畢業(yè)生競賽電子設(shè)計(jì)16位音樂流水燈論文說明書.doc

湄湄洲洲灣灣職職業(yè)業(yè)技技術(shù)術(shù)學(xué)學(xué)院院 1616 位音樂流水燈說明書位音樂流水燈說明書 系系 別：別： 自動化工程系 年年 級：級： 2010 級 專專 業(yè)：業(yè)： 電氣自動化 姓姓 名：名： 林萬兵 學(xué)學(xué) 號：號： 1001020242 導(dǎo)師姓名：導(dǎo)師姓名： 佘明輝 職職 稱：稱： 副教授 20132013 年年 0505 月月 2525 日日 目 錄 1前言 .1 2系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)要求 .2 3系統(tǒng)設(shè)計(jì) .3 3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方框圖 .3 3.2 各模塊原理說明 .3 3.2.1 顯示部分 .3 3.2.2 單片機(jī)部分 .4 3.3 系統(tǒng)總工作原理.4 3.4 系統(tǒng)印刷電路板的制作圖.4 3.5 系統(tǒng)的操作說明.5 3.5.1 通電測試.5 3.5.2 使用說明.5 3.6 系統(tǒng)的操作注意事項(xiàng).5 參考文獻(xiàn) 6 致謝詞 7 附錄 8 附錄 1 16 位音樂流水燈原理圖.8 附錄 2 系統(tǒng)電路的印刷電路板圖 .9 附錄 3 元件清單 10 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 1 1前言 在新的技術(shù)飛躍的現(xiàn)代，人們因生活層次、文化習(xí)俗、音樂修養(yǎng)、欣賞口味的不同在各行各業(yè)涌 現(xiàn)出許多創(chuàng)新佳作，本次設(shè)計(jì)利用音樂與流水燈結(jié)合達(dá)到音樂夢幻燈的效果。通過發(fā)光二極管的動態(tài) 閃亮，顯示非常炫目的效果，應(yīng)用于各種建筑物，大樓，酒吧，KTV，夜總會等娛樂場所，拖尾燈， 以及各種休閑娛樂場所用的動態(tài)燈光顯示 本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)實(shí)現(xiàn)三色彩燈循環(huán)亮，循環(huán)滅的功能。16 位音樂流水燈燈是利用 STC89C52 低 功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的 解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k 字節(jié) Flash512 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復(fù)位電路，三個(gè) 16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu),全雙工串 行口。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作,支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下,RAM 內(nèi)容被保存， 振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率 35Mhz。 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 2 2 2系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)要求系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)要求 音樂流水燈是具有觀賞性很強(qiáng)設(shè)備，其設(shè)計(jì)要求如下： （1）設(shè)計(jì)一個(gè)以 STC89C52 單片機(jī)為控制部件結(jié)構(gòu)簡單，電路有兩種工作模式：演奏音樂模 式 和花樣燈模式。 演奏音樂模式：演奏完整的一首的歌曲，十六路 LED 隨著音樂變化。 花樣燈模式：十六路 LED 變化出各種花樣，喇叭隨著發(fā)出“嘀嘀”聲。 （2）按下按鍵 1 進(jìn)入花樣燈模式，音樂停止，再按切換 LED 花樣。 按下按鍵 2 進(jìn)入演奏音樂模式，再按切換歌曲。 （3）電路供電電源 5V。 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 3 3系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.13.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方框圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方框圖 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方框圖如圖 3-1 所示 MCU(AT89S51) LED顯示陣列 12M 晶振 復(fù)位 電路 電源按鍵 圖 3-1 系統(tǒng)組成方框圖 3.23.2 各模塊原理說各模塊原理說明明 3.2.13.2.1 顯示部分顯示部分 顯示部分用 16 個(gè)發(fā)光二極管分別接在 P0 和 P1，通過程序控制 P0 和 P1 的 16 個(gè)端口按照一定的方 式依次為低電平以點(diǎn)亮相應(yīng)端口的 LED。