部脉冲信号是经XTAL1引脚引入的,而XTAL2引脚悬空或接地。对外部信号的占空比没有要求,但高低电平持续的时间不应小于20ns。这种方式常用于多块芯片同时工作,便于同步。其外部脉冲接入方式如图3-6所示。

图3-6 MCS-51单片机外部时钟输入接线图

所谓时序,是指在指令执行过程中,CPU的控制器所发出的一系列特定的控制信号在时间上的先后关系。CPU发出的控制信号有两类:一类是用于单片机内部的,用户不能直接接触此类信号,不必对它作过多了解;另一类是通过控制总线送到片外的,人们通常以时序图的形式来表示相关信号的波形及出现的先后次序。为了说明信号的时间关系,需要定义时序单位。89C51的时序单位共有四个,从小到大依次是拍节、状态、机器周期和指令周期。如图3-4所示。

3.2.2LED电路显示

如图所示,P0口控制LED灯D1~D8的显示,P2口控制LED灯D9~D16的显示。限流电阻为470欧姆,经过的电流大概为10mA。

3.2.3复位电路

当要对晶片重置时,只要按开关就能完成LED和开关的重置。复位是单片机的初始化操作,其主要功能是把PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序。单片机的RST管脚为主机提供了一个外部复位信号输入口。复位信号是高电平有效,高电平有效的持续时间为2个机器周期以上。单片机的复位方式可由手动复位完成。

RST引脚是复位信号输入端,复位信号为高电平有效,其有效时间应持续24个周期以上才能完成复位操作,若使用6MHZ晶振,则持续4微秒以上才能完成复位操作。

CPU在第二个机器周期内执行复位操作,以后每个机器周期重复一次,直至RST端电平变低。在单片机复位期间,ALE和PSEN信号都不产生。复位操作将对部分专用寄存器产生影响,复位后,这些内部寄存器状态如表3-1.

表3-1部分专用寄存器复位状态

寄存器值寄存器值

PC 0000H ACC 00H

B 00H PSW 00H

SP 07H DPTR 0000H

P0~P3 OFEH IP XXX0000

IE 0XX0000 TMOD 00H

TCON 00H TL0,TL1 00H

TH0,TH1 00H SCON 00H

SBUF 不定PCON 0XX0000

上电瞬间由于电容C上无储能,其端电压近似为零,RST获得高电平,随着电容器C 的充电,RST引脚上的高电平将逐渐下降,当RST引脚上的电压小于某一数值后,单片机就脱离复位状态,进入正常工作模式,只要高电平能保持复位所需要的时间(约两个机器周期),单片机就能实现复位。

4软件设计

4.1主程序设计

#include

#include

unsigned char k,a,b;

void delay();

void main()

{

while(1)

{

a=0xfe ; //1111 1110

b=0xfe; //111

for(k=0;k<8;k++)

{

P0=a;

delay();

b=_crol_(b,1);

a=a&b;

}

a=0xfe ; //1111 1110

b=0xfe; //111

for(k=0;k<8;k++)

{

P2=a;

delay();

b=_crol_(b,1);

a=a&b;

}

P0=0XFF;

P2=0XFF;

}

}

4.2 延时程序设计

void delay()

{

unsigned int i,j;

for(i=200;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--);

}

4.3流水灯控制码程序设计

利用总线控制实现流水灯(8位二极管循环点亮)

编程思路:

a) 先点亮第一盏灯,延时点亮第二盏,依次延时8盏灯全部点亮。

b) 当8盏灯全部点亮时,熄灭8盏灯。

c) 进入循环。

4.4程序流程图

图4-1程序流程图

5使用proteus软件调试仿真说明

5.1 Proteus的介绍

Proteus软件由ISIS和ARES两部分构成,其中ISIS是一款便捷的电子系统原理设计和仿真平台软件,ARES是一款高级的PCB布线编辑软件。Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具,与其他单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU的工作情况,也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其他电路的工作情况。因此在仿真和调试程序时,关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变,而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验,从某种意义上讲,解决了实验和工程应用间脱节的矛盾。

5.2 Proteus的特点

实现了单片机仿真和SPICE电路仿真的结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真等功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。具有强大的原理图绘制功能。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能;同时支持第三方的软件编译和调试环境,如Keil C51 uVision2等软件。

5.3 Proteus的使用方法

点状的栅格区域为编辑窗口,左上方为预览窗口,左下方为元器件列表区,即对象选择器编辑窗口用于放置元器件,进行连线,绘制原理图。预览窗口可以显示全部原理图。在预览窗口中,有两个框,

蓝框表示当前页的边界,绿框表示当前编辑窗口显示的区域。当从对象选择器中选中一个新的对象时,预览窗口可以预览选中的对象。在预览窗口上单击,Proteus ISIS将会以单击位置为中心刷新编辑窗口。

5.4电路原理图的设计方法

原理图的具体设计步骤如下:

(1) 新建设计文档。在进入原理图设计之前,首先要构思好原理图,即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成,用何种模板;然后在Proteus ISIS编辑环境中画出电路原理图。

(2) 设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小等。在电路图设计的整个过程中,图纸的大小可以不断地调整。设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。

(3) 放置元器件。首先从添加元器件对话框中选取需要添加的元器件,将其布置到图纸的合适位置,并对元器件的名称、标注进行设定;再根据元器件之间的走线等联系对元器件在工作平面上的位置进行调整和修改,使得原理图美观、易懂。

(4)对原理图进行布线。根据实际电路的需要,利用Proteus ISIS编辑环境所提供的各种工具、命令进行布线,将工作平面上的元器件用导线连接起来,构成一幅完整的电路原理图。

