單片機(jī)課程設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的流水燈設(shè)計(jì)

1、齊齊哈爾大學(xué)單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題 目： 基于單片機(jī)的花樣流水燈設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 通信與電子工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 電子122班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 基于單片機(jī)的流水燈設(shè)計(jì)摘 要：近年來(lái)隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來(lái)使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。我們周圍有許多廣告牌。通過(guò)單片機(jī)的控制，我們可以把城市的夜晚裝飾的更漂亮。通過(guò)對(duì)單片機(jī)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，對(duì)一些廣告燈的設(shè)計(jì)做了一些必要的改進(jìn)。同時(shí)對(duì)自己的改進(jìn)也做了真實(shí)的

2、仿真。達(dá)到了預(yù)期的目的。但是在改進(jìn)的過(guò)程里也發(fā)現(xiàn)了自己的很多的不足。這會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活里不斷提高。逐步完善自己。關(guān)鍵詞：廣告燈、單片機(jī)、程序設(shè)計(jì)1 引言單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)室微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，貼別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為控制器。隨著電子技術(shù)和微機(jī)計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，單片機(jī)的檔次不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大，已在工業(yè)控制、尖端科學(xué)、智能儀器儀表、日用家電、汽車電子系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、個(gè)人信息終端及通信產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化核心部件。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中

3、央處理器、存儲(chǔ)器和i接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)經(jīng)過(guò)、，代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多種品種方向發(fā)展，它們的功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引腳的多功能化，以及低電壓低功耗。當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代，在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見得速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)所取代。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。目前，一個(gè)學(xué)習(xí)與應(yīng)用單片機(jī)的高潮正在工廠、學(xué)校及企事業(yè)單位大規(guī)模地興起。學(xué)習(xí)單片機(jī)的最有效方法就是理論與

4、實(shí)踐并重。2總體架構(gòu).硬件組成按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。at89c51單片機(jī)是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的低電壓、高性能cmos 8位單片機(jī)，具有豐富的內(nèi)部資源：4kb閃存、128bram、32根i/o口線、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、5個(gè)向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)、2個(gè)全雙工的串行口，具有4.255.50v的電壓工作范圍和024mhz工作頻率，使用at89c51單片機(jī)時(shí)無(wú)須外擴(kuò)存儲(chǔ)器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有三十二個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。2.2流水燈硬件原理圖

5、2.3開發(fā)軟件keil c51軟件是總過(guò)單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)的優(yōu)秀軟件之一，它集編程，編譯，仿真于一體，支持匯編，plm語(yǔ)言和c語(yǔ)言的程序設(shè)計(jì)，界面友好，易學(xué)易用。它可以結(jié)合proteus軟件可以實(shí)現(xiàn)單片仿真。對(duì)于初學(xué)者的需求基本能得到滿足。而對(duì)于所需電路圖的繪制則需要專用的protel軟件的支持。它也是個(gè)功能全面的軟件。所以學(xué)好單片機(jī)首先要熟悉上面提到的幾種軟件。以便于理論與實(shí)踐的真正結(jié)合。用protel軟件的主要注意的是對(duì)各圖標(biāo)代碼的熟悉。一提高繪畫速度。keil c51軟件主要是對(duì)程序的編寫要準(zhǔn)確。軟件的使用要在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)帶著使用，在使用中不斷的熟悉。如果在實(shí)驗(yàn)室則主要熟悉對(duì)keil工

6、程文件屬性中，還需要設(shè)置實(shí)際使用的晶振率。這個(gè)參數(shù)非常重要，直接影響通信的波特率，可以按照實(shí)際使用的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。單片機(jī)最小系統(tǒng)要是單片機(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。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)石英晶體振蕩器和個(gè)微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(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。3 花樣流水燈設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)思路 從硬件原理中可以看出，如果要讓接在p1.0口的le

7、d1兩起來(lái)，那么只要把p1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要接在p1.0口的led1熄滅，就要把p1.0口的電平變?yōu)楦唠娖?；同理，接在p1.1口的其他個(gè)led的點(diǎn)亮和熄滅的方法同led1。因此，要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管led1led8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只led燈便會(huì)一亮一暗的做流水燈了。在此我們還注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短，我們?cè)诳刂贫O管兩滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則我們就看不到“流水”效果了。3.2設(shè)計(jì)方案流水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。方案一：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求介紹的流水