LED 陣列如圖 3-2： 圖 3-2 LED 顯示陣列 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 4 3.2.23.2.2 單片機(jī)部分單片機(jī)部分 該部分主要涉及功能的實(shí)現(xiàn)方式，即程序編寫。程序要實(shí)現(xiàn)的功能包括讀按鍵，通過對讀入按鍵的 值控制 LED 點(diǎn)亮方式，控制選擇歌曲。按盤有三個(gè)按鍵 K1、K2、K3，K1 控制 LED 點(diǎn)亮模式和歌曲 模式，K2、K3 鍵控制跑馬燈速度，K2 加速，K3 減速。不論 K1 被按下多少次，LED 九種點(diǎn)亮模式 是循環(huán)的，K2、K3 鍵控制速度分別有上限和下限，多按無效；在音樂模式下 K2、K3 鍵控制上下首 歌曲。 系統(tǒng)控制按鍵排列如圖 3-3： 圖 3-3 系統(tǒng)控制按鍵 3.33.3 系統(tǒng)總工作原理系統(tǒng)總工作原理 本設(shè)計(jì)的要求是設(shè)計(jì)一個(gè)有多種功能的走馬燈，有多種不同的顯示方式，加速功能和減速功能，這 里的加速減速還有顯示方式都是由單片機(jī)內(nèi)部的程序控制，在這里我將 16 個(gè)發(fā)光二極管分別接在 P0 和 P1，通過程序控制這兩個(gè)端口的電平高低，將 16 個(gè)光二極管的正極接電源，負(fù)極接 P0 和 P1 口， 即發(fā) P0 和 P1 口的相應(yīng)端口為高電平時(shí)，發(fā)光二極管的兩端都為高電平，所以發(fā)光二極管不亮，當(dāng)發(fā) 光二極管的相應(yīng)端口為低電平時(shí)就能被點(diǎn)亮。再通過程序循環(huán)的讓各個(gè)端口以不同的方式點(diǎn)亮來達(dá)到 走馬的效果，并且當(dāng)中要有一定的延時(shí)，延時(shí)時(shí)間小于人眼視覺暫留時(shí)間，否則人眼看上去每個(gè)燈都 是亮的也就沒有跑馬效果。 本系統(tǒng)電路 STC89C52 的原理圖如附錄 1 所示。 3.43.4 系統(tǒng)印刷電路板的制作圖系統(tǒng)印刷電路板的制作圖 本系統(tǒng)電路的印刷電路板圖如附錄 2 所示。 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 5 3.53.5 系統(tǒng)的操作說明系統(tǒng)的操作說明 3.5.1 通電測試通電測試 全部元器件及插件焊接完后，經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)檢查后方可通電測試，用萬用表直流電壓檔測量正、負(fù) 電源應(yīng)是5V 左右，電源的發(fā)光二極管 LED 發(fā)光，蜂鳴器有音樂發(fā)出，說明電路正常。如果燈不亮， 音樂不響，說明音樂流水燈電路沒有工作，需進(jìn)一步檢查 STC89C51 芯片及周邊元器件安裝焊接是否正 常。 3.5.23.5.2 使用說明使用說明 在電路板中引出兩條導(dǎo)線，紅的導(dǎo)線代表正極，黑的代表負(fù)極。在連接好最小系統(tǒng)和 LED 燈模塊的 電源時(shí)，在電池盒上有個(gè)開關(guān)那是啟動開關(guān)，只要電源線連接好按下啟動開關(guān)電路就可以開始工作。 3.63.6 系統(tǒng)的操作注意事項(xiàng)系統(tǒng)的操作注意事項(xiàng) 1.通電使用前先對照電路板與電路圖是否有錯(cuò)焊、漏焊、短路、開路、元器件相碰等現(xiàn)象，有要處 理好后再使用。 2.通電使用前先檢查好電路板是否與電源供電線、驅(qū)動電路開關(guān)與負(fù)載供電線、負(fù)載供電線之間相 互接反，不得在接錯(cuò)的情況下通電，要處理好后再使用。 3.通電使用時(shí)人體不得與電路板線路任何一個(gè)部位相碰，防止觸電，注意安全。 4.應(yīng)把電極片與電路板隔離，避免電極片與電路板上元器件相碰觸發(fā)生短路現(xiàn)象。 5.通電時(shí)應(yīng)把電路板放在絕緣物體上，避開其他導(dǎo)電物體避免發(fā)生短路現(xiàn)象。 6.使用時(shí)聞到燒焦味、發(fā)現(xiàn)元器件或集成塊冒煙燒毀應(yīng)立即斷開電源，待電路板查明原因處理好后 才可以繼續(xù)通電使用。 7.調(diào)試電路時(shí)應(yīng)小心操作，避免萬用表筆或其它導(dǎo)電工具造成人為短路。 8.跟換電路板元件、焊接時(shí)應(yīng)斷開電源后再操作避免造成元器件擊穿或電路短路現(xiàn)象。 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 6 參考文獻(xiàn) 1樓然苗， 李光飛.51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例M. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006. 