2022年彩灯循环控制系统方案设计书大学本科方案设计书.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 湖北高校知行学院毕业论文题 目 彩灯循环掌握系统设计姓名 廖敏 学号 0711070020 专业年级电子科学与技术0701 月 6 日指导老师王春波职称 教授下发任务书日期: 2022 年 3 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目录1 摘要 3 名师归纳总结 2 工程分析 4 第 2 页,共 21 页 2.1 需求分析 4 2.2 功能模块分析和方案设计 43 硬件设计 5 3.1 元器件参数挑选 6 3.2 单片机引脚说明 83.3 单片机引脚图 103.4 主控
2、模块电路设计 11 3.5 电路总体设计图 12 4 焊接与调试 12 4.1 组装成品焊接 13 4.2 检测与调试 14 5 软件设计 14 5.1 程序设计定义 15 5.2 彩灯闪耀花型 15 5.3 单片机 C程序设计 16 5.4 电路开发流程 19 5.5 设计结果分析 19 6 心得体会 207 参考文献 20 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 彩灯循环掌握系统设计摘要 :节日彩灯是生活中经常用到的装饰物品;在考虑到制作成本的前提下 , 根据单片机具有集成度高、体积小、运行牢靠、价格低廉等很多特殊的优点 ,我们集中地运用了单片机、LED
3、 等技术,来实现对各颜色灯的自动掌握 , 它是典型的基于单片机的电子产品;本文以 8051 单片机为主控核心,采纳模块化的设计方案,运用 LED 彩灯、按键等组成电路,利用软件对彩灯进行掌握,实现彩灯在开启时满意不同的循环点亮方式,按键的掌握可以使彩灯实现不同的花型,使彩灯变化多样;系统具有体积小、硬件少、电路结构简洁及简洁操作等优点;关键词 :彩灯; 8051 单片机;循环点亮The colourful lamp circulating control system designs Abstract :The colourful lamp is the adornment article t
4、hat usually uses in the life, At in consideration of manufacture the premise of cost down, have the integration degree higher - according to the unipole slab machine tool, small volume, run - time firm, price moderate etc. is many special merits,We concentrate the earth made use of unipole slab tech
5、niques, such as machine and LED.etc., carry out the automatic control to each color lamp, it is a typical earth according to the electron product of unipole slab machine. This text regarding 8051 machines as principle control nucleus, adopt the mold mass design scheme for turning, make use of LED co
6、lourful composition telephones, such as lamp and key.etc., make use of the software carries on a control to the colourful lamp and carries out a colourful lamp to satisfy different cyclic transformation to click a bright mode while opening, the control of key can 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习
7、资料 - - - - - - - - - make the colourful lamp carry out a different flower type and make colourful lamp change diverse.The system has a volume small, little hardware, the telephone structure is easily simple and operate etc. Merit. Key words: Colourful lamp;8051 machines;Circularly click bright 其次部分
8、工程分析 2.1 需求分析随着经济的快速进展, 人们需要进一步地提高生活质量、美化生活环境, 利用各种彩灯来装饰街道、房屋建筑和咖啡屋等已经成为一种时尚;现在 很多在时尚圈的年轻人,他们的摩托车、自行车都“ 镶嵌” 了这样的灯 饰,给爱车装上闪灯后时尚又拉风;除此之外,眼下,手机用闪灯装饰、风筝上安装彩灯也慢慢成为了时尚,都是为了更钻更光泽;“ 装灯族” 正 流行, LED彩灯需求正旺,极具市场竞争力;这种“ 载入灯” 系列无处不 在,给企业带来了很多商机;LED 彩灯由于其丰富的灯光颜色,低廉的造价以及掌握简洁等特点而得到了广泛的应用;目前,市场上各式样的LED 彩灯掌握器大多数用全硬件电路
9、实现;电路结构复杂、功能单一,制成品只能依据固定模式闪亮,无法 依据不同场合或不同时问段的需要来调剂亮灯时间、模式、闪耀频率等动 态参数;这种彩灯掌握器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等 缺点;此外,从功能成效上看,亮灯模式少而且样式单调,缺乏用户可操 作性,影洪亮灯成效;因此,有必要对现有的霓虹灯掌握器进行改进;与 市面上大多数的 LED 彩灯相比,该种彩灯具有敏捷多变的点亮方式,性价比更高,与一般的全硬件LED彩灯相比具有更好的经济效益;2.2 功能模块分析和方案设计本文提出了一种基于AT89C52单片机的彩灯掌握设计,实现对LED彩灯的掌握;本设计是以单片机P0 口和 P2 口作
10、为 16 路 LED彩灯的输出(供应5V 工作电源), AT89C52单片机作为主控核心(供应 5V工作电源),在主控模块上包含振荡电路和复位电路;整个系统工作由软件程序掌握运行,名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 依据需要,用户可以在LED彩灯工作时通过主控模块上P3 口的按键对编写的如干种亮灯模式进行掌握;该系统原理简洁 , 主要利用单片机的可编程掌握原理, 由硬件和软件两部分组成;其硬件包 CPU- 8051 单片机、 I/ O 接口及其扩展、 EPROM及其扩展、各颜色灯等几个方面;软系统由主程序及不同的延时
11、子程序构成;由于掌握程序储备在AT89C52单片机的电可擦除Flash 闪存 EPROM中,如果用户需要更换系统的亮灯模式Model_i ,无须转变系统硬件电路,只需修 改 其 中 程 序 即 可 , 是 一 种 很 有 发 展 前 途 的 彩 灯 控 制 器 ;第三部分硬件设计单片机( SCM)是单片微型运算机( Single CHip Microcomputer)的简称;它是把中心处理器CPU、随机储备器 RAM、只读储备器 ROM、I/O 接口电路、定时 / 计数器以及输入输出适配器都集成在一块芯片上,构成一个完整的微型运算机,通过程序可以实现智能掌握;随着SCM 在技术上、体系上不断扩