(5) 建立网络表。在完成上述步骤之后,即可看到一张完整的电路图,但要完成印制版电路的设计,还需要生成一个网络表文件。网络表是印制版电路与电路原理图之间的纽带。

(6) 原理图的电气规则检查。当完成原理图布线后,利用Proteus ISIS编辑环境所提供的电气规则检查命令对设计进行检查,并根据系统提示的错误检查报告修改原理图。

(7) 调整。如果原理图已通过电气规则检查,那么原理图的设计就完成了,但是对于一般电路设计而言,尤其是较大的项目,通常需要对电路进行多次修改才能通过电气规则检查。

(8) 存盘和输出报表。Proteus ISIS提供了多种报表输出格式,同时可以对设计好的原理图和报表进行存盘和输出打印。

5.5仿真过程

Proteus Isis 仿真时,单片机需要加载程序,加载程序为.HEX 文件。本设计利用proteus ,在proteus 中的source 下拉框中选择add/removesource files 新建汇编语言程序文件,然后用鼠标点击OK.在source 下拉框中新建的汇编语言程序文件里写入汇编语言程序,写完之后在“source ”选项中选择“build all ”选项进行编译,如有错误则在刚刚新建的汇编语言程序文件里面进行修改,如果正确则会自动生成.HEX 文件,然后就可以开始仿真了。

6测试数据

通过程序可以实现花样流水灯的不同形式变换,如图是流水灯的依次点亮

8

76321

4a b c d e f g h

54

3

2

1

5

6

7

8

a

b

c

d

e

f

g

h

D1

LED-RED

D2

LED-RED

D3

LED-RED

D4

LED-RED D13

LED-GREEN

D14

LED-GREEN

D15

LED-GREEN

D16

LED-GREEN

R2

220

R3

220

R4

220

R5220

R13

220

R6

220

R7

220

R8

220

R9

220

R10

220

R11

220

R12

220

R14

220

R15

220

R17

220

R16

220

D5

LED-RED

D6

LED-RED

D7

LED-RED

D8

LED-RED

D9

LED-GREEN

D10LED-GREEN D11LED-GREEN D12LED-GREEN

图6-1 花样流水灯依次点亮

7附录7.1花样流水灯程序

#include

#include

unsigned char k,a,b;

void delay();

void main()

{

while(1)

{

a=0xfe ; //1111 1110

b=0xfe; //111

for(k=0;k<8;k++)

{

P0=a;

delay();

b=_crol_(b,1);

a=a&b;

}

a=0xfe ; //1111 1110

b=0xfe; //111

for(k=0;k<8;k++)

{

P2=a;

delay();

b=_crol_(b,1);

a=a&b;

}

P0=0XFF;

P2=0XFF;

}

}

void delay()

{

unsigned int i,j;

for(i=200;i>0;i--)

for(j=200;j>0;j--);

}7.2花样流水灯总线路图

结束语

通过这次课程设计我学到了很多东西,我更加体会到理论知识与动手能力相结合的重要性,而且设计过程中使我懂得在设计程序之前,务必要对所用单片机的内部结构有一个系统的了解,知道该单片机内有哪些资源:懂得设计的关键是要有一个清晰的思路和一个完整的软件流程图。在设计程序时,不能妄想一次就将整个程序设计好,“反复修改,不断改进”是程序设计的必经之路。要养成注释程序的好习惯,一个程序的完美与否不仅仅是实现功能,而应该让人一看就能明白你思路,这样也为资料的保存和交流提供了方便。整个设计的过程中,还是碰到了一些问题。比如,对于键盘的延时防抖问题不能较好的解决;对于编程的顺序及各模块程序调用掌握得还不够好;对于一些相关的应用软件没能熟练掌握。通过这几天的反复思考,以及参考网上的程序,最终还是完成了设计。设计中我最大的收获就是自己的动手能力和独立解决问题的能力得到了很大的提高,在动手的过程中,不仅能增强实践能力,而且在理论上可以有更深的认识。

参考文献

[1]李全利,单片机原理及接口技术[M],高等教育出版社

[2]王文杰,单片机应用技术[M],冶金工业出版社

[3]朱清慧,PROTEUS教程——电子线路设计、制版与仿真[M],清华大学出版社

[4]单片机实验指导书,天煌教仪

[5]彭伟,单片机C语言程序设计实训100例[M],电子工业出版社

花样流水灯实验报告

黄淮学院信息工程学院 单片机原理及应用课程设计性实验报告

五、硬件电路设计 根据设计任务,首先进行系统硬件的设计。其硬件原理图由LED显示电路和单片机最小系统组成,如图所示,其中包括时钟电路采用部时钟方式,复位电路采用上电自动复位。由于单片机的I/O口的高电平驱动能力只有微安级,而灌电流可以达到3毫安以上,因此采用低电平驱动。P1、P2、P3分别控制8个led灯。 六、软件程序设计 1、软件设计思路 如果通过上图所示电路图完成实验要求,通过数组,分别同时控P0、P1、P2分别控制8个led灯,从而协调控制24个灯实现花样流水灯效果。 开始 编写数组 主循环 逐个点亮 24灯同时闪烁 逐个熄灭

P3=table1[i]; delayms(500); } shan();//全部闪烁 for(i=0;i<8;i++)//逐个熄灭{ P3=table2[i]; delayms(500); } for(i=0;i<8;i++) { P1=table3[i]; delayms(500); } for(i=0;i<8;i++) { P0=table2[i]; delayms(500); } } } void delayms (uintt) { uint x,y; for(x=t; x>0;x--) for(y=50;y>0;y--); } 七、软硬件仿真调试分析 1、仿真调试结果

