单片机课程设计-彩灯控制器设计.docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 彩灯控制器设计课程设计说明书专业班级：12级电子信息科学与技术4班 姓名学号： 刘翔 张银 李鹏航 指导教师： 纪娟娟 设计时间: 2014.6.6 物理与电气工程学院 2014 年 6 月 6 日专心-专注-专业摘要 彩灯是人们日常生活中的一种装饰用品，它美观大方，尤其在节日期间，倍增节日气氛。它蕴涵着丰富的文化底蕴，被广泛地应用于各种店面的装饰。变换无穷的彩灯样式，给城市增添活力，吸引着人们的注意力，深受人民的喜爱。在日常生活中，人们还将彩灯摆放成各种图案，增添美感。随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展。科学技术更加贴近人们的

2、生活，向着满足人们需求的方向发展。节日彩灯的设计与制作工艺也一步一步的走向成熟。 关键词 LED灯；键盘；STC89C52；集成电路芯片；数码管目录一 概述4二彩灯设计内容简要4 2.1 彩灯设计内容4 2.2 彩灯设计要求4 2.3 彩灯设计原理4 2.4 彩灯总体控制框图5三硬件电路设计5 3.1 STC89C52单片机介绍5 3.2 系统的硬件构成及功能描述7四系统软件设计9 4.1 程序流程图9 4.2 软件程序10五 设计体会4六参考文献16一.概述节日彩灯使生活中常常用到的装饰物品。它集中地运用了单片机、LED、，自动控制等技术，是典型的基于单片机的电子产品。本设计以STC89C5

3、2单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键、数码管等组成电路，实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。按键可以在彩灯使用的时候选择不同的亮法，使彩灯变化多样，七段数码管可以清楚显示彩灯样式编号，易于选取操作。随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快 ,智能度越来越高 ,应用范围也得到了极大的扩展。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。在娱乐方面，场地的装饰离不开彩灯。在建筑方面也采用彩灯来装饰高楼大厦。彩灯又灵活多变的点亮方式，装饰效果非常好，特别时晚上使得高楼大厦更加漂亮。是彩灯的应用才使得城市的夜景非常迷人。 在国内

4、外，微控制系统主要采用单片机作为控制核心。因此，单片机的发展将有助于简单实用电子产品的开发。在本设计中,采用比较先进的STC89C52单片机为控制核心，它的功耗很低，功能多样，是简单电子产品开发控制元件的首选器件。二.彩灯设计内容简要：2.1彩灯设计内容1. 利用单片机实现LED彩灯花式的变换2. 利用单片机实现键盘控制花式的选择3. 利用数码管显示彩灯花式的类型4. 设计并实现中断对彩灯的控制2.2彩灯设计要求1. 能启动、停止2. 能通过开关进行彩灯样式的选择3.能通过数码管显示彩灯的方式4.要体现循环、中断和色彩变化的控制功能和效果2.3彩灯设计原理主控模块主要设计器件有STC89C52

5、，8个LED灯，6个按键，一块七段数码管。通过软件设计，使单片机P0口作为一位静态七段数码管字型码的控制口，P1口作为8个彩色LED的驱动信号输出口，P2口为按键输入口，P3.2为外部中断INT0输入口。 2.4彩灯总体控制框图 时钟电路按键电路STC89C52单片机复位电路LED彩灯电路 图2.4.1 彩灯总体控制框图三.硬件电路设计： 3.1 STC89C52单片机介绍STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片

6、上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机

7、一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。 图3.1.1 STC89C52外形及引脚排列特性：STC89C52RC单片机；8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间；内带2K字节EEPROM存储空间；可直接使用串口下载；AT89S52单片机：8K字节程序存储空间；256字节数据存储空间；带有2KB的EEPROM空间。参数:1. 增强型8051 单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051 2. 工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机）3. 工作频率范围：040MHz，

8、相当于普通8051 的080MHz，实际工作 频率可达48MHz4. 用户应用程序空间为8K 字节5. 片上集成512 字节RAM6. 通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无 需专用仿真器，可通过串口（RXDP3.0,TXD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片8. 具有EEPROM 功能9. 具有看门狗功能10. 共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T211.

