單片機課程設(shè)計鍵控彩燈

1、單片機課程設(shè)計報告組號： 04組員： 45號 湯 31號 曾 10號 邱 03號 曹 43號班級： 09機電（4）班相關(guān)說明（一）設(shè)計目的1. 熟悉51系列單片機的使用。2. 熟悉匯編語言編程。3. 掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計方法過程及實現(xiàn)。（二）設(shè)計任務(wù)描述、要求鍵控彩燈系統(tǒng)：1. 鍵盤控制其運行及其停止。2. 鍵盤控制其流水作業(yè)及流動方向。3. 鍵盤控制其點亮方式 a.全亮全滅b.交叉點亮成員分工情況：袁德：04組長。總設(shè)計，將任務(wù)說明、框圖、功能模塊圖及相關(guān)說明分給成員，協(xié)助程序編輯和錯誤處理，查找資料心得體會。湯躍：擔任軟件設(shè)計，根據(jù)功能模塊圖細分出流程圖編輯相應(yīng)程序與功能相關(guān)說明，查找

2、資料。曾玉珍：擔任硬件設(shè)計，根據(jù)總框圖在dxp軟件中畫出原理圖、pcb板，查找資料。邱根：進行word排版，與協(xié)助湯躍的軟件設(shè)計和查找資料。曹琦：對進行編輯完的程序在仿真軟件上進行仿真訓練和錯誤處理。目錄第1章 硬件設(shè)計11.1總體框圖11.2 原理圖與pcb板圖21.3 80c51相關(guān)說明：4第2章 軟件設(shè)計62.1 功能模塊圖62.2主控流程圖72.3鍵盤檢測流程圖92.4功能鍵處理流程圖13.顯示彩燈流程圖152.代碼實現(xiàn)19第3章 仿真與調(diào)試283.1調(diào)試步驟283.2錯誤處理303.3仿真結(jié)果31第4章 設(shè)計體會32參考文獻34第1章 硬件設(shè)計1.1總體框圖鍵盤控制 80c51芯片l

3、ed彩燈顯示振蕩電路復位電路電源電路功能說明：電源：80c51單片機使用5v電源，其中正極接40引腳，負極接20引腳。振蕩電路：在80c51單片機內(nèi)部集成了一個高增益方向放大器，用于構(gòu)成放大器，只要接上晶振和電容即可構(gòu)成完整的振蕩電器。晶振跨接于18 （xtal2出）和19（ xtal1入）引腳之間，18和19引腳對地并聯(lián)兩只小電容，其中晶振可以使用12mhz的小臥式晶振，電容可在1847pf之間取值，一般可以使用27pf的小磁片電容。復位電路：單片機上的9引腳（rst）是復位引腳，采用的是手動復位，其中其中電容用10uf，而接到rst與地之間的電阻用10k/vpp引腳：31引腳為/vpp，該

4、引腳接地。鍵盤電路：單片機p3.2p3.5引腳作為輸入使用，在軟件中將其置381.但按鍵沒有按下時，單片機引腳上為高電平：而當按鍵按下去后，引腳接地，單片機引腳上為低電平。通過編程軟件（采用不斷查詢的方法）即可獲知是否有按鍵按下，按下是哪一個按鍵。彩燈顯示: led的陰極與單片機p1.0p1.7引腳相連，陽極與+5v電源相連。當p1口引腳接高電平時led燈不亮，當p1口引腳接低電平時led燈亮。1.2 原理圖與pcb板圖功能說明：8個發(fā)光二管接8*470電阻，接在p0口，將復位電路接在rst端，復位電路用到了手動復位，該電路的電阻值為1k，電容為c=10uf.p3.2p3.5接四個彈性按鍵，在

5、按鍵前接上四個上拉電阻（4*1k），該單片機采用的晶振頻率為6hz該電路用的兩個電容c=（530pf）ea接地采取片外rom方式pcb板圖功能描述： 同dxp軟件將圖二和圖三畫出來，在通過這些可以將其在電路板上進行制做，實現(xiàn)硬件電路的安裝制作，進行調(diào)試元件清單：序號品名型號/規(guī)格數(shù)量配件圖號1單片機芯片at89c5112碳膜電阻4708r1r83碳膜電阻10k1r94碳膜電阻1k4r10r135輕觸開關(guān)lsh4s1s46無極性電容27pf2c1c27無極性電容10uf1c38臥式晶振12mhz1cy1.3 80c51相關(guān)說明：80c51引腳說明：、主電源引腳vcc和gnd vcc（40腳）：主

