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1、武漢理工大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告式屋理)火學(xué)課程設(shè)計(jì)題 目 基于51單片機(jī)的節(jié)日彩燈設(shè)計(jì)學(xué)院物流工程學(xué)院專業(yè)物流工程班級(jí)姓名同組者武漢理工大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告附件4:課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名:專業(yè)班級(jí):指導(dǎo)教師: 工作單位:物流工程題目:?jiǎn)纹瑱C(jī)節(jié)日彩燈控制器初始條件:1 .protues 7 professional 的 isis 7 professional 和 ares 7 professional 軟件2 .keil uvision4 軟件3 .單片機(jī)的相關(guān)資料指導(dǎo)書(shū)要求完成的主要任務(wù):(包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求,以及說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)等具體要求)設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)日彩燈控制器,實(shí)現(xiàn)不同的閃爍方式,
2、要求:(1)p3.3:開(kāi)始,按此鍵則燈開(kāi)始流動(dòng)(由上而下);(2)p3.2: 停止,按此鍵則停止流動(dòng),所有燈為暗;(3)p3.1: 上,按此鍵則燈由上向下流動(dòng);(4)p3.0: 下,按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。時(shí)間安排:十八周到十九周設(shè)計(jì),十九周答辯指導(dǎo)教師簽名:年 月 日系主任(或責(zé)任教師)簽名:武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)教學(xué)檢查記錄表課程設(shè)計(jì)名稱 設(shè)計(jì)周數(shù) 檢查日期 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師 進(jìn)行方式:集中口分散.地點(diǎn)檢查項(xiàng)目檢查結(jié)果好不理想差課程設(shè)計(jì)選題適當(dāng)程度學(xué)生數(shù)與指導(dǎo)教師數(shù)配比(15名學(xué)生/教師 好;=20名/教師一般;=30名學(xué)生/教師不理想;40名學(xué)生/教師 差)指導(dǎo)教師到位情況學(xué)生課程設(shè)計(jì)完成
3、進(jìn)度及質(zhì)量對(duì)學(xué)生課程設(shè)計(jì)日常管理(出勤考核)措施及執(zhí) 行情況課程設(shè)計(jì)秩序綜合意見(jiàn):檢查人附件6:武漢理工大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名陳文超性 別男專業(yè)、班級(jí)物流工程學(xué)院行政1001班課程設(shè)計(jì)題目:基于51單片機(jī)的交通燈設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)答辯或質(zhì)疑記錄:1 .選題合理、目的明確2 .設(shè)計(jì)方案止確,具有可行性、創(chuàng)新性3 .設(shè)計(jì)結(jié)果4 .態(tài)度認(rèn)真、學(xué)習(xí)刻苦、遵守紀(jì)律5 .設(shè)計(jì)報(bào)告的規(guī)范化、參考文獻(xiàn)充分(不少于5篇)6 .答辯10分20分20分15分10分25分成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù):最終評(píng)定成績(jī)(以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定)指導(dǎo)教師簽字:目錄摘要11設(shè)計(jì)任務(wù)22總體方案設(shè)計(jì)與論證32.1
4、 方案比較32.2 方案論證42.3 方案選擇43系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.3 led 彩燈顯示電路設(shè)計(jì) 63.4 按鍵控制電路設(shè)計(jì)64系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)84.1 按鍵掃描子程序設(shè)計(jì)84.2 主程序設(shè)計(jì)8參考文獻(xiàn)11武漢理工大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告摘要彩燈是我國(guó)普遍流行的傳統(tǒng)的民間的綜合性的工藝品。彩燈藝術(shù)也就是燈的綜合性的 裝飾藝術(shù)。新中國(guó)成立后,彩燈藝術(shù)得到了更大的發(fā)展,特別是隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的 發(fā)展,彩燈藝術(shù)更是花樣翻新,奇招頻出。而隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化, 在許多節(jié)日的氣氛里可以看到彩色霓虹燈,這種led彩燈由于其豐富的燈光色彩,低廉的造價(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得