图片 1 逐个点亮图片 2 24灯闪烁 图片 3 逐个熄灭 2、性能测试及结果分析 通过仿真结果发现通过上述系统可以实现实验要求,24个灯逐个点亮,24个灯全亮后,24个灯一起闪烁,闪烁5次后,然后24个灯逐个熄灭。由此证明系统满足实验要求。 八、项目总结 在本次花样流水灯试验中,使用循环程序、数组语句实现了实验要求,设计过程中遇到了很多的问题,但经过努力,最终设计出了合理的解决方案。通过此次实验,对多个led灯的控制能力进一步得到提升。 九、项目设计报告成绩 实验报告成绩: 指导教师签字: 年月日

单片机课程设计报告--心形流水灯

井冈山大学 机电工程学院 单片机 课程设计报告 课程名称:单片机 设计题目:心形流水灯 姓名:玉红 专业:生物医学工程 班级:11级医工本一班 学号:110615017 指导教师:王佑湖 2013年11月27日

目录 1引言 (2) 1.1设计任务 (2) 1.2设计要求……………………………………………… ..2 2 课题综述 (2) 2.1课题的来源 (2) 2.2面对的问题 (2) 3 系统分析 (2) 3.1 STC89C52单片机引脚图及引脚功能介绍 (2) 4 系统设计 (4) 4.1硬件设计 (4) 4.1.1硬件框图 (4) 4.1.2硬件详细设计 (5) 4.2 软件设计 (5) 4.3 硬件原理图 (6) 4.4 元件清单 (6) 4.5 硬件焊接

图 (6) 4.6 代码编写 (7) 5心得体会 (7) 6致 (8) 参考文献 (8) 1 引言 单片机课程设计主要是为了让我们增进对STC89C51单片机电路 的感性认识,加深对理论方面的理解。了解软硬件的有关知识,并掌握软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现应用系统打下良好基础。另外,通过简单课题的设计练习,使我们了解必须提交的各项工程文件,达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目 的。 1.1设计任务 设计一个单片机控制的流水灯系统 1.2设计要求 (1)32个LED灯; (2)可实现多种的亮灯(如左循环,右循环,间隔闪,90度交叉闪等)。 2 课题综述

2.1 课题的来源 当今社会,这种由单片机芯片控制各种硬件工作的技术也日益成熟,并普及在交通、化工、机械等各个领域。而流水灯这项技术在生活中的应用更是广泛,较为贴近生活。而流水灯控制的设计所需要的知识也正好吻合了我们本学期对于单片机这门课程的学习,所以设计流水灯控制的这个课题让我们对知识的学习和巩固都有了进一步的加深。 2.2 面对的问题 这次课程设计是通过STC89C52位单片机实现。但面对的问题却是两方面的:一个是软件的设计,也就是实现流水灯控制功能的程序编辑;另一个是硬件的设计,需要我们自己连接、焊接电路板。而更为严峻的就是设计的最后还要将软硬件相结合。 3 系统分析 3.1 STC 89C52单片机引脚图及引脚功能介绍 本次设计的目的在于加深STC89C52单片机的理解,首先来简单认识一下,它的引脚如图3-1所示: 图3.1 STC89C52

EDA课程设计---流水灯设计

EDA课程设计流水灯设计

目录 一、摘要··3 二、流水灯设计目的··4 三、流水灯设计流程··4 四、流水灯设计程序··5 五、流水灯设计管脚分配··7 六、功能仿真图··8 七、原理图波形图··9 八、设计注意事项··10

九、课程设计总结··11 十、参考文献··12 十一、评分表··13 一、摘要 随着EDA技术发展和应用领域的扩大与深入,EDA技术在电子信息、通讯、

自动控制及计算机应用等领域的重要性突出。随着技术市场与人才市场对EDA 的需求不断提高,产品的市场需求和技术市场的要求也必然会反映到教学领域和科研领域中来。因此学好EDA技术对我们有很大的益处。EDA是指以计算机为工具,在EDA软件平台上,根据设计社描述的源文件(原理图文件、硬件描述语言文件或波形图文件),自动完成系统的设计,包括编译、仿真、优化、综合、适配(或布局布线)以及下载。 流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮,流水灯控制是可编程控制器的一个应用,其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。流水灯控制可用多种方法实现,但对现代可编程控制器而言,基于EDA技术的流水灯设计也是很普遍的。 课程设计主要的目的是通过某一电路的综合设计,了解一般电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法、通过设计也有助于复习、巩固以往的学习内容、达到灵活应用的目的。在设计完成后,还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调以能力培养为主,在独立完成设计及制作任务同时注意多方面能力的培养与提高,主要包括以下方面: ·独立工作能力和创造力。 ·综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力。 ·查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。 ·写技术报告和编制技术资料的能力。 ·实际动手能力。

单片机流水灯课程设计

单片机流水灯课程 设计

基于AT89C51单片机的流水灯 1 引言 1.1 课题简介 单片机全称叫单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 当前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:在智能仪器仪表上的应用,例如精密的测量设备;在工业控制中的应用,用单片机能够构成形式多样的控制系统、数据采集系统,例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算

机联网构成二级控制系统等;在家用电器中的应用可从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。单片机在医用设备领域中的应用,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等;在各种大型电器中的模块化应用,如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原理。 本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤,并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统以采用MCS-51系列单片机Intel8051为中心器件来设计LED流水灯系统,实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示,并实现循环的速度可调。 1.2 设计目的 (1) 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。 (2) 掌握汇编语言程序设计方法。 (3) 培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。 1.3 设计任务及要求 (1) 彩灯用8个发光二极管代替。 (2) 电路具有控制彩灯点亮右移、左移、全亮及全灭等功能。

流水灯课程设计(免费)..