6、電源接5v vss（20腳）：接地2、時鐘電路引腳xtal1 和xtal2 xtal2（18腳）：接外部晶體振蕩器的一端。片內(nèi)是一個振蕩電路反相放大器的輸出端。 xtal1（19腳）：接外部晶體振蕩器的另一端。片內(nèi)是一個振蕩電路反相放大器的輸入端。3、控制信號rst/vpd、ale/(/prog) 、/ psen和 (/ea)/vpp rst/vpd（9腳）：復位端。高電平有效，寬度在24個時鐘周期寬度以上，使單片機復位。該引腳有復用功能，vpd為備用電源輸入端，防止主電源掉電。 ale/（/prog）（30腳）：地址鎖存信號端。訪問片外存貯器時，ale作低八位地址的鎖存控制信號。平時不訪問片

7、外存貯器時，該端以六分之一的時鐘振蕩頻率固定輸出脈沖。ale端負載驅(qū)動能力為8個lsttl門。該引腳有復用功能， 為片內(nèi)程序存貯器編程（固化）的編程脈沖輸入。 /psen（29腳）：片外程序存貯器讀選通信號端。負載能力為8lsttl門。在讀外部rom時psen低電平有效,以實現(xiàn)外部rom單元的讀操作。 1、內(nèi)部rom讀取時,psen不動作; 2、外部rom讀取時,在每個機器周期會動作兩次; 3、外部ram讀取時,兩個psen脈沖被跳過不會輸出; 4、外接rom時,與rom的oe腳相接。 (/ea)/vpp（31腳）：/ea端接高電平時，cpu取指令從片內(nèi)程序存貯器自動順延至片外程序存貯器。 /

8、ea端接低電平時，cpu僅從片外程序存貯器取指令。該引腳有復用功能，vpp為片內(nèi)程序存貯器編程時的編程電壓。 4、輸入/輸出引腳p1、和p3口 p1.0p1.7（18腳）： 8位準雙向i/o口。負載能力為3個lsttl門。p1口只做i/o口使用：其內(nèi)部有上拉電阻 p3.0p3.7（1017腳）：8位準雙向i/o口。負載能力為3個lsttl門。另外還有專門的第二功能。二、p3口的第二功能： p3.0（10腳）： rxd（串行口輸入端） p3.1（11腳）： txd（串行口輸出端） p3.2（12腳）： /int0（外部中斷0輸入端） p3.3（13腳）： /int1（外部中斷1輸入端） p3.4

9、（14腳）： t0（定時器/計數(shù)器0外部輸入端） p3.5（15腳）： t1（定時器/計數(shù)器1外部輸入端） p3.6（16腳）： /wr（片外數(shù)據(jù)存貯器寫選通信號輸出端） p3.7（17腳）： /rd（片外數(shù)據(jù)存貯器讀選通信號輸出端第2章 軟件設(shè)計2.1 功能模塊圖主程序鍵盤檢測模塊功能鍵處理模塊彩燈流動顯示模塊去抖延時模塊延時模塊功能說明：鍵盤掃描模塊：就檢測是否按有鍵按下因按鍵是有抖動存在所一要掃描兩次以保正確實有按鍵按下然后在檢查是否有鍵的釋放。延時去抖模塊：因為有按鍵抖動的現(xiàn)象存在，且鍵盤抖動時間一般為510ms,抖動現(xiàn)象會引起cpu對一次鍵盤操作進行多次處理，從而可能產(chǎn)生錯誤。所以實

