LED流水灯研究设计单片机控制 .docx

精品名师归纳总结封面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结作者： PanHongliang仅供个人学习微机应用系统设计与综合试验（实践）课程设计试验报告试验课题LED 霓虹灯设计可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结姓名学号班级指导老师目 录第一章设计概述31.1设计任务31.2设备器材3其次章硬件设计方案32.1设计思想32.2硬件选择 42.3AT89C52 单片机介绍42.4硬件规律图 72.5设计连线82.6仿真电路图8第三章软件设计方案83.1软件设计思想83.2程序流程图9第四章 调试及运行结果10第五章 设计心得与体会10参考资料11源程序清单11第一章 设计概述1.1 设计任务设计内容：利用汇编语言（或C 语言），实现 8 个单色 LED灯的左、右循环显示，并实现循环的速度可调。选用芯片： 8255 等注：由于试验室的没有供应 8255 芯片，所以改用单片机完成此试验，并且添加了调剂灯明暗的功能，以实现明暗可调。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.2 设备器材在本设计中，所用到的设备器材如下所示：(1) 运算机一台。(2) 唐都仪器试验箱一台。(3) AT89C52单片机一片。 4导线如干。其次章 硬件设计方案2.1 设计思路本课题需要用按钮开关实现流水灯的左右循环显示、调速、把握亮度的功 能。可以选用五个开关来实现这些操作。单片机正在软件运行下通过不断扫描 开关状态，来将相关操作对应量送入单片机的输入端口，然后判定属于哪一类 操作。五个开关分别为K1,K2,K3,K4,K5 ，分别把握流水灯的调向、加速、减速、变亮、变暗。在设计过程中，接开关的端口要全部保持高电平，当按下一个开关时，输入一个低电平，即为状态转变信号。不能同时有两个端口同为高电平。在设计中我主要负责了用云脉冲宽度调制（PWM）波把握 LED 灯的亮度环节，开头对 PWM 并不是很明白，通过请教同学和查阅相关资料，慢慢明白了其中的原理。在主程序运行时通过中断方式调整其输出电压的占空比，从而转变灯泡的亮度。原理是这样的，主程序的始终频率和中断的始终频率并不相 同，大约是中断的一千倍，LED 灯在移动时假如响应了中断，就在执行中断程序时， LED 灯近似看做没有移动，此时在中断程序中设计一个初值和一个上限，当计数到初值时置灯泡灭掉，在计数到上限之前小灯泡都是熄灭的，到达 上限后回 0，并置灯泡为亮，连续计数，在到设定的初值时置小灯泡为灭掉。这样在主程序的一个周期内，中断程序将小灯泡置明置暗了近一千次，通过改 变设定的初值可以转变小灯泡的亮度。2.2 硬件选择本试验选用 AT89C52 单片机、五个按键开关和8 个发光二极管。其中AT89C52 为把握核心，当 5 个开关的状态转变时，单片机检测到开关信号后就通过软件输出把握发光二极管。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.3 AT89C52 单片机介绍AT89C52 是一个低电压，高性能CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序储备器和256 bytes 的随机存取数据储备器（ RAM ），器件接受 ATMEL公司的高密度、非易失性储备技术生产，兼容 标准 MCS-51 指令系统，片内置通用8 位中心处理器和 Flash 储备单元，功能强大的 AT89C52 单片机可为您供应许多较复杂系统把握应用场合。AT89C52 有 40 个引脚， 32 个外部双向输入 /输出（ I/O ）端口，同时内含 2 个外中断口， 3 个 16 位可编程定时计数器 ,2 个全双工串行通信口， 2 个读写口线。AT89C52 的内部结构图如下：引脚图如下： 引脚功能说明：P0 口： P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口， 也即的址 / 数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸取电流的方式驱动8 个 TTL 规律门电路， 对端口 P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。拜望外部数据储备器或程序储备器时，这组口线分时转换的址（低8 位）和数据总线复用，在拜望期间激活内部上拉电阻。在 Flash 编程时， P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1 口： P1 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流） 4 个 TTL 规律门电路。对端口写 “1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，由于内部存在上 拉电 阻， 某个 引脚 被 外部 信号 拉低 时会 输出 一个 电流 IIL 。 与AT89C51 不同之处是， P1.0 和 P1.1 仍可分别作为定时 / 计数器 2 的外部计数输入（ P1.0/T2 ）和输入（ P1.1/T2EX ），参见表 1。Flash 编程和程序校验期间， P1 接收低 8 位的址。