基于51单片机的LED流水灯设计(共10页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 成绩课程论文 题 目： 基于51单片机LED流水灯设计 课程名称： Proteus 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 2015年1月专心-专注-专业 基于51单片机的LED流水灯设计 电气学院自动化专业 1、 课程设计任务与要求利用AT89C51单片机来制作一个流水灯。2、 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：10年。全静态工作：0Hz24Hz，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4、管脚说明：(1)电源引脚 Vcc（40脚）：典型值5V。 Vss（20脚）：接低电平。(2)外部晶振 XTAL1、XTAL2分别与晶振两端相连接。(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。 (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）。四 硬件电路(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。通常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用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。也就是说.晶振是给单片机提供工作信号脉冲的。这个脉冲就是单片机的工作速度。比如 这里选用的是12MHZ的晶振. 如果一个单片机选择了12MHZ晶振，它的时钟周期是112us，它的一个机器周期是12×(112)us，也就是1us。晶振与单片机XTAL0和XTAL1引脚构成的振荡电路中会产生偕波,这个波对电路的影响不大,但会降低电路的时钟振荡器的稳定性。为了提高电路的稳定性,在晶振的两引脚处接入两个10pf-50pf的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响。晶振电路中两个电容的取值都是相同的，或者说相差不大，如果相差太大，容易造成谐振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。这里我们选用30pf的电容。 复位电路： 复位电路的原理是单片机RST引脚接收到2US以上的电平信号，只要保证电容的充放电时间大于2US，即可实现复位。复位电路由电容串联电阻构成,结合"电容电压不能突变"的性质,可以知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的R、C值来决定。 在这个电路中，这里选用10K的电阻和1uf的电容。(2)排阻的作用： 所谓排阻就是若干个参数完全相同的电阻，它们的一个引脚都连到一起，作为公共引脚。其余引脚正常引出。所以如果一个排阻是由n个电阻构成的，那么它就有n+1只引脚，一般来说，最左边的那个是公共引脚。它在排阻上一般用一个色点标出来。排阻一般应用在数字电路上，比如：作为某个并行口的上拉或者下拉电阻用。使用排阻比用若干只固定电阻更方便。 排阻有a型和b型的区别: a型排阻的引脚总是奇数的。它的左端有一个公共端（用白色的圆点表示），常见的排阻有4、7、8个电阻，所以引脚共有5或8或9个。 b型排阻的引脚总是偶数的。它没有公共端，常见的排阻有4个电阻，所以引脚共有8个。 排阻的阻值读法如下：“103”表示：10k，“510”表示：51。以此类推。常用于显示数码管。(3)LED：是一种能够将转化为的固态的器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是，在它里面空穴占主导地位，另一端是，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。(4)电路图根据下表绘制电路图 表1 所用元器件单片机AT89C51瓷片电容CAP22PF晶振CRYSTAL电解电容CAP-ELEC电阻RES排阻 RESPACKLED-GREENLED-YELLOW按钮BUTTONLED-REDLED-BLUE 图2电路图5、软件设计(1)软件(Proteus+Keil uV4)在PROTUES绘制好原理图后，再在keil uV2中输入程序代码并且进行编译。然后就可以调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，利用这两个软件进行联合仿真。这样可以在PROTUES的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。PROTUES不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。由于PROTUES提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中PROTUES也能茯得愈来愈广泛的应用。 图3 流水灯生成 hex文件图 6、仿真结果与分析（1）仿真结果 图5 仿真图 附录 程序设计#include<reg52.h>sbit L1=P00;sbit L2=P01;sbit L3=P02;sbit L4=P03;sbit L5=P04;sbit L6=P05;sbit L7=P06;sbit L8=P07;void delay();void main()while(1)L1=0;L2=0;delay();L1=1;L2=1;L3=0;L4=0;delay();L3=1;L4=1;L5=0;L6=0;delay();L5=1;L6=1;L7=0;L8=0;delay();L7=1;L8=1;L5=0;L6=0;delay();L5=1;L6=1;L3=0;L4=0;delay();L3=1;L4=1;L1=0;L2=0;delay();L1=0;L2=0;L3=0;L4=0;L5=0;L6=0;L7=0;L8=0;delay();L1=1;L2=1;L3=1;L4=1;L5=1;L6=1;L7=1;L8=1;delay();void delay(unsigned int c)for(c=50000;c>0;c-);参考文献1 康光华主编.电子技术基础M.高等教育出版社，20092 陈海宴主编.51单片机原理及应用Keil C与ProteuM.北京航空航天大学出版社，20133 林立主编. 单片机原理及其应用-基于Proteus与keil CM. 电子工业出版社，20144 陈忠平主编. 基于proteus 51系列单片机设计与仿真M. 电子工业出版社,20085 何应浚. 51单片机C语言编程一学就会M.机械工业出版社，20146 陈志旺主编.51单片机应用实例详解M.机械工业出版社，2010