10、行軟件去抖消除抖動的影響。主程序模塊圖：將個模塊連接起來并初始化。彩燈顯示模塊；流水燈模塊采用了8個led發(fā)光二極管，通過代碼的編寫實現(xiàn)四中流水彩燈，本設(shè)計采用共陽極接法，將不同的初值給單片機就可以看到彩燈變化。延時模塊：為了能讓我們看的出彩燈變化的效果進行延時，這樣就可以看到彩燈流動。2.2主控流程圖開始堆棧初始化給p1初始化復位程序中所有的標志位updown、startend、yuan、quan、zuoyi、給流動燈復初值調(diào)用鍵盤檢測程序f0為1？調(diào)用鍵盤處理程序調(diào)用顯示程序yn 圖一主程序流程圖功能說明：圖一主程序流程圖，編寫匯編主程序，開始給堆棧初始化，把p1復位也就讓彩燈一開始處于滅

11、的狀態(tài)，把所有標志位復位，否則下次運行時容易出錯，。給流動代碼復初值，然后調(diào)用鍵盤程序看是否有鍵按下沒有就跳轉(zhuǎn)顯示程序返回，f0為則調(diào)用功能鍵處理程序然后在調(diào)用顯示程序返回循環(huán)。2.3鍵盤檢測流程圖有鍵按下嗎？掃描鍵盤鍵盤掃描有鍵按下嗎？獲去鍵值n延時去抖動有鍵按下嗎？yyn鍵已釋放？設(shè)立有鍵按下標志yn清有鍵按下標志退出圖二鍵盤檢測流程圖功能說明：根據(jù)圖二編寫鍵盤掃描程序，首先給f0按鍵清零，因為下面要讀p3口，所以先orl給p3先寫1在將p3給a給其余四個位置1，取反a如果為則沒有鍵按下跳到返回。如果為1則有鍵按下，因為按下鍵有抖動，所以調(diào)用去抖延時程序在穩(wěn)定期時在掃描是否有鍵按下有則去鍵

12、值給b將f0按鍵標志置一，在k_ret將p3口用orl置一讀取p3口給a去反a如果為0則有鍵釋放返回主程序，如果為1則無按鍵釋放跳回k_ret循環(huán)檢測是否有按鍵按下。延時去抖流程圖開始給r7復值d1： 給r6復值r6j減1到0？r7減1到0？返回nyyn 圖五延時去抖流程圖delay: ;去抖延時程序 mov r7,#100 ;將r7復初值d1: mov r6,#100 ;將r6復初值 djnz r6,$ ;當r6循環(huán)100次跳到本身行 djnz r7,d1 ;r7循環(huán)10次跳到d1重新環(huán) ret 功能說明：根據(jù)圖五編輯20ms去抖延時程序，先給r7和r6復值然后先給內(nèi)循環(huán)r6減1，一直減到r

13、6等0即在給外循環(huán)r7減1，如果沒到0即跳回d1,當r7=0時返回。公式=1us*2*100*100=20ms2.4功能鍵處理流程圖獲取鍵值是00100000？是00010000？是00001000？是00000100？nnnn返回startend為1？y給startend復位n給startend置1zuoyi為1？給zuoyi復位y給zuoyi置1n給yuan置1給quan置1給updown復位給yuan置1給quan復位給updown復位nyyyy圖三功能鍵處理流程圖功能說明：根據(jù)圖三編寫功能鍵流程圖，當acc.2為1跳第一個按鍵處理：看是啟動標志否為1？不為1則給其置1啟動。為1則跳d4

14、0復位啟動標志。其他標志復位然后返回， acc.2為0順序執(zhí)行。當acc.3為1跳第二個按鍵處理：看左移標志是否為1，為1則跳到d30給左循環(huán)流動標志復位和updown置1,給其他標志復位返回。為0則給左移置1，表示為左移。yuan復位把右循環(huán)標志置1給返回。acc.3為0則順序執(zhí)行。acc.4為1跳到第三個按鍵處理：把全亮全滅標志和交叉點亮置1，給updown復位返回。acc.4為0則順序執(zhí)行acc.5為1則跳到第四個按鍵處理：把updown復位，把yaun置1和把全亮全滅復位返回。acc.5為0則返回主程序。.顯示彩燈流程圖startend為1？updown為1？yuan為1？把0feh給