8、燈控制電路的基本組成，可以確定流水燈控制應(yīng)由振蕩電路、計(jì)數(shù)時(shí)序分配電路、移位位寄存器和流水燈顯示五部分組成。方案二：本方案主要是通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)的多控制、多閃爍方式的流水燈循環(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)成有單片機(jī)、復(fù)位電路、發(fā)光二極管流水燈、電源電路。此設(shè)計(jì)方案中單片機(jī)的口接路按鍵控制電路，實(shí)現(xiàn)流水燈花型的切換功能；單片機(jī)的引腳接上一個(gè)按鈕開關(guān)以實(shí)現(xiàn)對(duì)流水燈閃爍頻率的控制，即實(shí)現(xiàn)了快慢兩種節(jié)拍實(shí)現(xiàn)花型的變換；單片機(jī)上的口接八路發(fā)光二極管組成流水燈電路，顯示流水燈循環(huán)情況。方案選擇結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書比較以上兩種方案克制；利用電子電路裝置控制，其電路不很復(fù)雜，制作相對(duì)較容易點(diǎn)，成本也相對(duì)

9、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。采用單片機(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。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。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，還不能看到多控制、多閃爍方式的燈系統(tǒng)循環(huán)點(diǎn)亮的現(xiàn)象，還需要告訴單片機(jī)怎么樣進(jìn)行控制，即編寫程序控制單片機(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)。下面將闡述多控制、多閃爍方式的燈系

10、統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)個(gè)燈的循環(huán)點(diǎn)亮，來(lái)介紹實(shí)現(xiàn)流水燈控制的軟件編程方法。系統(tǒng)仿真本設(shè)計(jì)使用的軟件來(lái)進(jìn)行編程。提供了包括編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境將這些部分組成在一起。的是一款出品的了電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)，可仿真各種電路和，并支持單片機(jī)，元件庫(kù)齊全，使用方便，是不可多得的專業(yè)的單片機(jī)軟件仿真系統(tǒng)。小結(jié)本方案以單片機(jī)作為主控核心，流水燈顯示電路以及單片機(jī)最小系統(tǒng)等模塊組成的核心主控制電路，利用軟件編程燒錄程序到單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)流水燈進(jìn)行控制，與其他流水燈相比該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作、硬件少、體積小、成本低、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，其電路集成度高，工

11、作原理簡(jiǎn)單，清晰明了，控制圖案的花樣多，移植性好。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，項(xiàng)目由本人獨(dú)立完成。參考文獻(xiàn)：1.張毅剛.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京.電子工業(yè)出版社.2008附錄1 源程序清單程序如下：#include#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharcodetable0=0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00;/p0-p7依次點(diǎn)亮ucharcodetable1=0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff;/p0-p7依次熄滅ucharcodetabl

12、e2=0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00;/p7-p0依次點(diǎn)亮ucharcodetable3=0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff;/p7-p0依次熄滅uchartemp,aa,bb,temp,temp1;voiddelay(uintz);voidh();voidhh();voidhhh();voidhhhh();voidinit();voidmain()/主函數(shù)init();while(100)/大循環(huán)h();hh();hhh();hhhh();voiddelay(uintz)/延時(shí)函數(shù)uintx,y;fo

13、r(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);voidh()for(aa=0;aa3;aa+)for(bb=0;bb8;bb+)p0=table2bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p1=table0bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p3=table0bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p2=table0bb;delay(50);delay(100);for(bb=0;bb8;bb+)p0=table3bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p1=table1bb;delay(50);fo

14、r(bb=0;bb8;bb+)p3=table1bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p2=table1bb;delay(50);for(aa=0;aa3;aa+)for(bb=0;bb8;bb+)p2=table2bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p3=table2bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p1=table2bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p0=table0bb;delay(50);delay(100);for(bb=0;bb8;bb+)p2=table3bb;delay(50);f

15、or(bb=0;bb8;bb+)p3=table3bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p1=table3bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)p0=table1bb;delay(50);voidhh()for(bb=0;bb3;bb+)for(aa=0;aa8;aa+)p0=table2aa;p2=table2aa;delay(50);for(aa=0;aa8;aa+)p3=table2aa;p1=table0aa;delay(50);for(aa=0;aa8;aa+)p2=table3aa;p0=table3aa;delay(50);for(aa=0;aa8;aa+)p1=table1aa;p3=table3aa;delay(50);voidinit()p1=p2=p3=p0=0x00;delay(500);p1=p2=p3=p0=0xff;delay(200);temp=0xfe;temp1=0x7f;voidhhh()for(bb=0;bb10;bb+)for(aa=0;aa8;aa+)p0=temp1;temp1=_cror_(temp1,1);delay(40);p0=0xff;for(aa=0;aa8;aa+)p1=temp;temp=_crol_(temp