数字电子技术课程设计报告 (彩灯控制器) 专 专业:电子信息工程 班级:7B1211 学号:123025 姓名:白旭飞 年月:2014-6-28

一、设计要求 1. 以8或10个指示灯作为显示器件,能自动的从左到右、从右到左自动的依次被点亮,如此周而复始,不断循环。 2.打开电源时控制器可自动清零,每个指示灯被点亮的时间相同约为0.5S~2S 范围内。 3.用计算机画出设计电路图,进行仿真分析验证其正确性。 4.写设计说明书一份(画总原理框图以及说明主要工作原理,单元电路的设计和元器件的选择,画出完整的电路图和元器件明细表,收获、体会及建议) 二、设计的作用,目的 1.作用 利用控制电路可使彩灯(例如霓虹灯)按一定的规律不断的改变状态,不仅可获得良好的观赏效果,且可以省电(与彩灯全亮相比)。 2.目的 用NE555芯片,74LS151芯片,74LS163芯片,74LS194,以及一些逻辑门芯片完成彩灯控制器。 三、设计的具体实现 1.系统概述 接通电源时,555占空比可调振荡器产生1s单位的脉冲,脉冲送到下一个模块74LS151计数器,目的实现模5计数器,达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片74LS194移位寄存器以及计数器74LS163。进而彩灯在脉冲的作用下依次点亮,并实现循环,完成实验要求。 2.总体思路 先用555定时器用来生成1s标准单位cp脉冲,把脉冲给计数器74LS151,通过74LS151形成模5加法计数器,再将74LS151输出信号供给74LS194移位寄 存器输入端,Q 0,Q 1, Q 2 和Q 3 接彩灯然后连接几个逻辑门,把74LS194接成环形 计数器。就能实现基本电路要求。 3.方案设计 总体电路共分三大块。第一块实现时钟信号的产生;第二块实现灯亮灭情况的演示;第三块实现灯亮灭的控制及节拍控制。

单片机课程设计报告旗舰版

单片机原理及系统课程设计 评语: 考勤(10)守纪(10)过程(40)设计报告(30)答辩(10)总成绩(100) 专业:电气工程及其自动化 班级:电气1001班 姓名:周兴 学号: 201009018 指导教师:李红 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2013 年 3 月 7 日

基于单片机的LED流水灯系统设计 摘要 本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤,并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了8051芯片的I/O 引脚。系统以采用MCS-51系列单片机89C51为中心器件来设计LED流水灯系统,实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示,并实现循环的速度可调。 关键词:单片机;LED流水灯;MCS-51 Abstract This design mainly to analyze calculator software and in the process of developing the steps, and from the practical experience of the calculator design has made the detailed analysis and research. This system is to make full use of the 8051 chip I/O pins. System to the MCS - 51 series microconteroller as the center Intel8C51 device to design LED running lights system, realize the eight LED neon light left and right cyclic display, and realize the circulation speed adjustable. Keywords: single chip microcomputer, LED running lights,MCS-51

微机原理课程设计流水灯控制系统.doc

微机原理课程设计 流水灯控制系统 姓名 :XX 学院:物理电气信息学院 班级: 2010 电子 姓名 :12010245

流水灯控制系统 一、设计内容: 本课程设计选用8086 对 8255A的 A口控制来实现模拟流水灯功能的 实现。编写相关程序,通过proteus仿真软件来实现我名字“安亮” 两个字的闪烁,“安”字接 8255 的 A 口的 P0,“亮”字接 A 口的 P1。先让“安”字和“亮”字同时点亮,再让两个字同时暗,接着让“安”字点亮,再让“亮”字点亮,然后让“安”字和“亮”字同时亮暗闪 烁八次,再跳到开始,以此循环。 二、设计目的: 1、了解流水灯的基本工作原理 2、熟悉 8255A 并行接口的各种工作方式和应用 3、利用 8255A 接口,LED 发光二极管,设计一个流水灯模拟系统,让我的名字“安亮”两个字按一定规律点亮。 三、实验原理 在 8086 系统中,采用 16 位数据总线,进行数据传输时,CPU

总是将低 8 位数据线上的数据送往偶地址端口,而过高8位数据线上 的数据送往奇地址端口反过来,从偶地址端口取得的数据总是通过低 8 位数据线传送到CPU,从奇地址端口取得的数据总是通过高8 位数据线送到 CPU。在 8086 系统中,将 8255A的 A1端和地址总线的 A29255A 在对 CPU并且,相连, A1 端和地址总线的 A0 的 8255A 而将相连, 的端口进行访问时,将地址总线的 A0 位总是设置为 0。本课程设计通 过对 8255A 的 A 口控制来实现模拟流水灯功能的实现。“安”接 A 口 的 P0,“亮”接 A口的 P1,实现两个字按一定规律的一个闪烁。 8255 的内部结构 255A 内部结构由以下四部分组成:数据端口A、B、C;A组控制和 B 组控制;读 / 写控制逻辑电路;数据总线缓冲器。 端口 A:包括一个 8 位的数据输出锁存 / 缓冲器和一个 8 位的数据 输入锁存器,可作为数据输入或输出端口,并工作于三种方式中的任何一种。

花样流水灯课程设计.