15、p1zuoyi為1？將lampcode給arl a把a給lampcode將a給p1調(diào)用延時程序?qū)ampcode給arr a把a給lampcode將a給p1調(diào)用延時程序quan為1？把d20給a取返 a把a給d20把a給p1調(diào)用延時程序把d10給a取返 a把a給d10把a給p1調(diào)用延時程序返回結(jié)束yyyyynnnnn把0ffh給p1開始圖四顯示彩燈流動程序流程圖功能說明：根據(jù)圖四編寫匯編程序，通過功能鍵處理程序可知道當按下第一個鍵將給啟動鍵置1其他復位就從lapm跳轉(zhuǎn)lampstart把0fe給p1口顯示第一盞燈亮說明啟動了在按下第一個鍵因為r0加1了所以跳轉(zhuǎn)d40給啟動標志復位在lamp給p

16、1復位燈滅返回。當啟動后按下第二個鍵給給左置一跳到d50把執(zhí)行單燈向左移動程序把左后的a給lapcode保證反方向流動時可以從原來的狀態(tài)然后在為了能看的清楚調(diào)用延時程序返回，在次按下第二個鍵時因為前面功能處理程序給r1加1跳到d30給左移標志復位執(zhí)行向右單燈流動程序返回。但第三個鍵按下時給yuan和quan置1其他標志復位既跳轉(zhuǎn)到d80在跳轉(zhuǎn)到d90執(zhí)行全亮全滅的程序把d20給a在取反a給p1和d20記住當前的狀態(tài)，調(diào)用延時程序返回。當?shù)谒膫€鍵按下時給yaun置1，把其他標志復位，既執(zhí)行交叉點亮程序把d10給a取反a給p1和d10，調(diào)用延時程序返回，結(jié)束。延時流程圖開始入棧給r7復初值d51：

17、 給r6復初值d52： 給r5復初值d53： r5減1到0？r6減1到0？r7減1到0？出棧返回ynnny圖六延時流程圖功能說明：因為去抖延時用大了r7、r6所以一開始入棧保護現(xiàn)場，r7、r6、r5復值，將r5減1如果沒有到0則跳d53循環(huán)r5=0給r6減1看r6到0了嗎，沒有到則 跳到d52循環(huán)，到0了則給r7減1，看到0了嗎？沒到則跳d51循環(huán)，如果r5=0則出棧，返回。10秒延時 公式=100*250*200*2*1us=10ms2.代碼實現(xiàn)updown bit 00h ;右循環(huán)標志startend bit 01h ;起動及停止標志yuan bit 02h ;全亮全滅標志quan bit

18、 03h ;交叉點亮標志zuoyi bit 04h ;左右循環(huán)標志 lampcode equ 21h ;存放流動的數(shù)據(jù)代碼d10 equ 22hd20 equ 23h org 0000h ajmp main org 0030hmain: ;主程序 mov sp,#5fh ;設(shè)置堆棧指針初值 mov p1,#00h ;p1初始化 clr updown ;啟動時處于向上的狀態(tài) clr startend ;標志位初始化 clr yuan clr quan clr zuoyi mov d10,#55h ;交叉點亮燈流動代碼 mov d20,#00h ;全亮全滅燈流動代碼 mov lampcode,#0

19、1h ;單燈流動的代碼 mov r0,#00h ;軟件記數(shù)清零 mov r1,#00h ;軟件記數(shù)清零loop: acall key ;調(diào)用鍵盤程序 jnb f0,lnext ;如果無鍵按下,則繼續(xù) acall keyproc ;否則調(diào)用鍵盤處理程序lnext: acall lamp ;調(diào)用燈顯示程序 ajmp loop ;反復循環(huán),主程序到此結(jié)束delay: ;去抖延時程序 mov r7,#100 ;將r7復初值d1: mov r6,#100 ;將r6復初值 djnz r6,$ ;當r6循環(huán)100次跳到本身行 djnz r7,d1 ;r7循環(huán)10次跳到d1重新循環(huán) ret ;返回keypro

20、c: mov a,b ;從b寄存器中獲取鍵值 jb acc.2,keyd30 ;分析鍵的代碼,某位被按下,則該位為1 jb acc.3,keyd50 jb acc.4,keyd60 jb acc.5,keyd70 ajmp key_retkeyd30: ;第一個鍵按下后的處理 jb startend,d40 ;如果啟動標志為0則啟動 setb startend ;啟動標志置1 clr zuoyi ;復位其他標志位 clr yuan clr quan ajmp key_ret ;返回d40: clr startend ;復位startend， clr zuoyi ;復位其他標志位 clr yua

