LED燈流動(dòng)控制

1、摘 要 20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動(dòng)下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會(huì)的 各個(gè)領(lǐng)域，有力地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展和社會(huì)信息化程度的提高，同時(shí)也使現(xiàn)代電子產(chǎn) 品性能進(jìn)一步提高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。 現(xiàn)代生活的人們?cè)絹碓街匾暺鹆藭r(shí)間觀念，可以說是時(shí)間和金錢劃上了等號(hào)。對(duì)于那些 對(duì)時(shí)間把握非常嚴(yán)格和準(zhǔn)確的人或事來說，時(shí)間的不準(zhǔn)確會(huì)帶來非常大的麻煩，所以以數(shù)碼 管為顯示器的時(shí)鐘比指針式的時(shí)鐘表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢(shì)。數(shù)碼管顯示的時(shí)間簡(jiǎn)單明了而且讀 數(shù)快、時(shí)間準(zhǔn)確顯示到秒。而機(jī)械式的依賴于晶體震蕩器，可能會(huì)導(dǎo)致誤差。 數(shù)字鐘是采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)對(duì)“時(shí)”、“分”、“秒”數(shù)字顯示的計(jì)時(shí)裝置。

2、數(shù)字鐘的精度、 穩(wěn)定度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過老式機(jī)械鐘。在這次設(shè)計(jì)中，我們采用led數(shù)碼管顯示時(shí)、分、秒，以24 小時(shí)計(jì)時(shí)方式，根據(jù)數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理來進(jìn)行顯示，用12mhz的晶振產(chǎn)生振蕩脈沖，定 時(shí)器計(jì)數(shù)。在此次設(shè)計(jì)中，電路具有顯示時(shí)間的其本功能，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)時(shí)間的調(diào)整。數(shù)字 鐘是其小巧，價(jià)格低廉，走時(shí)精度高，使用方便，功能多，便于集成化而受廣大消費(fèi)的喜愛， 因此得到了廣泛的使用。 關(guān)鍵字：led燈；led燈流動(dòng)控制；延時(shí)控制；復(fù)位鍵目 錄一、簡(jiǎn)介4二、原理圖介紹4三、單片機(jī)制作及注意事項(xiàng)7四、雙面板制作建議10五、制作過程中遇到的問題及解決方法10六、總結(jié)體會(huì)11七、感謝語11八、資料摘要11一、簡(jiǎn)介單

3、片機(jī)發(fā)展史：第1階段(1974年1978年)單片機(jī)探索階段以intel 公司的mcs-48系列單片機(jī)為代表在片內(nèi)集成8位cpu、并行i/o接口、8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、ram和rom等無串行i/o口中 斷處理較簡(jiǎn)單片內(nèi)ram、rom 容量較小且尋址范圍不大于4kb。第2階段(1978年1982年)單片機(jī)完善階段以intel 公司的mcs-51系列單片機(jī)為代表這一系列單片機(jī)帶有串行i/o 口具有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器為16 位片內(nèi)ram和rom 容量相對(duì)增大有的片內(nèi)還帶有a/d 轉(zhuǎn)換接口結(jié)構(gòu)和性能都在不斷改進(jìn)和發(fā)展。第3階段(1982 年以后)推出16位單片機(jī)同時(shí)高檔8位單片機(jī)鞏固發(fā)展應(yīng)用階

4、段。16 位單片機(jī)除了cpu 為16 位外片內(nèi)ram和rom 的容量都進(jìn)一步增大片內(nèi)ram為232b、rom為8kb且片內(nèi)帶有高速i/o 部件多通道10 位a/d 轉(zhuǎn)換部件8 級(jí)中斷處理功能其實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng)。同時(shí)高檔8 位單片機(jī)不斷完善以滿足不同用戶的需要。單片機(jī)功能要求：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一個(gè)集成電路芯片集成了微處理器、存儲(chǔ)器、i/o接口電路構(gòu)成了最小并且完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。一個(gè)完整的單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。完成一個(gè)實(shí)用的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)不但要完成正確無誤的硬件設(shè)計(jì)還要完成良好的軟件設(shè)計(jì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程稱為單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)。二、原理圖介紹單片機(jī)最小系統(tǒng),或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng),是指用