课程论文 花样流水灯的设计 课程单片机技术及系统设计 学生姓名 学号 所在学院 所在班级 任课教师 提交时间2014年5月 25日至2014年5月30日

目录 一.前言 1.1 设计概述................................................................................ (2) 1.2设计主要功能 (2) 二.设计过程 2.1原理图中所使用的元器件功能 (3) 2.2程序在功能实现过程中的作用 (5) 三体会 3.1课程设计体会 (5) 四. 文献 4.1参考文献 (6) 五. 附录 5.1流水灯电路图 (7) 5.2流水灯程序 (7)

摘要:当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。 关键词:单片机控制系统流水灯 一.前言 1.1设计概述 整个系统工作由软件程序控制运行,根据需要,可以上电后系统经过初始化,进入用户设定模式状态。于AT89C51单片机的彩灯控制方案,实现对LED灯的控制。本方案以AT89C52单片机作为主控核心,与驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有晶振电路和8个LED灯,根据需要编写若干种亮灯模式,根据各种亮灯时间的不同需要,在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号 1.2设计主要功能 通过发光二极管显示不同的花样,并且可以通过按键来控制流水灯的速度通过学习单片机工作原理和各种工作方式及各管脚的功能,想通过P3 口的俩管脚P3.2和P3.3第二功能,即外部中断来使CPU 响应,达到控制流水灯的目的

电子课程设计—电子流水灯设计报告

《电子技术》 课程设计报告 设计题目:电子流水灯电路设计与制作

电子流水灯电路设计与制作报告 一、设计目的 1.能够全面的巩固和应用“电子技术”课程中所学的基础理论和基本方法,并初步掌握小型数字系统设计的基本方法。 2.能够合理、灵活地应用各种标准集成电路(SSI、MSI、LSI等)器件实现规定的数字系统。 3.培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字系统能力。 4.培养独立进行实验,包括电路布局、安装、调试和排除故障的能力。 5.培养书写综合设计实验报告的能力。 二、设计任务 用中小规模集成电路设计并制作一个能实现8个彩灯正序或反序按1秒依次点亮的电路: 1.由晶振电路或555电路产生1HZ标准秒脉冲信号,作为电路的CP。 2.可逆的顺序脉冲发生电路。 3.显示驱动电路 4.彩灯。 5.电源。 三、设计方案

2、单元电路设计 ①秒脉冲发生电路 由555电路实现秒脉冲,f=1HZ。 ②可逆的顺序脉冲发生电路 可用74LS1191实现,5号引脚接拨动开关,拨动开关的2个端分别接高电平(接5V电源)和低电平(接地),当开关拨到高电平时,进行减计数,当开关拨到低电平时,进行加计数,这样来实现可逆顺序脉冲发生电路 ③显示驱动电路 可由74ls138实现译码,来控制发光2极管的发光情况 74LS138真值表

R3-R10电阻起到保护发光二极管的作用。 ④电源电路 将12V电压整流成5V。 3、整机电路图

555集成电路各引脚名称:1地GND,2触发,3输出,4复位,5控制电压,6门限(阈值)7放电,8电源电压VCC。 74ls191各引脚名称:1-3并行数据输入端,2-3输出端,6-7输出端,5加减计数方式控制端,11电源,4地GND,14秒脉冲输入端,12计数控制端,13时钟输出端 74ls138各引脚名称:1-3译码地址输入端,7-15译码输出端,16电源,8地GND,4-5选通端(低电平有效),6选通端(高电平有效) 四、主要元器件介绍 1.通用实验底板 2.直流稳压电源(5V) 3.集成电路:555、74LS191、74LS138 4.电容:47uF/16V,0.01uF/16V 5.电阻:10k,1k 6.数显:发光二极管 7.开关:波动开关 五、焊接与调试 1、元器件布局图 2、焊接步骤

花样流水灯设计

单片机课程设计 2014年 6月 15日 课 程 单片机课程设计 题 目 花样流水灯 院 系 电气工程及其自动化系 专业班级 1112班 学生姓名 温亿锋 学生学号 201111631227 指导教师 张瑛

一丶任务 设计一款以AT89C51单片机作为主控核心,按键控制电路、流水灯显示电路以及单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路。 二丶设计要求 通过发光二极管显示不同的花样(至少有六种花样),并且可以通过按键来控制流水灯的速度。 三丶设计方案 本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED流水灯循环系统的设计,来达到本设计的要求。其硬件构成框图如下图所示,以单片机为核心控制,由单片机最小系统(时钟电路、复位电路、电源)、按键控制电路、LED 发光二极管和5V直流电源组成。 单片机流水灯循环控制系统硬件框图 此设计方案中单片机的P1口接5路按键控制电路,实现流水灯花型的切换功能;单片机的P3.7引脚接上一个按钮开关以实现对流水灯闪烁频率的控制,即实现了快慢两种节拍实现花型的变换;单片机上的P2口接八路LED发光二极管组成流水灯电路,显示流水灯循环情况。 四丶系统硬件设计 4.1 直流稳压电源电路

对于一个完整的电子设计来讲,首要问题就是为整个系统提供电源供电模块,电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外,还采用市电(交流电网)供电。通过变压、整流、滤波和稳压后,得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分。本项目直流稳压电源为+5V。 直流稳压电源的制作一般有3种制作形式,分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图为稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。 三端固定式集成稳压电源电路图 AT89C51单片机的工作电压范围:4.0V---5.5V,所以通常给单片机外接5V 直流电源。此处用3节1.5V的干电池供电。 4.2 单片机最小系统 要使单片机工作起来,最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成,单片机最小系统如图所示。 时钟电路:本系统采用单片机内部方式产生时钟信号,用于外接一个12MHz 石英晶体振荡器和2个30pF微调电容,构成稳定的的自激振荡器,其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。 复位电路:确定单片机工作的起始状态,完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位,该复位方式同样具有上电自动复位功能。

流水灯课程设计

河南理工大学 电子技术课程设计报告 心 形 流 水 灯 姓名:明* 学号:3110080020** 专业班级:电气10-7班 指导老师:李端 所在学院:电气工程与自动化学院、