21、n clr updown ajmp key_ret ;返keyd50: ;第二個鍵按下后的處理 jb zuoyi,d30 ;如果左移標志為0 setb zuoyi ;則左移標志為1 clr yuan ;復位yuan標志位 setb updown ;給updown置1 ajmp key_retd30: ;否則跳轉(zhuǎn)到d30 clr zuoyi ;給zuoyi置1 clr yuan ;復位yuan標志位 setb updown ;給updown置1 ajmp key_ret ;返回keyd60: ;第三個鍵按下后的處理 setb yuan ;將yuan置1 clr updown ;復位updown

22、setb quan ;將quan置1 ajmp key_ret ;返回keyd70: ;第四個鍵按下后的處理 clr updown ;將updown復位 setb yuan ;將yuan置1 clr quan ;將quan復位key_ret: ret ;返回key: ;鍵盤掃描程序 clr f0 ;清f0,表示無鍵按下。 orl p3,#00111100b ;將p3口的接有鍵的四位置1 mov a,p3 ;取p3的值 orl a,#11000011b ;將其余4位置1 cpl a ;取反 jz key_ret1 ;如果為0則一定無鍵按下 acall delay ;否則延時去鍵抖 orl p3,

23、#00111100b ;去抖后再次檢測有無按鍵按下 mov a,p3 orl a,#11000011b cpl a jz k_ret mov b,a ;確實有鍵按下,將鍵值存入b中 setb f0 ;設(shè)置有鍵按下的標志k_ret: ;鍵盤釋放程序 orl p3,#00111100b ;此處循環(huán)等待鍵的釋放 mov a,p3 orl a,#11000011b cpl a jz k_ret1 ;直到讀取的數(shù)據(jù)取反后為0說明鍵釋放了,才從鍵盤處理程序中返回 ajmp k_retk_ret1: key_ret1: ;返回 ret;- d500ms: ;流水燈的延遲時間 push psw ;入棧 set

24、b rs0 mov r7,#10 ;給r7復初值d51: mov r6,#250 ;給r6復初值d52: mov r5,#200 ;給r5復初值d53: djnz r5,d53 ;r5減1到0則跳d53 djnz r6,d52 ;r6減1到0則跳d52 djnz r7,d51 ;r7減1到0則跳d51 pop psw ;出棧 ret ;返回lamp: jb startend,lampstart ;如果startend=1,則啟動 mov p1,#00h ;否則停止 mov lampcode,#01h clr zuoyi ajmp lampret ;返回lampstart: ;啟動程序 jb u

25、pdown,lampup ;如果updown=1,則向右流動 jb yuan,d80 ;如果yuan=1,則全亮全滅流動 mov p1,#01h ;啟動是p1。1燈亮 ajmp lampret ;返回lampup: ;燈向右流動程序 jb zuoyi,d50 ;如果zuoyi=1，則向左流動 mov a,lampcode ;將單燈流動給a rr a ;右移a mov lampcode,a ;將變化的a值給lampcode mov p1,a ;將a給p1 lcall d500ms ;延時程序 ajmp lampret ;返回d50: ;向左流動程序 mov a,lampcode ;將單燈流動給a

26、 rl a ;左移a mov p1,a ;將a給p1 mov lampcode,a ;將變化的a值給lampcode lcall d500ms ;延時程序 ajmp lampret ;返回d80: ;交叉點亮程序 jb quan,d90 ;如果quan=1，則全亮程序 mov a,d10 ;把交叉點亮代碼給a cpl a ;取反 mov d10,a ;在將a給d10 mov p1,a ;將a給p1 lcall d500ms ;延時程序 ajmp lampret ;返回d90: ;全亮全滅程序 mov a,d20 ;把全亮代碼給a cpl a ;取反 mov d20,a ;在將a給d20 mov