5、到了廣泛的應(yīng)用。具將電子、建筑、機(jī)械、遙控、聲學(xué)、光導(dǎo)纖維等新技術(shù)、新工藝用于彩燈的設(shè)計(jì)制作,把形、色、光、聲、動(dòng)相結(jié) 合,思想性、知識(shí)性、趣味性、藝術(shù)性相統(tǒng)一。在當(dāng)今的社會(huì)里,彩燈已經(jīng)成為我們生 活的一部分,能給我們帶來(lái)視覺(jué)上的享受還能美化我們的生活。新型led彩燈系統(tǒng)包括兩大部分,即led彩燈控制器(89c51主控模塊)和led彩 燈管(管內(nèi)led板模塊)。彩燈控制器是主控模塊,具有按鍵、顯示等功能,并利用89c51 的p 口輸出控制信號(hào);彩燈管是受控模塊,上面焊有三色led彩燈和信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片,模塊置于led的透明管內(nèi)。該led彩燈控制器是一種基于 at89c51單片機(jī)的彩燈控制器, 實(shí)現(xiàn)
6、對(duì)led彩燈的控制。具以at89c51單片機(jī)作為主控核心,與鍵盤(pán)、顯示、驅(qū)動(dòng)等模 塊組成核心主控制模塊。如果稍微改動(dòng)控制電路,就可以改變電路的不同工作狀態(tài),控制 彩燈變幻出不同的閃爍效果。41設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 設(shè)計(jì)目的1、通過(guò)單片機(jī)課程設(shè)計(jì),熟練掌握匯編語(yǔ)言的編程方法,將理論聯(lián)系到實(shí)踐中去,提 高我們的動(dòng)腦和動(dòng)手的能力。2、通過(guò)節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),掌握簡(jiǎn)單程序的編寫(xiě)以及硬件選擇的能力,最終提 高我們的邏輯抽象能力。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求內(nèi)容:設(shè)計(jì)一個(gè)彩燈控制器要求:(1)p3.3:開(kāi)始,按此鍵則燈開(kāi)始流動(dòng)(由上而下);(2)p3.2:停止,按此鍵則停止流動(dòng),所有燈為暗;(3)p3.1:上,按
7、此鍵則燈由上向下流動(dòng);(4)p3.0:下,按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。1.3 設(shè)計(jì)思路1 .先熟悉單片機(jī)控制原理,明確選題要求。2 .給出多種方案,并選擇一個(gè)最優(yōu)方案來(lái)完成彩燈的點(diǎn)亮。3 .繪制電路原理圖,編寫(xiě)程序,并進(jìn)行仿真,實(shí)現(xiàn)節(jié)日彩燈的功能。2總體方案設(shè)計(jì)與論證通過(guò)查閱大量相關(guān)技術(shù)資料,并結(jié)合自己的實(shí)際知識(shí),我主要提出了兩種技術(shù)方案來(lái) 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對(duì)這兩種方案的組成框圖和實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說(shuō)明,并分析 比較它們的特點(diǎn),然后闡述我最終選擇方案的原因2.1 方案比較彩燈控制器大致可分為兩種方案實(shí)現(xiàn)。一種是利用電子電路裝置控制,另一種是采用 單片機(jī)控制。2.1.1 方案一根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要
8、求介紹的彩燈控制電路的基本組成,可以確定彩燈控制器應(yīng)由振蕩電 路、計(jì)數(shù)/時(shí)序分配電路、移位位寄存器和彩燈顯示五部分組成。其框圖如圖 2-1所示控 制 電 路振蕩電路led顯示電路圖2-1方案一的原理框圖2.1.2 方案二本方案主要是通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)的多控制、多閃爍方式的 led彩燈循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì), 來(lái)達(dá)到本設(shè)計(jì)的要求。其硬件構(gòu)成框圖如圖 2-2所示,以單片機(jī)為核心控制,由單片機(jī)最 小系統(tǒng)(時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源)、按鍵控制電路、led發(fā)光二極管組成。圖2-2方案二的原理框圖pi方案二:此設(shè)計(jì)方案中單片機(jī)的 p3 口接4路按鍵控制電路,實(shí)現(xiàn)彩燈花型的切換功能;單片機(jī)上的 口接8路led發(fā)光二極