5、最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng). 對(duì)51系列單片機(jī)來說,最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括:單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路.單片機(jī)：分為端口線、電源線和控制線三類。端口線：p0p3口 電源線：gnd：接地引腳。 vcc：正電源引腳。接5v電源?？刂凭€：rst、ale、ea、xtal1和xtal2、psen、。如圖1所示 圖1 -40腳插座 51單片機(jī)最小系統(tǒng)起振電容c2、c3一般采用1533pf，并且電容離晶振越近越好，晶振離單片機(jī)越近越好4.p0口為開漏輸出，作為輸出口時(shí)需加上拉電阻，阻值一般為10k。 設(shè)置為定時(shí)器模式時(shí)，加1計(jì)數(shù)器是對(duì)內(nèi)部機(jī)器周期計(jì)數(shù)（1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)振蕩周期，即計(jì)數(shù)頻率為晶振

6、頻率的1/12）。計(jì)數(shù)值n乘以機(jī)器周期tcy就是定時(shí)時(shí)間t。復(fù)位電路:由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,由圖并結(jié)合電容電壓不能突變的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,rst腳將會(huì)出現(xiàn)高電平,并且,這個(gè)高電平持續(xù)的時(shí)間由電路的rc值來決定.典型的51單片機(jī)當(dāng)rst腳的高電平持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上就將復(fù)位,所以,適當(dāng)組合rc的取值就可以保證可靠的復(fù)位.一般教科書推薦c 取10u,r取8.2k.當(dāng)然也有其他取法的,原則就是要讓rc組合可以在rst腳上產(chǎn)生不少于2個(gè)機(jī)周期的高電平.至于如何具體定量計(jì)算,可以參考電路分析相關(guān)書籍. 晶振電路:典型的晶振取11.0592mhz(因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特

7、率,用于有串口通訊的場(chǎng)合)/12mhz(產(chǎn)生精確的us級(jí)時(shí)歇,方便定時(shí)操作) 單片機(jī):一片at89s51/52或其他51系列兼容單片機(jī)1、復(fù)位電路圖：復(fù)位電路是由電源、電容、按鍵、電阻組成。51單片機(jī)最小系統(tǒng)復(fù)位電路的極性電容c3的大小直接影響單片機(jī)的復(fù)位時(shí)間，一般采用1030uf，51單片機(jī)最小系統(tǒng)容值越大需要的復(fù)位時(shí)間越短。如圖2所示復(fù)位電路的作用 單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時(shí)候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行 圖2復(fù)位電路2、晶振電路圖晶振電路是

8、由晶振、30p電容組成。51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振y2也可以采用6mhz或者11.0592mhz（我們學(xué)習(xí)的，一般使用11.0592mhz），在正常工作的情況下可以采用更高頻率的晶振，51單片機(jī)最小系統(tǒng)晶振的振蕩頻率直接影響單片機(jī)的處理速度，頻率越大處理速度越快。如圖3所示晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振。在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)作用: 為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。 圖3晶振電路三、單片機(jī)制作及注意事項(xiàng)1.膠片打印1.點(diǎn)擊打印圖標(biāo)圖4打印界面右鍵打開，選擇properties，圖4所示圖5選項(xiàng)圖如圖5確定選項(xiàng)圖6打印圖用膠片打印圖62.曝光機(jī) 首先把感光板的貼膜撕下，記

9、得背光撕下，然后先把打印紙放在曝光機(jī)上，再把感光板放下去，要放正，不要把感光板放歪。然后設(shè)定時(shí)間為150秒，開始曝光。3.感光板沖刷顯像調(diào)配顯像劑： 當(dāng)已經(jīng)曝光好后，先用一個(gè)小盆子裝100攝氏度的熱水（水能把板覆蓋就好），加入顯像劑，比例要適中（1:20）誤差允許在-10 +20內(nèi)，若太多會(huì)把紋路都沖刷掉，若太少，紋路沖刷不出來。 顯像和水洗： 膜面朝上放入感光板(雙面板需懸空)每隔數(shù)秒搖晃容器或者感光板，直到線路清晰且不再有綠色霧狀冒起時(shí)即顯像完成，此時(shí)需要再靜待一會(huì)兒確保顯像百分百成功，然后將板子取出用清水沖洗。4.使用腐蝕機(jī)去銅 首先把腐蝕機(jī)的水箱里面的水裝到最高刻度(2250cc)的地