27、 p1,a ;將a給p1 lcall d500ms ;延時程序lampret: ;返回 ret end ;結(jié)束 第3章 仿真與調(diào)試3.1調(diào)試步驟源文件的建立：啟動keil軟件，選擇filenew,輸入源程序，輸入完畢后，選擇filesave,并給該文件取名txit.asm保存起來。工程的建立選擇projectnew project,然后建立名為200的工程文件，并保存。一般把工程和源文件放在同一個文件夾中。注意不用加拓展名。然后選擇atmel公司的89s51，點擊確定。選擇好后返回到主界面此時功能已建立，然后單擊工程管理窗口target 1下的source group 1使其反白顯示，然后右擊

28、鼠標，在出現(xiàn)的快捷菜單中選擇其中的add file to group source group 1項，在“文件類型”下拉列表框中選擇asm source file(*.a*;*.src)項，這時會將文件下的*.asm文件顯示出來。雙擊要加入的文件名或者單擊要加入的文件名后單擊add按鈕，將這個文件加入到工程中。工程的設(shè)置選擇projectoption for targettarget 1,打開debug選項卡后，在左側(cè)最下面的parameter文本框中輸入“-dledkey”,單擊“確定”關(guān)閉對話框。編譯、鏈接設(shè)置好工程后，即可進行編譯鏈接。按f7匯編、鏈接以獲得目標文件，然后選擇debugs

29、tart/stop debug菜單項或快捷鍵ctrl+f5進入調(diào)試狀態(tài)。選擇peripherals“鍵盤顯示實驗仿真板”，再單擊“運行”按鈕即可開始運行。l 在沒有按第一個鍵p3.2時，按其他任何一個結(jié)果彩燈沒有現(xiàn)象。l 按下第一個鍵p3.2后，亮一棧p1.1所接的彩燈亮，其他的燈滅。l 在按下一個鍵p3.2后，燈全滅。l 按下p3.2后看到一盞燈后在按第二個鍵p3.3后彩燈單燈向左流動，在按下該鍵彩燈單燈向右流動，在按下該鍵彩燈單燈向左移動。l 按下第三個按鍵p3.4后彩燈由單向流動變?yōu)槿寥珳缃惶媪痢 按下第四個按鍵p3.5后彩燈由全亮全滅交替亮變?yōu)榻徊嫜h(huán)點亮。l 按下p3.2后所有的

30、燈滅。3.2錯誤處理 接到老師發(fā)的課程設(shè)計后我按著書和自己的思路編寫程序編寫后進行軟件仿真調(diào)試發(fā)現(xiàn)當按下第二個鍵時所有沒有左右循環(huán)，出現(xiàn)了全亮全滅與交叉流動一起出現(xiàn)我按下停止鍵進行單步運行，一步一走，到了顯示程序我看到黃色的箭頭在左右單燈流動沒有返回直接跳到全亮全滅的程序，我在程序最后添加了ajmp lampret后，在點編輯連接后進入調(diào)試狀態(tài)點運行就可以實現(xiàn)各按鍵控制相應(yīng)的程序不會出現(xiàn)剛才的現(xiàn)象。但是我發(fā)現(xiàn)按完第一個鍵停止后在按第一個鍵運行在按第二個鍵左右流動時不是從開始流動而是從上次停止時的地方流動，在停止的程序給r1清零，在進行調(diào)試就可以從初始狀態(tài)流動，經(jīng)過處理仿真結(jié)果基本符合設(shè)計要求。3.3仿真結(jié)果仿真結(jié)果基本可以達到任務(wù)要求。當啟動鍵（p3.2）沒按時按任何鍵led無任何變化。按第二個鍵（p3.3）時向左流動，在按下向右流動按第三個鍵（p3.4）時led燈變化為全亮全滅。按第四個鍵（p3.5）時led馬上變化為交叉循環(huán)電亮。在按下第二鍵、第三個鍵led顯相應(yīng)彩燈變化。按下第一個鍵燈全滅實現(xiàn)led停止。第4章 設(shè)計體會通過這次課程設(shè)計，讓我學習到了很多知識以及認識到了很多問題。同時我意識到一個很重要的問題，那就是課程設(shè)計之前的準備工作也是很重要的，包括提前預習設(shè)計的課題，上網(wǎng)和去