2022年彩灯控制系统设计方案 .pdf

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1、目录任务一：一只 LED灯闪烁一、任务目标1 二、任务分析1 三、任务实施 1 、硬件电路设计1 、软件程序设计2 1、程序流程图 2 2、源程序2 任务二：跑马灯一、任务目标2 二、任务分析2 三、任务实施 3 、硬件电路设计3 、软件程序设计3 1、程序流程图 3 2、源程序 4 任务三：任意变化的彩灯一、任务目标4 二、任务分析4 三、任务实施 4 、硬件电路设计4 、软件程序设计5 1、程序流程图 5 2、源程序 5 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 7 页任务一：一只LED灯闪烁一、任务目标1）理解单片机控制彩灯

2、电路的设计原理；2）理解程序对彩灯的控制原理；3）理解延时程序的工作原理；4）会将单片机端口与彩灯电路正确地连接；5）能编写简单的彩灯控制程序二、任务分析本次任务是要用单片机实现一只LED彩灯按 1Hz 的频率闪烁。就是要求在1s内，让彩灯亮 0.5s ，熄灭 0.5s 。前面已经分析过，就是让单片机端口的某一位每隔 0.5s 改变一次输出电平。这里有两件事要做，一个是选用单片机的某一个端口，用接线连接到彩灯的连接插座上。另一个是要使单片机产生一个1Hz 的频率脉冲信号，从P2 口的某一位输出，去控制发光二极管。P2 口可控制一只发光二极管的闪烁。为了能设计出发光二极管以1Hz 的频率闪烁，这

3、就要求单片机输出的频率为1Hz 的脉冲信号，实际上就是在端口上周期出现高电频和低电频，输出1Hz 的方波，则是其高、低电平各0.5s 。单片机重复地实现高低电平这个过程用框图表示出来。一般来说，在进行程序设计时，首先分析要实现的任务，编写程序设计的思路和确定程序实现任务的方法，并用框图表示出来，这就是所谓的程序框图设计。然后根据框图编写具体程序即可，从而完成一只LED灯闪烁的任务目标。三、任务实施、硬件电路设计XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534

4、P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C230pfC330pfX1CRYSTALR1220D1LED-yellowR410kC110uF精选学习资料 - - - - - - - - - 名

5、师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页、软件程序设计1、程序流程图开始输出低电平延时0.5s输出高电平延时0.5s2、源程序如下：#includereg51.h #define uchar unsigned char sbit light=P20。void delay05s(void) unsigned char i,j,k。 for(i=5。i0 。i-) for(j=250。j0 。j-) for(k=250。k0。k-) 。 void main(void) while(1) light=0。 delay05s()。 light=1。 delay05s()。 任务二：

6、跑马灯一、任务目标所谓的跑马灯，让彩灯从左到右依次点亮。为了演示跑马灯的效果，学会它的硬件连接以及其对应的原理图。二、任务分析为了完成跑马灯 LED依次点亮的任务目标，就是要求P2口从 P2.0P2.7 依次输出低电平，其余引脚都输出高电平。从输出的具体的数，据来看，第一个LED 点亮需要的输出数据，是对应于P2.0 的位为 0，其余位为1，组合为一个字节时，对应的二进制从高到低为：1111 1110，即十六进制数0 xFE；同理，第二个LED 点亮对应的数为：1111 1101，即十六进制数 0 xFD 。依次类推，逐次点亮LED所对应的数： 1111 1110、1111 1101、1111

7、 1011、1111 0111、1110 1111、1101 1111、1011 1111、0111 1111. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页从这些数据上可以看出一个规律，就是这些数据中的二进制0 的位置依次往左移动了一位。在C51 中，要直接实现数据的这种的这种计算式不容易的，如果将数据的所有二进制位取反后，数据就变成了：0 x01、0 x02、0 x04、0 x08、0 x10、0 x20、0 x40、0 x80，也就是后一个数在前一个数的基础上乘以一个2. 数据前面的分析，实现任务的思路是：程序开始时，给

8、某一个变量赋初始值0 x01，并从端口输出变量的反码，等待一段时间后，让变量的值乘以2，再次输出反码并延时，直到所有数据输出完毕，再次重复整个过程。根据思路得出程序框图，最终完成跑马灯的设计。三、任务实施、硬件电路设计外部电路设计图如下：XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT

9、012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51X1CRYSTALC130pfC230pFR1220R2220R3220R4220R5220R6220R7220R8220D1LED-YELLOWD2LED-YELLOWD3LED-YELLOWD4LED-YELLOWD5LED-YELLOWD7LED-YELLOWD8LED-YELLOWD6LED-YELLOWR910kC

10、310uF、软件程序设计1、程序流程图开始设置显示变量初始值，定义显示循环控制变量延时0.5s显示变量左移一位i0 。i-) for(j=250。j0 。j-) for(k=250。k0。k-) 。 void main(void) while(1) light=0。 delay05s()。 light=1。 delay05s()。 任务三：任意变化的彩灯一、任务目标按时间依次让彩灯显示出规定的花样，但其对应于控制的显示数据之间没有规律，不能通过计算的方式得到。并能明白其采用的电路图以及对应的原理图。二、任务分析由于本次任务是按时间变化依次控制彩灯亮、灭，可以采用与跑马灯类似的思路来完成程序框图

11、，但显示花样所对应的数据的变化不一定有规律，不能采用变量直接计算的方式实现前后数据的变化，因而我们可以采用一种很重要的程序设计方法 - 查表法。将彩灯显示的图案所对应的端口输出数据依次编写为一张数据表，表中的每个数据为 0 的位表示对应的彩灯亮，数据位1 的位表示对应的彩灯灭。将这张数据表放在程序中，以数据的形式存储，在使用时依次读出数据中的元素就得到了需要的数据，实现了数据的无规律变化，并且数据存储的数据可以较多，能实现的花样变化也可以比较复杂。在C51 中要进行复杂的计算，也可以采用数据组的方式来实现，比如：一个周期正弦值的计算，也可以先将这些列在表中，需要是查表读出，这就是查表法。将用于

12、点亮彩灯的数据放在数据组中，让程序依次多出这组中的数据，并将数据送到端口，控制彩灯的点亮就实现了任意规律变化彩灯控制。假如设有N个数据，当程序段读完N 个数据后，又从头开始读数。从而控制本次的任意变化的彩灯的控制。三、任务实施、硬件电路设计外部电路图设计如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P

13、1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51X1CRYSTALC130pfC230pFR1220R2220R3220R4220R5220R6220R7220R8220D1LED-YELLOWD2LED-YELLOWD3LED-YELLO

14、WD4LED-YELLOWD5LED-YELLOWD7LED-YELLOWD8LED-YELLOWD6LED-YELLOWR910kC310uF、软件程序设计1、程序流程图程序开始延时0.5S读变量表 P2端口LED 亮I0 。i-) for(j=250。j0 。j-) for(k=250。k0。k-) 。 void main(void) uchar i。 while(1) for(i=0。i8 。i+) P2=dispcodei。 delay05s()。 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页