表.P1.0 和 P1.1 的其次功能可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结引脚号功能特性P1.0T2，时钟输出P1.1T2EX （ 定 时 /计数器 2）P2 口： P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口， P2 的输出缓冲 级可 驱动（ 吸取 或输出电流） 4 个 TTL逻辑门电路。对端口P2 写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，由于内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流IIL 。在拜望外部程序储备器或16 位的址的外部数据储备器（例如执行MOVXDPTR 指令）时， P2 口送出高 8 位的址数据。在拜望 8 位的址的外部数据储备器（如执行MOVXRI 指令）时， P2 口输出 P2 锁存器的内容。Flash 编程或校验时， P2 亦接收高位的址和一些把握信号。P3 口： P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向 I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4 个 TTL 规律门电路。对 P3 口写入 “1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（ IIL ）。 P3 口除了作为一般的I/O 口线外，更重要的用途是它的其次功能。P3 口仍接收一些用于 Flash 闪速储备器编程和程序校验的把握信号。RST ：复位输入。当振荡器工作时，RST 引脚显现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。ALE/PROG ：当拜望外部程序储备器或数据储备器时， ALE （的址锁存答应）输出脉冲用于锁存的址的低 8 位字节。一般情形下， ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要留意的是：每当拜望外部数据储备器时将跳过一个 ALE 脉冲。对 Flash 储备器编程期间，该引脚仍用于输入编程脉冲（ PROG）。如有必要，可通过对特别功能寄存器（ SFR）区中的 8EH 单元的 D0 位置位， 可禁止 ALE 操作。该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被脆弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ALE 禁止位无效。PSEN：程序储存答应（ PSEN）输出是外部程序储备器的读选通信号， 当 AT89C52 由外部程序储备器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当拜望外部数据储备器，将跳过两次 PSEN 信号。EA/VPP ：外部拜望答应。欲使CPU 仅拜望外部程序储备器（的址为0000H FFFFH ）， EA 端必需保持低电平（接的）。需留意的是：假如加密位 LB1 被编程，复位时内部会锁存EA 端状态。如 EA 端为高电平（接 Vcc端）， CPU 就执行内部程序储备器中的指令。Flash 储备器编程时，该引脚加上+12V 的编程答应电源 Vpp ，当然这必需是该器件是使用 12V 编程电压 Vpp。XTAL1 ：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。XTAL2 ：振荡器反相放大器的输出端。2.4 硬件连接框图单片机从开关上提取不同输入信号，进行相应的软件操作，反映输出在发光二极管上。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结开关2.5 设计连线输入AT89C52单片机流水灯可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结本试验的连线为：开关使用唐都试验箱上的5 个开关，分别接到单片机的P2.0P2.4 口，然后发光二极管分别接到单片机的P1.0P1.7口。2.6 试验仿真电路图第三章软件设计方案3.1 软件设计思想一个完整的系统仅有硬件是不够的，仍要有软件的协作。软件和硬件对一 个系统来说都是不行或缺的。本试验接受C 语言编程，在具体设计中，通过GetKey函数来不停的扫描开关的状态，通过KeyProcess（）来确定输入的信号，即按键的位置，从而执行不同的子程序内容，实现LED 灯的把握。3.2 程序流程图第四章 调试及运行结果可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结通过设计和编写程序代码，讲程序通过Keil 软件编译后生成的hex 文件写进 AT89C52 中，便可操作。为当拨动相应的开关时，看LED 灯的变化。调试过程中问题许多，主要缘由是对单片机结构的不熟识，其次就是程序中的一些问题。但通过努力，都被一一解决。实际接线前我们先用protues 仿真了一下试验结果，确认无误后接线，这样提高了调试的时间。第五章 心得体会经过四次的上机课程设计，在我和* 同学的共同努力下，顺当的完成了任务，并在其中表达了自己的独创部分。同时我感觉自己学到了许多。第一是要 把理论和实际相结合起来，从理论中得出结论，然后再实践，从而提高自己的 实际动手才能和独立摸索问题的才能。