目录 摘要 (3) 一、设计指标(要求) (4) 二、系统框图 (4) 三、各单元电路设计、参数计算和元器件选择 3.1 脉冲产生电路 (5) 3.2 复位电路 (8) 3.3 分频电路 (8) 3.4 移位控制电路 (10) 3.5 显示部分 (11) 四、电路图及工作原理 (12) 五、元器件清单 (12) 六、实际PCB图或布线 (13) 七、设计总结 7.1 电路的特点和方案的优缺点 (13) 7.2 心得体会 (14) 八、参考文献 (15)

摘要 随着时代的进步,人们审美方式的提高,流水灯在都市生活中扮演着愈加不可或缺的角色。酒店,婚庆,酒吧,KTV,广场,商场,招牌等场所的流星雨灯条、流水瀑布灯、月花灯等,给人以繁星闪耀,流水似瀑的感觉。而彩色LED闹钟,手机外壳的跑马灯的应用点缀了我们的日常生活。 流水灯的控制方法可通过多种方法实现,但相对现代可编程控制器而言,利用移位寄存器实现最为便利。通常用左移寄存器实现灯的单方向移动,通过双向移位寄存器实现灯的双向移动。 此次课程设计,是通过制作四路流水灯来实现18个LED心形灯的控制。 关键词:双向移位寄存器,NE555脉冲电路,LED灯。

一、 设计指标 (1)输出为4路(18个)LED 灯; (2)要求能实现左移右移功能,左右移自动切换; (3)移动速度可调节 (4)每个循环左移和右移的步数和变化规律自定。 二、系统框图

流水灯控制实验报告及程序

实验三流水灯控制实验 姓名专业通信工程学号成绩 一、实验目的 1.掌握Keil C51 软件与protues软件联合仿真调试的方法; 2.掌握如何使用程序与查表等方法实现流水效果; 3.掌握按键去抖原理及处理方法。 二、实验仪器与设备 1. 微机1台 2. Keil C51集成开发环境 3. Proteus仿真软件 三、实验内容 1.用Proteus设计一流水灯控制电路。利用P1口控制8个发光二级管L1—L8。P3.3口接一按 键K1。参考电路如下图所示。其中74LS240为八反响三态缓冲器/线驱动器。 2.用中断或查询方式编写程序,每按动一次K1键,演示不同的流水效果。若用KEY表示按键的 次数,则其对应的流水效果如下: ① KEY=0: L1-L8全亮; ② KEY=1: L1-L8先全灭,然后自右向左单管点亮,如此循环; ③ KEY=2: L1-L8先全灭,然后自右向左依次点亮,如此循环; ④ KEY=3: L1-L8先全亮,然后自左向右依次熄灭,如此循环; ⑤ KEY=4: L1-L8先全灭,然后整体闪烁,如此循环; ⑥ KEY=5:自行设计效果。 以上移位及闪烁时间间隔均设置为0.3秒,按动5次按键后,再按键时,流水效果从头开始循环。 四、实验原理 1.按键去抖原理:通常按键所用的开关为机械弹性开关,当机械触点断开、闭合时,电压信号 波形如下图所示。由于机械触点的弹性作用,一个按键开关在闭合时不会马上稳定的接通,在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定,一般为5~10ms。按键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保CPU对键的一次闭合仅做一次处理,必须去除按键抖动。在键闭合稳定时,读取键的状态,并且必须判别;在键释放稳定后,再作处理。按键的抖动,可用硬件或软件两种方法消除。常用软件方法去抖动,即检测到按键闭合后执行一个5~10ms延时程序;让前沿抖动消失后,再一次检测键的状态,如果仍保持闭合状态电平,则确认为真正有按键按下。当检测到按键释放后,也要给5~10ms的延时,待后延抖动消失后,才能转入该键的处理程序。 2.74LS240:八反相三态缓冲器/线驱动器 引脚排列图:

精品可控流水灯单片机课程设计报告(c语言)-定

目录 1 引言 (1) 2课题综述 (1) 2.1 课题的来源 (1) 2.2课题的意义 (1) 2.3预期的目标 (1) 2.4面对的问题 (1) 2.5课题的技术 (2) 3系统分析 (2) 3.1涉及的基础知识 (2) 3.280C51单片机引脚图及引脚功能介绍 (2) 3.3 解决问题的基本思路 (3) 3.4总体方案 (3) 4系统设计 (3) 4.1硬件设计 (3) 4.2 软件设计 (4) 4.3元件清单 (4) 4.4硬件原理图 (5) 4.5 硬件焊接图 (6) 4.6设计主要功能 (6) 5代码编写 (6) 6程序调试 (7) 结论 (8) 致谢 .................................................................................................. 错误!未定义书签。参考文献 .............................................................................................. 错误!未定义书签。

1 引言 单片机课程设计主要是为了让我们增进对80C51单片机电路的感性认识,加深对理论方面的理解。了解软硬件的有关知识,并掌握软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和实现应用系统打下良好基础。另外,通过简单课题的设计练习,使我们了解必须提交的各项工程文件,达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。 2课题综述 2.1课题的来源 当今社会,这种由单片机芯片控制各种硬件工作的技术也日益成熟,并普及在交通、化工、机械等各个领域。而流水灯这项技术在生活中的应用更是广泛,较为贴近生活。而流水灯控制的设计所需要的知识也正好吻合了我们本学期对于单片机这门课程的学习,所以设计流水灯控制的这个课题让我们对知识的学习和巩固都有了进一步的加深。 2.2课题的意义 这次单片机课程设计是为了通过对流水灯控制的设计加强学生团队配合的能力和创造力;综合运用专业及基础知识,解决实际工程技术问题的能力。能够让学生深入真是的体会到所学的理论知识和实践相结合的过程。找出自身的不足并加以改正。 2.3预期的目标 对8个LED灯设计5种流水灯显示方式,用一个按键进行方式选择,并用一个数码管显示方式编号;用两个键来控制流水灯流动的速度。 2.4面对的问题 这次课程设计是通过80C51位单片机实现。但面对的问题却是两方面的:一个是软件的设计,也就是实现流水灯控制功能的程序编辑;另一个是硬件的设计,需要我们自己连接、焊接电路板。而更为严峻的就是设计的最后还要将软硬件相结合。首先我们需要通过protel将设计的实物的电路图画出来,再根据电路图连接实物电路。