9、 外部中断4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒12. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART13. 工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级）14. PDIP 封装 3.2系统的硬件构成及功能描述 控制系统硬件设计电路图如图所示： 图3.2.1 控制系统硬件设计电路图功能描述： 系统硬件设计电路主要由四部分组成：按键复位电路、时钟震荡电路、按键电路、LED彩灯电路、数码管显示电路。按键复位电路：复位是单片机的初始化，其作用是使CPU中的各个部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。在接电瞬

10、间RST端的电位与VCC相同，随着电容充电电流的减小，+5V立即加到了RST/VPD端，RST的电位逐渐下降。时钟振荡电路：在STC89C52的外部，XTAL1和XTAL2之间跨越晶体振荡器和微调电容，从而构成一个自激振荡器，形成时钟振荡电路。时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器二分频后，形成单片机的时钟脉冲信号。按键电路：用P2.3、P2.2、P2.1、P2.0作彩灯亮灯方式输入口，按键输入均采用低电平有效。本设计中按键程序的就是采用查询方式，若图中的P2.0的按键按下，软件程序查询到P2.0口为低电平，跳转到该按键控制的相应彩灯亮灯方式1。LED彩灯电路：发光二极管与单片机的P1口相连接，其电

11、路图如图所示。发光二极管为共阳极，其他管脚分别接P1口的8个端口，P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6、P1.7每个端口接一个彩灯，当给他们送低电平时发光二极管就会亮。数码管显示电路：该一位数码管为静态显示，字段接P0口，因为公共端接了二极管，电路板上的插针为三极管的基极，所以电路板上的插针接低电平（或接地），但此数码管为共阳极。当某个键按下，软件程序就会给P0口送相应的执行码，就会在数码管上显示相应的样式编号。四.系统软件设计： 4.1 程序流程图 开始 初始化 有键按下？ N Y3键按下？1键按下？4键按下？2键按下？ N N N N 数码管显示4，彩灯样式

12、4数码管显示3，彩灯样式3数码管显示2，彩灯样式2YY Y数码管显示1，彩灯样式1Y Y 图4.1.1 程序流程图4.2 软件程序：#include unsigned char code table1=0xfc,0xeb,0x9f,0xff; unsigned char code table2=0xf8,0x8f,0x8f,0xf8; unsigned char code table3=0xe8,0xc9,0x9b,0xff; unsigned char code table4=0x00,0xff,0x00,0xff; int a; unsigned int z;void delay(unsi

13、gned int z) /延时函数,z的取值为这个函数的延时ms数，如delay(200);大约延时200ms.unsigned int x,y;for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void liushuideng1()/流水灯样式1 P0=0xf9; P1=table1a;delay(400);a+;if(a=4) a=0; void liushuideng2()/流水灯样式2 P0=0xa4; P1=table2a;delay(400);a+;if(a=4) a=0; void liushuideng3()/流水灯样式3 P0=0xb0; P1=table3a;

14、delay(500);a+;if(a=4) a=0; void liushuideng4()/流水灯样式4 P0=0x99; P1=table4a;delay(500);a+;if(a=4) a=0; void main() a=0;P3=0xfe;P2=0xef;while(1) if(P2=0xee)/判断第一个键 delay(50);/延时等待 while(P2=0xef) liushuideng1();if(P2=0xed)/判断第二个键 delay(50); while(P2=0xef) liushuideng2(); if(P2=0xeb)/判断第三个键 delay(50); wh

15、ile(P2=0xef) liushuideng3(); if(P2=0xe7)/判断第四个键 delay(50); while(P2 =0xef) liushuideng4(); 五.设计体会： 经过努力，我们组终于完成这次彩灯的课程设计任务。我们首先查阅了大量的书本资料，接着又上网搜集了许多有用信息，有时候为了找到一个合适的电路而苦恼，有时候又为取得一点成功而由衷的高兴。通过课程设计，我们增强了对单片机的理解，学会查寻资料比较方案，学会单片机的设计计算；进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手独立开展电路实验的机会，锻炼分析解决程序编写问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力

16、的转化；通过典型程序的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强了实践能力。 这个过程中，我们花费了大量的时间和精力，同时还懂得合作精神的重要性，学会了与他人合作，不理解的就在团队里交流，这样学习才更有乐趣。在课程设计过程中,不断调试程序和修改程序,提高了对单片机的应用能力和分析问题和解决问题的能力。在和同学们交流的同时也明白了做任何事情都要有团结合作的精神，只有这样才能更快更好的掌握好要学习的知识。六.参考文献：单片机应用技术-，高等教育出版社，出版日期：2006.6跟我学用单片机- 肖洪兵，北京航空航天大学出版社，出版日期：2002.8 单片机实践应用与技术-马长林，陈怡，北京大学出版社，出版日期：2008单片机高级教程第1版-何立民，北京航空航天大学出版社，出版日期：2001单片机课程设计指导-程成，出版日期：单片机原理及接口技术-李朝清，北京航空航天大学出版社，出版日期：1999