12、展其掌握功能,国际上已经采纳 MCU(MicroControllerUnit )代替 单片机的名词;它的最大优点是体积小,可放在外表内部;但储备量小,输入输出适配器简洁,功能较低;目前,单片机在民用和工业测控领域得 到最广泛的应用,早已深深地融入人们的生活中;近年来,8051 在我国非常流行, 8051 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 ( FPEROMFlasH Programmable and Erasable Read Only Memory),它采纳了 CMOS 工艺和 ATMEL
13、 公司的高密度非易失性储备器技术,而且其输出引脚和指令系统都与 MSC51 兼容;片内置通用8 位中心处理器( CPU)和 FLASH 储备单元,片内的储备器答应在系统内改编程序或用常规的非易失性储备器编 程;因此, 8051 是一种功能强、敏捷性高且价格合理的单片机,可便利的 应用于各种掌握领域;它最大的特点是内部有可以多次重复编程的闪耀名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - ROM, 并且闪耀 ROM 可以直接用编程器来擦写(电擦写),使用起来比较 便利;在本系统中, 8051单片机的 P3口用于接按键,便利使用者挑
14、选方 式; P0 口、 P2 口接的是 16 路 LED 彩灯; 3.1 元器件参数挑选 1、LED 发光二极管( *16 ):单向导电性,只有电流从正极流过时才能发光;它是以低功耗发光,额定电压约为2V,额定电流约为 10MA; LED 发光二极管的特点是:工作电压很低(有的仅一点几伏);工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光);抗冲击和抗震性能好,牢靠性高,寿命长;通过调制通过的电流强弱可以便利地调制发光的强弱;注:LED 要正常工作必需遵守两个原就,一是引脚连接次序,二是要接上拉电阻;名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - -
15、 - - 图 1:LED彩灯2、电阻( 220 *16+10K *1): R=(5V-2V)/10MA=300 ,依据电路特性运算出电阻大小约为300 ,电阻的购买情形: 220 、270 、330 ;考虑到电阻越小亮度越高,所以我们挑选 220 ;3、单片机: AT89C52(8051)图 2:AT89C52 4、芯片插座:便利取放芯片;芯片可重复编程十万次,更换程序时对芯片 进行擦除;5、电解电容( 10uF*1):在复位引脚上,区分正负极;其正极应与电源电 压的正极端相连,阴极与电源电压的负极相连接,不能接反,否就会损坏电容器;6、瓷片电容( 22pF*2):在晶振引脚上,没有正负极;7
16、、晶振( 12M*1 )8、按键9、电源供电:单片机8051 工作电压是5V;测试中电压在4.55.5 都可以;补充:这里介绍三种电源供电方式 电脑 USB 接口;名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一般手机或 MP3 的充电器( 5.5V)三节 5 号电池; 3.2 单片机引脚说明 1 、32 个用户引脚:单片机与外界进行沟通的引脚,在本设计中只使用了 16 个引脚,即用 8051 掌握 16 路的彩灯;(1)P0端口( P0.0P0.7)八个引脚:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I / O口,每脚可吸取 8T
17、TL 门电流;当 P1 口 的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入; P0 能够用于外部程序数据储备器,它可以被定义为数据 / 地址的第八位;在FIASH 编程时, P0 口作为原码输入口,当FIASH 进行校验时, P0 输出原码,此时P0 外部必需被拉高;(2)P1端口( P1.0P1.7)八个引脚:P1 口是一个内部供应上拉电阻的8 位双向 I / O口,P1 口缓冲器能接收输出4TTL门电流; P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高电平,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平常,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故;在FLASH编程和校验时, P1 口作为第八位地址接收;(3)P2端口
18、( P2.0P2.7)八个引脚:P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向 I / O口, P2 口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2 口被写“1” 时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作名师归纳总结 为输入;并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流;这是第 8 页,共 21 页由于内部上拉的缘故; P2 口当用于外部程序储备器或16 位地址外部数据储备器进行存取时,P2 口输出地址的高八位;在给出地址“1” 时,它利- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 用内部上拉优势,当对外部八位地址数据储备器进行读写时,P2 口输出其特别功能寄存器的内容
19、; P2 口在 FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和掌握信号;(4)P3端口( P3.0P3.7)八个引脚:P3 口管脚是一个带有内部上拉电阻的8 位的双向 I / O 端口,可接收输出 4 个 TTL 门电流;当 P3 口写入“1” 后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入;作为输入端时,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL);P3 口也可作为 8031 的一些特别功能口 P3 口同时为闪耀编程和编程校验接收一些掌握信号; 2 、8 个系统引脚:系统引脚是关系到单片机是否能正常工作的引脚;(1)能量引脚: VCC(40)(供电 5V)、GND(20)(接地)(2)复位引脚:
20、RST(9)(死机复位)在振荡器运行时,有两个机器周期(24 个振荡周期)以上的高电平显现在此引脚时,将使单片机复位,只要这个脚保持高电平,51 芯片便循环复位;复位后 P3.0- P3.7 口均置 1,引脚表现为高电平,程序计数器和特别功能寄存器 SFR全部清零;复位操作不会对内部(3)心脏引脚:RAM有所影响;XTAL1(19)反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入;XTAL2(20)来自反向振荡器的输出;(晶振引脚,供应时序、脉冲)(4)内存扩展: EA(31)、ALE(30)、 PSEN(29)(添加硬盘等)(单片机内部有 4KB的储备器)名师归纳总结 - - - - - - -
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