Proteus花样流水灯课程设计

Proteus花样流水灯课程设计

课程论文 题目:基于51单片机LED流水灯设计 课程名称: 学生姓名: 学生学号: 系别: 专业: 年级: 任课教师: 电气信息工程学院制 1月 基于51单片机的LED流水灯设计

1 单片机AT89C51芯片简介 MCS-51兼容4K字节,可编程闪烁存储器,寿命:1000写/擦循环,数据保留时间:。全静态工作:0Hz—24Hz,三级程序存储器锁定。128*8位内部RAM,32可编程I/O线,两个16位定时器/计数器,5个中断源可编程串行通道,低功耗的闲置和掉电模式,片内震荡器和时钟电路。 图1 AT89C51芯片

1.1电源引脚 Vcc(40脚):典型值+5V。 Vss(20脚):接低电平。 1.2外部晶振 XTAL1、XTAL2分别与晶振两端相连接。 1.3输入输出口引脚 P0口:I/O双向口。作输入口时,应先软件置“1”. P0口:是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。作为输出端口时,每位能以吸收电流的方式驱动8 个TTL输入,对端口写1时,又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序或数据存储器时,它是时分多路转换的地址(低8位)/数据总线,在访问期间将激活内部的上拉电阻。 1.4控制引脚 RST、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。 RST (9脚):复位信号输入端(高电平有效)。ALE/-PROG(30脚):地址锁存信号输出端.第一功能:编程脉冲输入。-PSEN(29脚):外部程序存储器读选通信号。-EA/Vpp(31脚):外部程序存储器使能端。第二功能:编程电压输入端(+21V)。 2硬件电路 2.1晶振电路 单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。一般一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使

流水灯课程设计

基于单片机的流水灯设计 学院: 专业: 指导老师: 姓名: 班级: 学号: 年月日

摘要:当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。 This age is a new technology emerge in endlessly era, in the electronic field especially automation intelligent control field, the traditional schism components or digital logic circuit, is composed of control system with unprecedented speed was replaced by microcontroller intelligent control system. SCM has small, strong function, low cost, etc, it can be said that wide application, intelligent control and automatic control core is the microcontroller. 关键词:LED 单片机控制系统流水灯 目录 1.前言 1.1 设计概述 (2) 1.2 设计主要功能 (2) 2. 硬件组成 2.1 80C51单片计算机的组成原理 (3) 2.组成框图及内部总体结构 (3) 2.寄存器和存储器………………………………………………………

最新单片机课程设计 外部中断控制流水灯变化

单片机课程设计报告 设计题目:外部中断控制流水灯变化 姓名

一.设计目的 通过学习单片机工作原理和各种工作方式及各管脚的功能,想通过P3口的俩管脚P3.2和P3.3第二功能,即外部中断来使CPU响应,达到控制流水灯的目的。 二.设计要求 主程序实现8个灯从P2.0到P2.7依次亮灭,灯与灯 之间间歇约0.5秒.当P3.3口是低电平时,灯从P2.7到P2.0依次亮灭,灯与灯之之间间歇约0.5秒.循环3次返回主程序.当P3.2口是低电平时,灯全灭,当P3.2口是高电平时,返回主程序.当同时使P3.2和P3.3为低电平时,灯全灭,因为外部中断0的优先级高于外部中断1的优先级. 三.MCS-51的硬件结构: 四.P3口的状态 P3口是双功能口,默认为第一功能(通用I/O口),通过编程可设置第二功能。

五.中断传送方式: 中断方式则是在外设为数据传送做好准备之后,就向CPU发出中断请求信号(相当于通知CPU)。CPU接收到中断请求信号之后立即作 出响应,暂停正在执行的原程序(主程序),而转去外设的数据输入输 出服务,待服务完之后,程序返回。CPU再继续执行被中断的原程序。六.外部中断 外部中断是指从单片机外部引脚输入请求信号。输入/输出的中断请求、实时事件的中断请求、掉电和设备故障的中断请求都可以作为 外部中断源,从引脚INT0、INT1输入。 外部中断请求、有两种触发方式:电平触发及跳变(边沿)触发。 这两种触发方式可以通过对特殊功能寄存器TCON编程来选择。七.电路原理逻辑图如下:

P3.3 P3.2 灯亮情况 0 0 全灭 0 1 全灭 1 0 从P2.0到P2.7依次亮灭 1 1 从P2.7到P2.0依次亮灭八.实验硬件电路图如下

电子科技大学 数字逻辑课程设计——流水灯的实现

数字逻辑课程设计 ——流水灯的设计 1问题概述: 设计一个可以循环移动的流水灯,灯总数为8盏,具体要求如下: 1、5亮,其余灭,右移三次后全灭 4、8亮,其余灭,左移三次后全灭 4、5亮,其余灭,各向两边移三次后全灭 1、8亮,其余灭,各向中间移三次后全灭 所要求的彩灯电路在某电路板上完成,该电路板能够提供48MHz标准时钟信号,附带有8个共阳的LED管可作为彩灯使用。 2问题分析 本装置可以看作一个具有20个状态的无输入、8个输出的Moore型时钟同步状态机,每一个状态对应依次出现的每一种亮灯情况,用5位状态编码表示。这里构造一个模20的计数器来循环产生这20种状态。同时对于输入的48MHz的标准时钟信号,需要将其转化为1HZ的信号,此处同样用计数器来实现分频功能。8个输出分别控制LED的发光情况。这里使用5-32的译码器实现输出函数的构造。电路框图如下: 这里使用一个5位的状态编码Q4Q3Q2Q1Q0,表示20个状态。8位的输出函数F7F6F5F4F3F2F1F0分别表示由左至右每一个灯的通断情况。由于本题中LED灯采用共阳极连接方式,所以当Fn为低电平时,对应的LED灯发光。 本电路状态图如下:

本电路的转移/输出表如下: 现针对每一部分设计具体电路 3设计方案 3.11/48MHz分频电路 对于48MHz的信号,一秒钟内有4.8*10^7个周期,而所需1Hz信号,每秒只有一个周期。使输入信号每经过2.4*10^7个周期,输出信号翻转一次方向,便可获得所需的1Hz信号。可以构造一个模4.8*10^7的计数器用于计数,并使计数器输出的最高位在一秒之内恰好变化一次,且占空比为50%,故采用7片74x163进行级联。计数范围为:0110100100011100101000000000-1001011011100011010111111111。这样恰好可以保证最高

课程设计8位流水灯设计

电子技术课程设计 《电子设计基础》 课程报告 设计题目:8位流水灯设计 学生班级:通信0902 学生学号:20096050 学生姓名:卢朝飞 指导教师: 曹文、黎恒、刘春梅 2011年6月21日 时间:

西南科技大学 信息工程学院 一、8位流水灯设计目的及要求 1. 设计一个8位流水灯循环点亮电路。 2. 要求采用74ls42芯片。 二、流水灯功能设计分析 分析:(1)要实现8个led依次循环点亮,只需要将发光二极管依次循环点亮和熄灭,8只led便会依次循环点亮熄灭了 三、电路设计基本原理及主要器件 1. 74ls42芯片简介 74LS42 由8 个反相器和10 个4 输入端的与非门组成。反相器成对连接以便接受4 位BCD 输入,经由与非门译码后输出,该电路为BCD —十进制的多用途译码器。其输入为高电平有效,而输出是低电平有效。74LS42 的逻辑设计保证了当大于9 的二进制代码加到输入端上时,所有的输出端均处于高电平(无效)。当LS42 用作3 线—8 线译码时,最高有效输入D可产生一个有用的“禁止”功能。D 输入还可在8 输出的解调应用中用来作为数据输入。 2.74ls161 3.74ls10 4.8个发光二极管 5.一个220欧姆电阻

四、流水灯仿真图、原理图及PCB板图 1.8位流水灯仿真图如下: 2. 8位流水灯原理图如下:

底层: 顶层:

五、总结与体会 1、总结 在用protel设计与制板过程中自己总结了一些经验: 【1】接地的标号中一定要把Net选项选为GND才可以,不然在PCB制作中将没有接地这一个选项出现;还有Dasignator的选项填写的是元件的标号,只有这个填上了在PCB制作中才会有该元件出现。 【2】对PCB制作过程的要求。从板层的选择,到对元器件的布局最后是加入输入输出,以及对输入输出的连线,每一个都有很多的细节需要注意。其中最为典型的就是对输入输出的连线,它需要把两端节点及连线都定义为相同的名称才行,即需要对Net进行统一命名,不然系统将不把它默认为导通的连线。

单片机流水灯课程设计报告书

基于AT89C51单片机的流水灯 1 引言 1.1 课题简介 单片机全称叫单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个畴:在智能仪器仪表上的应用,例如精密的测量设备;在工业控制中的应用,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统,例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等;在家用电器中的应用可从手机,机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动,集群移动通信,无线电对讲机等。单片机在医用设备领域中的应用,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等;在各种大型电器中的模块化应用,如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原理。 本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤,并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统以采用MCS-51系列单片机Intel8051为中心器件来设计LED流水灯系统,实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示,并实现循环的速度可调。 1.2 设计目的 (1) 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握电路设计的基本方法、设计步骤,培养综合设计与调试能力。

基于单片机的流水灯课程设计

09机电一体化课程设计 学院:南昌航空大学高职学院 设计题目:基于单片机的流水灯系统设计 指导老师:杨蓓 姓名: 班级:099021 学号: 年月日

目录 一、摘要 (03) 二、前言 (03) 三、硬件组成 3.1流水灯硬件构成及原理 (04) 3.2流水灯硬件原理图 (04) 四、软件编程 4.1位控法 (06) 4.2循环位移法 (08) 4.3查表法 (10) 4.4遵循原则 (13) 五、结语 (17) 六、设计体会 (17) 七、参考文献 (18)

一、摘要 当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。关键词:LED 单片机控制系统流水灯 二、前言 学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重,现在我把单片机流水灯设计作为一个毕业课程设计,需要更深的去了解单片机的很多功能,努力的去查找资料,当今时代是一个新技术层出不穷的时代,在电子领域尤其是自动化智能控制领域,传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统,正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。 三、硬件组成

3.1流水灯硬件构成及原理 按照单片机系统扩展与系统配置状况,单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机,具有丰富的内部资源:4kB闪存、128BRAM、32根I/O 口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口,具有4.25~5.50V的电压工作范围和0~24MHz工作频率,使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此,本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统,即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。其具体硬件组成如图1所示。 3.2流水灯硬件原理图

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