10、方，然后緩慢加入2包(190g/包)蝕刻劑，啟動(dòng)腐蝕機(jī)的加熱和滾動(dòng)功能，用非金屬的棒子去攪拌直至粉末溶解方可使用。腐蝕機(jī)去銅時(shí)，溫度在40攝氏度，同時(shí)打開加熱和滾動(dòng)功能。5.打孔、調(diào)整、焊元件焊錫絲的選擇焊錫絲的選擇焊錫絲的選擇焊錫絲的選擇直徑為0.8mm或1.0mm的焊錫絲，用于電子或電類焊接； 直徑為0.6mm或0.7mm的焊錫絲，用于超小型電子元件焊接。電烙鐵的功率選用原則1) 焊接集成電路、晶體管及其它受熱易損件的元器件時(shí)，考慮選用20w內(nèi)熱式電烙鐵。 2) 焊接較粗導(dǎo)線及同軸電纜時(shí)，考慮選用50w內(nèi)熱式電烙鐵。烙鐵的選用及要求：1) 有鉛恒溫烙鐵溫度一般控制在280360之間，缺省設(shè)

11、置為33010，焊接時(shí)間小于3秒。焊接時(shí)烙鐵頭同時(shí)接觸在焊盤和元件引腳上，加熱后送錫絲焊接。部分元件的特殊焊接要求: smd器件：焊接時(shí)烙鐵頭溫度為：32010；焊接時(shí)間：每個(gè)焊點(diǎn)13秒。 拆除元件時(shí)烙鐵頭溫度：310350（注：根據(jù)chip件尺寸不同請(qǐng)使用不同的烙鐵嘴。） dip器件：焊接時(shí)烙鐵頭溫度為：3305；焊接時(shí)間：23秒 注：當(dāng)焊接大功率（to-220、to-247、to-264等封裝）或焊點(diǎn)與大銅箔相連，上述溫度無法焊接時(shí)，烙鐵溫度可升高至360，當(dāng)焊接敏感怕熱零件（led、ccd、傳感器等）溫度控制在260300。2) 無鉛制程 無鉛恒溫烙鐵溫度一般控制在340380之間，缺省

12、設(shè)置為36010，焊接時(shí)間小于3秒，要求烙鐵的回溫每秒鐘就可將所失的溫度拉回至設(shè)定溫度。電烙鐵使用注意事項(xiàng)：1) 電烙鐵不宜長(zhǎng)時(shí)間通電而不使用，這樣容易使烙鐵芯加速氧化而燒斷，縮短其壽命，同時(shí)也會(huì)使烙鐵頭因長(zhǎng)時(shí)間加熱而氧化，甚至被 “ 燒死 ” 不再 “ 吃錫 ” 。2) 手工焊接使用的電烙鐵需帶防靜電接地線，焊接時(shí)接地線必須可靠接地，防靜電恒溫電烙鐵插頭的接地端必須可靠接交流電源保護(hù)地。電烙鐵絕緣電阻應(yīng)大于10m，電源線絕緣層不得有破損。 3) 將萬用表打在電阻檔，表筆分別接觸烙鐵頭部和電源插頭接地端，接地電阻 值穩(wěn)定顯示值應(yīng)小于3；否則接地不良。4) 烙鐵頭不得有氧化、燒蝕、變形等缺陷。烙