9、管組成彩燈電路,顯示彩燈循環(huán)情況。2.2 方案論證如果采用方案一,利用電子電路裝置控制,其電路不是很復(fù)雜,制作相對(duì)較容易點(diǎn), 成本也相對(duì)較低,但可調(diào)性差,亮燈模式少而且樣式單調(diào),達(dá)不到設(shè)計(jì)任務(wù)要求或?qū)崿F(xiàn)困 難。而采用方案二,以單片機(jī)控制其優(yōu)點(diǎn)是電路集成度高,工作原理簡(jiǎn)單,清晰明了,自 定義編程,控制的圖案花樣多,移植性好等。2.3 方案選擇綜上,顯然方案二各方面優(yōu)越于方案一,以及為了體現(xiàn)專業(yè)優(yōu)勢(shì),本次設(shè)計(jì)采用第二 種方案。武漢理工大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)為使該led節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)具有更加好的方便性和靈活性, 我們對(duì)系統(tǒng)的硬件做了 精心設(shè)計(jì)。硬件電路包括直流穩(wěn)壓電源電路、單片機(jī)最小
10、系統(tǒng)、 led彩燈顯示電路、按鍵 控制電路以及串口電路五大模塊。3.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)要使單片機(jī)工作起來(lái),最基本的電路的構(gòu)成由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等組成。 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖3-1所示。時(shí)鐘電路:本系統(tǒng)采用單片機(jī)內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào),用于外接一個(gè)12mhz石英晶體振蕩器和2個(gè)30pf微調(diào)電容,構(gòu)成穩(wěn)定的的自激振蕩器,具發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部 的時(shí)鐘電路。復(fù)位電路:確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài),完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位 方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位,該復(fù)位方式同樣具有上電自動(dòng)復(fù)位功能。電路如圖3-1所示圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)3.3 led彩燈顯示電
11、路設(shè)計(jì)led彩燈顯示電路實(shí)際上是由8個(gè)發(fā)光二極管和8個(gè)電阻構(gòu)成的電路。發(fā)光二極管與 電阻對(duì)應(yīng)用聯(lián),然后接在與之相對(duì)應(yīng)的p1 口上。通過(guò)軟件編程對(duì)p2 口輸出高低電平來(lái)實(shí)現(xiàn) 不同的閃爍花型。由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為 1.7v以上,另外,他的工作電流根據(jù) 型號(hào)不同一般為1ma到30ma,電阻選擇范圍100歐姆3千歐姆在此我們這里選用1k 歐姆的電阻。如圖3-2所示。圖3-2 led彩燈顯示電路3.4 按鍵控制電路設(shè)計(jì)按鍵控制電路是由6個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)構(gòu)成的。他們分別接在單片機(jī) at89c51的p1接口和p3.0 口 , key1 key5接在p1.0-p1.4, key6接在p3.7上。為了一對(duì)一
12、的控制 led燈的閃爍方 式。當(dāng)按下開(kāi)關(guān)key1時(shí),led彩燈系統(tǒng)閃爍第一種彩燈花型。當(dāng)按下開(kāi)關(guān) key2時(shí),led 燈系統(tǒng)閃爍第二種閃爍方式,以此類推。當(dāng)閉合 key6時(shí),彩燈閃爍節(jié)拍變慢。如圖 3-3 所示??傮w設(shè)計(jì)電路如圖3-4所示。12p1 o p1.1 f1 2 p1.3 p1.4 p1 5 p1jb p1.7p3 0/rxd f3.1/txd p3.2/intc p3.3/int7p3.47top3.5tmp3.6/wr- f3.7,而107712131415戈ats9c51圖3-3按鍵電路xtal1xtalzalefdhradd pdlw.1 p 口 na peh3ajd3 .
