簡(jiǎn)易廣告燈(廣告燈左移右移)設(shè)計(jì)

1、鄭州科技學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)題 目 簡(jiǎn)易廣告燈設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 X X 專業(yè)班級(jí) 11級(jí)自動(dòng)化一班 學(xué) 號(hào) 201142002 院 （系） 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 王繼紅 完成時(shí)間 2014年 11月 14日 鄭州科技學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專業(yè) 11自動(dòng)化 班級(jí) 1班 學(xué)號(hào) 201142002 姓名 XX 一、設(shè)計(jì)題目 簡(jiǎn)易廣告燈設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求利用單片機(jī)外加輔助元件對(duì)發(fā)光二極管的亮滅進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)LED燈的左右移動(dòng)的效果。要求做單一燈的左移右移，八個(gè)發(fā)光二極管L1L8分別接在單片機(jī)的P1.0P1.7接口上，輸出“0”時(shí)，發(fā)光二極管亮，開(kāi)始時(shí)P1.0P1.1P1.2P1.3P1.7P

2、1.6P1.0亮，重復(fù)循環(huán)。三、主要參考文獻(xiàn)1 皮大能.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)M. 北京：北京理工大學(xué)出版社, 2010,10.2 張毅剛.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M. 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,1990,1.3 李秀華.單片機(jī)原理及實(shí)踐M. 沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社,2006,4.4 艾運(yùn)階,建華.MCS-51單片機(jī)項(xiàng)目教程M. 北京：北京理工大學(xué)出版社,2012,1.四、設(shè)計(jì)時(shí)間 2014 年 11 月 3 日 至 2014 年 11月 14 日 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日目 錄1 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品簡(jiǎn)介12 設(shè)計(jì)思路13 設(shè)計(jì)目的及要求24 設(shè)計(jì)過(guò)程24.1 系統(tǒng)硬件電路實(shí)現(xiàn)24.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)74

3、.3 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容84.4 程序流程圖94.5 電路仿真95 程序代碼105.1 單向程序1105.2 單向程序2125.3 來(lái)回程序126 心得體會(huì)14參考文獻(xiàn)15附錄1：電路原理圖16附錄2：實(shí)物圖17附錄3：元件清單181 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品簡(jiǎn)介廣告燈，也叫廣告流水燈，就是能把任何圖案以光的形式投影在廣場(chǎng)或各種樓體上的一種電子產(chǎn)品，投影的圖案既有動(dòng)態(tài)效果，也有靜態(tài)效果，各種圖案都可以訂做，很容易吸引眾人的眼光，關(guān)注率非常高。在現(xiàn)在諸多的娛樂(lè)場(chǎng)所、理發(fā)店、賓館、飯店、公司等的門外，都可以看到各式各樣的廣告流水燈。廣告燈這是一種新生的傳媒，成本低，投射方便，是各種廣告公司的新寵。廣告燈還能在一些傳統(tǒng)媒

4、體無(wú)法投放的地方發(fā)生作用，并會(huì)有意想不到的效果，如地面，馬路邊上。廣告燈可運(yùn)用色彩的對(duì)比手法，從而產(chǎn)生與眾不同的色彩感覺(jué)與色彩組合，并有助于作品形象區(qū)別于周圍事物與環(huán)境，形成色彩視覺(jué)沖擊力，引發(fā)注意。不同的色彩對(duì)比組合，可以營(yíng)造鮮艷奪目、明亮活潑，也可以是莊重高雅、雍容華貴，在作品與消費(fèi)者接觸的一剎那中，打動(dòng)消費(fèi)者，增強(qiáng)注意的力度，在形成廣告的第一印象時(shí)，色先奪人，并留下深刻的印象。廣告燈主要應(yīng)用于廣告牌、建筑泛光照明、網(wǎng)球場(chǎng)、停車場(chǎng)、體育館及碼頭等。2 設(shè)計(jì)思路本次實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計(jì)一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)廣告燈的圖案進(jìn)行控制的裝置，我們利用單片機(jī)的功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)的強(qiáng)大功能可以幫助我們實(shí)現(xiàn)廣告燈的左右

5、移動(dòng)，并且可以鞏固單片機(jī)的理論知識(shí)，提高自己的實(shí)踐能力。單片機(jī)具有功能強(qiáng)、體積小、成本低、功耗小等特點(diǎn)，使它在工業(yè)控制、智能儀器、節(jié)能技術(shù)改造、通信系統(tǒng)、信號(hào)處理及家用電器產(chǎn)品中都得到了廣泛的應(yīng)用。另外，單片機(jī)在很大程度上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以往采用模擬電路、數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的電路系統(tǒng)，大部分功能單元都可以通過(guò)對(duì)單片機(jī)硬件功能擴(kuò)展及專用程序的開(kāi)發(fā)，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)提出的要求，這意味著許多電路設(shè)計(jì)問(wèn)題將轉(zhuǎn)化為程序設(shè)計(jì)問(wèn)題，這在很大程度上能夠簡(jiǎn)化電路，但也要求有較好的程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。我們?cè)O(shè)計(jì)的整體思路是利用AT89C51單片機(jī)為核心，配合簡(jiǎn)單的外部電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管的點(diǎn)亮順序及圖案的控制。通過(guò)Prote