13、鐵不使用時(shí)上錫保護(hù)，長(zhǎng)時(shí)間不用必須關(guān)閉電源防止空燒，下班后必須拔掉電源。5) 烙鐵放入烙鐵支架后應(yīng)能保持穩(wěn)定、無下垂趨勢(shì)，護(hù)圈能罩住烙鐵的全部發(fā)熱部位。支架上的清潔海綿加適量清水，使海綿濕潤(rùn)不滴水為宜。打孔時(shí)打出來的孔如果不在一條直線上，元器件是很難安裝上去的，那么我們就要用個(gè)鑷子來調(diào)整(孔與元器件的偏差不能太大0.5毫米-1毫米左右)，把元器件的腳調(diào)整，安裝到板上。焊元件時(shí)，要注意，不能把兩個(gè)孔焊連在一起，要把握好焊錫的熔化量。若真的把兩個(gè)孔焊連在一起，就要用吸焊筆，把孔里面的焊水都吸走，重新再焊。四、雙面板制作建議首先，我們現(xiàn)在制作的51單片機(jī)最小系統(tǒng)是用單片板來做的，若要用雙面板來制造，

14、需要用別的工具，因?yàn)槲覀円３终磧擅娴募y路是對(duì)齊的，那我們就需要自己制造一個(gè)定位器，用它來把打印出來的膠片紋路正反對(duì)齊印在板上。我們可以設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)定位法，把整張圖做成一個(gè)坐標(biāo)系，每個(gè)孔都附上坐標(biāo)，那么我們就可以確保正反兩面的孔都是完整對(duì)齊的。五、制作過程中遇到的問題及解決方法腐蝕機(jī)：腐蝕時(shí)最好人時(shí)刻觀察著腐蝕機(jī)（腐蝕時(shí)間大概在6分鐘左右），若板已經(jīng)腐蝕好，仍在腐蝕機(jī)里面腐蝕，會(huì)把板上的紋路都腐蝕掉。蝕刻劑配液后，會(huì)非常緩慢的釋出氧氣，建議使用完之后請(qǐng)加水至原液量并蓋上防塵蓋，至于安全處所，配液存放期限為一年。感光板：撕下感光板的貼膜時(shí)，注意感光板要背光。用顯像劑沖刷感光板時(shí)，要注意顯像劑與

15、水的比例，不然顯像沖刷時(shí)，會(huì)把紋路沖刷掉。不可用白熾燈曝光，特別注意不要曝光過度，否則會(huì)顯像太快而使線條變細(xì)并消失。打孔：首先要找到適合的鉆頭（0.8mm），根據(jù)所鉆的材料調(diào)整合適的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速過快鉆頭發(fā)熱低熔點(diǎn)材料會(huì)軟化，轉(zhuǎn)速過慢軟性的材料會(huì)發(fā)生粘連。打孔時(shí)，盡量把孔打成一條直線，不然元器件很難裝上去。打孔時(shí)，要注意保護(hù)眼睛，不能持續(xù)太久，否則眼睛會(huì)模糊，易出現(xiàn)事故。解決方法：拿一把鐵尺放在打孔的位置上，可以保持打出來的孔都在一條 直 線上。六、總結(jié)體會(huì)我在這一次單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，很是受益匪淺。通過對(duì)自己在大學(xué)三年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并充分發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考及

16、書面表達(dá)能力，最終完成了。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累了一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過程，它使我運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析和解決一個(gè)理論問題或?qū)嶋H問題，把知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練。培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 通過這次課程設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了，才能夠?qū)⒄n本知識(shí)與實(shí)踐相整合，理論知識(shí)服務(wù)于教學(xué)實(shí)踐，以增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。這個(gè)實(shí)驗(yàn)十分有意義 我獲得很深刻的經(jīng)驗(yàn)。通過這次課程設(shè)計(jì)，我們知道了理論和實(shí)際的距離，也知道了理論和實(shí)際想結(jié)合的重要性，也從中得知了很多書本上無法得知的知識(shí)。 我們的學(xué)習(xí)不但要立足于書本，以解決理論和實(shí)際教學(xué)中的實(shí)際問題為目的，還要以實(shí)踐相結(jié)合，理論問題即實(shí)踐課題，解決問題即課程研究，學(xué)生自己就是一個(gè)專家，通過自己的手來解決問題比用腦子解決問題更加深刻。學(xué)習(xí)就應(yīng)該采取理論與實(shí)踐結(jié)合的方式，理論的問題