2付家才. 電子實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐M. 北京：高等教育出版社，2004. 3高吉祥. 電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)M. 北京：電子工業(yè)出版社，2002. 4彭介華. 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)M. 北京：高等教育出版社，2002. 5楊國治，楊東光,王輝林.實(shí)用電子制作實(shí)例.福州：福建科學(xué)技術(shù)出版社，2000. 6楊志亮Protel 99 SE 原理圖設(shè)計(jì)M西安：工業(yè)大學(xué)出版社，2002. 7美divid Comer，Douald Comer電子電路線路M西安：電子科技大學(xué)出版社，2004. 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 7 致謝詞 大學(xué)三年，在彈指一揮間拉下了帷幕，畢業(yè)設(shè)計(jì)將是我大學(xué)三年中重要一部分的總結(jié)。很榮幸， 我就讀的是應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)，讓我有更多的機(jī)會嘗試與實(shí)踐動手創(chuàng)作。從最初的選題，到修改說明 書直到完成說明書及調(diào)試成品硬件。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改說明文，每 一個(gè)過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 通過這次實(shí)踐，我了解了 16 位音樂流水燈用途及工作原理，熟悉了 16 位音樂流水燈的設(shè)計(jì)步驟， 鍛煉了設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次 實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資 料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的制作能力。 首先，我要特別感謝我摯愛的父母，讓我有機(jī)會踏上大學(xué)尋夢的舞臺，父母的養(yǎng)育之恩，將是我 今后創(chuàng)作與奮進(jìn)的最大動力。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間佘明輝老師召集我們開會讓我們確定題目，還通過 QQ、短信、Email 等方式詢問 設(shè)計(jì)進(jìn)程。使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)保質(zhì)保量順利完成，為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)畫上一個(gè)完美的句號，在此我在一 次由衷的感謝她。佘明輝老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘 的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，這些都將使我終生受益。同時(shí)，我要感謝三年來教過我 的蔡明雄老師、林航老師、陳輝煌老師等眾多老師。我以有你們這樣的老師為榮，從你們身上學(xué)到的 知識我無以回報(bào)，謹(jǐn)此一并表達(dá)我的謝意！還有我要感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家來到這個(gè)陌生的城 市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。 再次，我要感謝我的導(dǎo)師-佘明輝老師，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給我提出了許多寶貴的意見。在我做畢 業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從確定命題，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，論文寫作等過程中都給了我悉心的指導(dǎo)， 減少可我在這次設(shè)計(jì)中的困惑和完成時(shí)間。 最后，再次向所有給予我?guī)椭凸膭?lì)的同學(xué)和老師致以最誠摯的謝意！ 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 8 附錄 附錄 1 16 位音樂流水燈原理圖 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 9 附錄 2 系統(tǒng)電路的印刷電路板圖 湄洲灣職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)品說明 10 附錄 3 元件清單 序號元件名稱阻值數(shù)量位號 1 上拉電阻 1K1R1 2 瓷片電容 30pf2 C1、C2 3 電解電容 10uf1C3