循環(huán)彩燈.doc

1第一章摘要目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中。采用單片機(jī)控制使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或數(shù)字電路更加強(qiáng)大。單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級控制系統(tǒng)等?，F(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設(shè)備等?，F(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型程控交換機(jī)等。單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛。單片機(jī)在汽車電子中的應(yīng)用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)控制器，RGPS導(dǎo)航系統(tǒng)等等。通過大學(xué)長期對于這一系列程序編譯軟件KeilC51，仿真軟件Proteus，程序燒錄軟件的學(xué)習(xí)，為了能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)踐相結(jié)合，本人在老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)的指導(dǎo)和自己結(jié)合平時(shí)所學(xué)，利用protell、protues、keilC軟件設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)物制作了電子密碼鎖。在編寫程序時(shí)：先編寫程序，再進(jìn)行編譯、仿真和調(diào)試，然后用編程器（TOP燒錄器）將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)。循環(huán)彩燈是一種通過AT89C52芯片存儲(chǔ)程序，由開關(guān)控制輸入電壓，多盞燈連接在74LS06上集成的，通過程序控制燈的亮滅順序。循環(huán)彩燈在社會(huì)上有很廣泛的應(yīng)用，如大型慶典，娛樂場所，高層建筑等等。關(guān)鍵字：protell99Protues仿真KeilCAT89C51TOP燒錄器設(shè)計(jì)與制作2目錄第一章摘要.錯(cuò)誤!未定義書簽。第二章循環(huán)彩燈系統(tǒng)硬件的介紹.421電路夠成原理圖.錯(cuò)誤!未定義書簽。22生成的PCB板.錯(cuò)誤!未定義書簽。23元器件構(gòu)成及功能分析.42.3.1AT89C51芯片.42.3.2電阻/可變電阻.102.3.3電容若干.132.3.4二極管.172.3.5發(fā)光二極管.172.3.6固定三端穩(wěn)壓器.192.3.7按鈕開關(guān).202.3.8萬能板.202.3.9變壓器.202.4晶振、復(fù)位電路.20第三章循環(huán)彩燈電路模塊的分析及調(diào)試.213.1交流降壓整流電路及調(diào)試.273.1.1變壓電路及調(diào)試.273.1.2單相橋式整流濾波電路及調(diào)試.28第四章循環(huán)彩燈的焊接與調(diào)試.304.1組裝成品焊接.304.2電路的調(diào)試.31第五章結(jié)束語.325.1論文總結(jié).325.2工作展望.32參考文獻(xiàn).343引言19世紀(jì)興起的數(shù)字電路以其先天的便捷、穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代電子技術(shù)電路中占有越來越重要的地位。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到彩色流水燈。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場上各式樣的LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場合、不同時(shí)間段的需要來調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間。因此，在原有的基礎(chǔ)上改進(jìn)，設(shè)計(jì)這款彩燈循環(huán)發(fā)光控制器，通過變壓器、晶振、復(fù)位電路的控制，實(shí)現(xiàn)了對彩燈的循環(huán)發(fā)光控制功能。動(dòng)態(tài)霓虹燈應(yīng)該聚而不散、不能為了追求“跳躍”而給人凌亂的感覺，不管采用何種色彩，何種圖案，都應(yīng)該有順序地漸變和跳躍，給受眾一種秩序感、主次感、并便于觀眾根據(jù)規(guī)律的節(jié)奏接著看第二次、第三次。在設(shè)計(jì)制作時(shí)，既要給人以變幻的吸引力，又要主次分明，沒有色彩和圖案紊亂的感覺。變換、閃爍、跳躍式的霓虹燈為促進(jìn)銷售，為營造歡樂、多姿多彩的生活正越來越受到人們的重視與歡迎。4第一章設(shè)計(jì)原理第二章循環(huán)彩燈系統(tǒng)硬件的介紹21元器件構(gòu)成及功能分析2.1.1AT89C51芯片簡介：AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROMFlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)是把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、和各種輸入/輸出（I/0接口）電路等部件集成在一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。外形及引腳排列如圖所示56單片機(jī)管腳說明：VCC：供電電壓。（一般工作電壓在+5V）GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。7P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳備選功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。8/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器石晶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。重要端口說明：I/0端口：9MCS-51系列單片機(jī)共有四個(gè)8位并行I/O口，分別用P0、P1、P2、P3表示。每個(gè)I/O口既可以按位操作使用單個(gè)引腳，也可以按字節(jié)操作使用8個(gè)引腳。當(dāng)P0口作為輸出口使用時(shí)，內(nèi)部總線將數(shù)據(jù)送入鎖存器，內(nèi)部的寫脈沖加在鎖存器時(shí)鐘端CP上，鎖存數(shù)據(jù)到Q、端。經(jīng)過MUX，T2反相后正好是內(nèi)部總線的數(shù)據(jù)，送到P0口引腳輸出。0口作為輸入口使用時(shí)，應(yīng)區(qū)分讀引腳和讀端口兩種情況，所謂讀引腳，就是讀芯片引腳的狀態(tài)，這時(shí)使用下方的數(shù)據(jù)緩沖器，由“讀引腳”信號(hào)把緩沖器打開，把端口引腳上的數(shù)據(jù)從緩沖器通過