在设计的过程中遇到了许多的问题，也 发觉了自己的不足之处。第一是之前对单片机并不特别明白，通过借阅书籍， 找同学询问慢慢的开头对其有了初步的熟识。其次是一些相关软件的用法，这个通过自己慢慢的摸索也逐步熟识了起来。特别是protues 的使用，它给了我们很大的帮忙，帮忙我们解决了许多调试过程中的问题。在者是对PWM 波的使用，这个问题很是伤到筋，由于之前对其并不明白，从熟识到使用我们查阅了许多资料，请教了同学，最终最终把握了。同时也是设计更完善。此课程设计让我加深懂得了所学的理论学问，并进一步建立了运算机应用系统的整体概念，初步把握了单片机软、硬件开发方法，为以后进行实际的单片机软、硬件应用开发奠定了良好的基础。这对下学期单片机的学习会有很大的帮忙，也使我对单片机产生了爱好。这次课程设计的顺当完成，离不开学长，同学和知道老师的帮忙，特别是PWM 波的运用，也是学长给我们提出的建议。在此感谢老师和学长的无私帮忙。附录一 参考文献1 单片机原理及其接口技术 胡汉才 编著 北京：清华高校出版社2 MCS-51 单片机原理及应用张毅刚 编著 哈尔滨:哈尔滨工业高校出版社3 51 单片机 C 语言应用程序设计实例精讲（其次版） 戴佳 刘博文 编著电子工业出版社附录一 C 语言程序清单可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结/*/*/*程序名：可控流水灯功能：实现流水灯的方向、速度、亮度把握*/*硬件： P2 接开关， P1 接 LED*/*/*/ #include<reg52.h>#include <intrins.h>sbit K1=P20 。 / 方向 sbit K2=P21 。 / 加速 sbit K3=P22 。 / 减速 sbit K4=P23 。 / 加亮 sbit K5=P24 。 / 变暗unsigned char Speed,LED 。unsigned int tCount=0 。unsigned char Idx。/速度取值索引bit Dirtect=1 。/滚动方向char duty=10 。 / 占空比unsigned int code sTable=0,1,3,7,9,15,30,50,100,200,230,280,300,350。 / 调速表void InitTimer0_Timer1void。void delayunsigned int xunsigned char i。whilex- fori=0。i<20 。i+ 。unsigned char GetKeyvoidunsigned char K 。ifP2=0xFF return 0 。delay10 。switchP2case 0xFE:K=1 。break。case 0xFD:K=2 。break。case 0xFB:K=3 。break。case 0xF7:K=4 。break。case 0xEF:K=5 。break。default: K=0 。break。whileP2.=0xFF 。 /等待释放按键return K 。void KeyProcessunsigned char KeyswitchKey可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结case 1:Dirtect=Dirtect 。break。/ 方向case 2:ifIdx>1 Speed=sTable-Idx 。break。 /加速case 3:ifIdx<15 Speed=sTable+Idx。break。/ 减速case 4:duty+ 。ifduty>=20 duty=20 。break。 /加亮case 5:duty-。ifduty<=0 duty=1 。 break。 /变暗void mainvoidunsigned char Key 。P1=P2=0xFF 。Idx=4 。Speed=sTableIdx 。IP=0x02 。/中断优先级InitTimer0_Timer1 。LED = 0xfe 。P1 = LED 。while1Key=GetKey 。ifKey.=0 KeyProcessKey。/*/*定时器 0 和定时器 1 初始化*/*/ void InitTimer0_Timer1voidTMOD = 0x20 。TH1 = 0x06 。TL1 = 0x06 。EA = 1 。ET0 = 1 。TR0 = 1 。ET1 = 1 。TR1 = 1 。/*/*定时器中断函数*/*/ void timer0void interrupt 1if+tCount<Speed return 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结tCount=0 。ifDirtect=1 LED = _cror_LED,1。/ 循环右移 1 位，点亮下一个 LED else LED=_crol_LED,1 。P1=LED 。void Timer1void interrupt 3/调剂占空比static char t=0 。t+ 。ift=20t=0 。P1=0x00|LED 。ifduty=t P1=0xFF 。版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人全部This article includes some parts, including text, pictures, and design. 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