13、qlwajp. pw fojki幅 fd.7b.p7pzuae p2,a9fz3w.11 fm位 pzsft 口 pzaah fzjmsmxdp ! t .) p3ztht fl3fflttt u td rasm pj$ottk mf圖3-4總體設(shè)計(jì)電路4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成,上述硬件原理圖搭建完成上電之后,我們還不 能看到多控制、多閃爍方式的led彩燈系統(tǒng)循環(huán)點(diǎn)亮的現(xiàn)象,我們還需要告訴單片機(jī)怎么 樣進(jìn)行控制,即編寫(xiě)程序控制單片機(jī)管腳電平的高低變化,來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的明滅。軟 件編程是多控制、多閃爍方式的led彩燈系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分,是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。下面
14、,我將闡述多控制、多閃爍方式的led彩燈系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)8個(gè)led彩燈的 循環(huán)點(diǎn)亮,來(lái)介紹實(shí)現(xiàn)流水彩燈控制的軟件編程方法。4.1 按鍵掃描子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)at89c51為核心控制8個(gè)發(fā)光二極管4種閃爍方式的變換。程序啟 動(dòng)時(shí)跳轉(zhuǎn)到鍵盤(pán)判斷模塊程序中,循環(huán)檢測(cè)直到有按鍵按下的時(shí)候,程序轉(zhuǎn)去相對(duì)應(yīng)按鍵 的彩燈顯示的花型模塊。4.2 主程序設(shè)計(jì)程序啟動(dòng)時(shí)跳轉(zhuǎn)到鍵盤(pán)判斷模塊程序中,此程序里面包含4個(gè)按鍵的情況判斷,循環(huán)檢測(cè)直到有按鍵按下的時(shí)候,程序轉(zhuǎn)去相對(duì)應(yīng)按鍵的彩燈顯示的花型模塊。org 00hjmp startstart:mov p3,#0ffhjnb p3.3,button4sjmp s
15、tartbutton3: mov p1,#0ffhsjmp startbutton4 : mov p1,#0fehlcall delayloop:mov a,p1rl amov p1,a lcall delay jnb p3.2,button3 jnb p3.1,button4 jnb p3.0,button1 sjmp loopbuttonl: mov p1,#7fh icall delaylop:mov a,p1rr a mov p1,a lcall delay jnb p3.2,button3 jnb p3.1,button4 sjmp lopdelay:movr6,#200100p2:
16、movr7,#250loop1:nopnop djnz r7,loop1 djnz r6,loop2 ret end5課程設(shè)計(jì)總結(jié)在不斷學(xué)習(xí)中,終于完成了課程設(shè)計(jì)任務(wù)。通過(guò)本設(shè)計(jì)鍛煉了我們的實(shí)踐能力,也是對(duì)以后我們實(shí)際工作能力的訓(xùn)練和考察過(guò)程?,F(xiàn)在是一個(gè)高科技的時(shí)代,單片機(jī)的應(yīng)用無(wú) 處不在,這更堅(jiān)定了我要學(xué)好單片機(jī)的決心。本設(shè)計(jì)本身就比較簡(jiǎn)單,整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中每一步都是自己親自做過(guò)的,在經(jīng)過(guò)遇到 問(wèn)題,思索問(wèn)題到解決問(wèn)題的過(guò)程中,就連向別人請(qǐng)教的過(guò)程也是一種收獲,收獲是最多 的。以往沒(méi)有注意到的問(wèn)題,都在這一次的課程設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn),這培養(yǎng)了我的細(xì)心,耐 心和專心。我覺(jué)得能夠在這次的課程設(shè)計(jì)中學(xué)
17、到很多的東西,以往不注意的細(xì)節(jié),在這一 次中是必須讓自己去注意的。也是我這所學(xué)到知識(shí)的一個(gè)體現(xiàn)。我深深知道,每一次的學(xué) 習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)都是那么的來(lái)之不易,都是通過(guò)老師的深思熟慮后,才給我們定下目標(biāo)。然后 讓我們?cè)谥R(shí)的海洋里翱翔,讓我們隨著年齡的增長(zhǎng)不斷的擴(kuò)充自己的知識(shí)領(lǐng)域,也逐漸 成熟,逐漸長(zhǎng)大,老師同時(shí)也教導(dǎo)我們逐漸成為一個(gè)能夠?yàn)樯磉叺娜?,為家庭,為?guó)家做 出點(diǎn)點(diǎn)貢獻(xiàn)的人,教導(dǎo)我們學(xué)會(huì)感恩。所以,我在這次的課程設(shè)計(jì)中,認(rèn)真對(duì)待每一個(gè)過(guò) 程,希望自己的認(rèn)真,自己最后的課程設(shè)計(jì)的成果能夠回報(bào)老師教導(dǎo)。參考文獻(xiàn)1馬秀娟.電工電子實(shí)踐教程m.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2004.157-160.2呂曙東、孫宏國(guó).電工電子實(shí)驗(yàn)技術(shù)m.南京:東南大學(xué)出版
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