6、us和Keil軟件的設(shè)計(jì)及仿真，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案的成敗。對(duì)于整體的設(shè)計(jì)如圖2-1的方框圖所示。顯示電路單片機(jī)電源驅(qū)動(dòng)電路脈沖電路開(kāi)關(guān)電路圖2-1 電路設(shè)計(jì)方框圖3 設(shè)計(jì)目的及要求（1） 熟悉集成電路的引腳安排。（2） 掌握芯片的邏輯功能及使用方法。（3）了解電路板結(jié)構(gòu)及其接線方法。（4） 掌握單片機(jī)的基本原理和編程方法。（5） 熟悉仿真軟件Proteus和Keil的基本操作和方法。（6） 要求做單一燈的左移右移，八個(gè)發(fā)光二極管L1L8分別接在單片機(jī)的P1.0P1.7接口上，輸出“0”時(shí)，發(fā)光二極管亮，開(kāi)始時(shí)P1.0P1.1P1.2P1.3P1.7P1.6P1.0亮，重復(fù)循環(huán)。4 設(shè)計(jì)過(guò)程4.1 系

7、統(tǒng)硬件電路實(shí)現(xiàn)把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0P1.7用8芯排線連接到“八路發(fā)光二極管指示模塊”區(qū)域中的L1L8端口上，要求：P1.0對(duì)應(yīng)著L1，P1.1對(duì)應(yīng)著L2，P1.7對(duì)應(yīng)著L8。電路圖如圖4-1所示，按電路圖的要求連接電路。AT89C51圖4-1 電路原理圖 AT89C51單片機(jī)及其引腳說(shuō)明：AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS八位處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片

8、中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51單片機(jī)有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含兩個(gè)外中斷口，兩個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，引腳電路如圖4-2所示。 主要特性：l 與MCS-51 兼容 l 4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 l 壽命：1000寫(xiě)/擦循環(huán)l 數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年l 全靜態(tài)工作：0Hz-24MHzl 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定l 128×8位內(nèi)部RAMl 32可編程I/O線l 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器l 5個(gè)中斷源 l 可編程串行通道l 低功耗的閑置和掉電模式l 片內(nèi)

9、振蕩器和時(shí)鐘電路 管腳說(shuō)明：VCC：供電電壓GND：接地P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收

10、。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，

11、它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：管腳 備選功能:l P3.0 RXD（串行輸入口）l P3.1 TXD（串行輸出口）l P3.2 /INT0（外部中斷0）l P3.3 /INT1（外部中斷1）l P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）l P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）l P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）l P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）l P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。l RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RS

12、T腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。l ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。l PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，

13、每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。l EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。l XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。l XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性:XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用

14、外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。圖4-2 AT89C51單片機(jī)引腳圖4.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)一般指單片機(jī)和時(shí)鐘電路和復(fù)位電路。由于51單片機(jī)內(nèi)部集成了程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，只要增加時(shí)鐘電路和復(fù)位電路，單片機(jī)就具備了工作的基本條件，單片機(jī)就可以正常運(yùn)行了。單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算

15、機(jī)系統(tǒng)。本次課程設(shè)計(jì)中選用AT89C51式單片機(jī)，其最小系統(tǒng)主要由電復(fù)位、振蕩電路組成。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖4-2所示。單片機(jī)的復(fù)位電路原理是在單片機(jī)的復(fù)位引腳RST上電阻和電容，實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。當(dāng)復(fù)位電平持續(xù)兩個(gè)時(shí)鐘周期以上時(shí)復(fù)位有效。復(fù)位電路由按鍵復(fù)位和上電復(fù)位兩部分組成，上電復(fù)位是在復(fù)位引腳上連接一個(gè)電容到VCC，再連接一個(gè)電阻到GND；按鍵復(fù)位是在復(fù)位電容上并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)按下時(shí)電容被放電、RST也被拉到高電平，而且由于電容的充電，會(huì)保持一段時(shí)間的高電平來(lái)使單片機(jī)復(fù)位。AT89C51單片機(jī)使用12MHZ的晶振最為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可

16、，電容一般在15pF至50pF之間。外部晶振結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率。圖4-3 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖4.3 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容我們可以運(yùn)用輸出端口指令MOVP1，A或MOVP1，DATA，只要給累加器值或常數(shù)值，然后執(zhí)行程序中的指令，即可達(dá)到輸出控制的動(dòng)作。每次送出的數(shù)據(jù)是不同的，具體的數(shù)據(jù)如下表1所示，根據(jù)表中的各個(gè)端口送出數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的情況，LED相應(yīng)的點(diǎn)亮。然后可以改變程序中的內(nèi)容，并相應(yīng)的下載到單片機(jī)中，則LED會(huì)按新的順序依次點(diǎn)亮，并實(shí)現(xiàn)循環(huán)功能。表1 送出的數(shù)據(jù)表P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 說(shuō)明 L8 L7 L6 L5 L

17、4 L3 L2 L1 11111110 L1亮1111110 1L2亮111110 11L3亮11110 111L4亮1110 1111L5亮110 11111L6亮10 111111L7亮0 1111111L8亮4.4 程序流程圖按照程序流程圖的整體要求設(shè)計(jì)電路的程序內(nèi)容，程序流程圖如圖4-3所示。圖4-3程序流程圖4.5 電路仿真按照電路設(shè)計(jì)的要求，結(jié)合電路原理圖，在Proteus軟件上繪制電路圖。選擇合適的元器件，然后排版、連線。電路連接完成后，要對(duì)單片機(jī)進(jìn)行程序?qū)懭?，這個(gè)過(guò)程還需要另一個(gè)軟件Keil。將事先準(zhǔn)備好的程序代碼通過(guò)Keil生成.HEX文件，然后與Proteus連接寫(xiě)入到單片

18、機(jī)中。接著調(diào)試運(yùn)行，觀察結(jié)果。仿真電路圖如圖4-4所示。圖4-4電路仿真圖5 程序代碼5.1 單向程序1ORG 0000H START: MOV P1, #01111111B      ;最下面的LED點(diǎn)亮 LCALL DELAY         MOV P1, #10111111B            ;最下面第二個(gè)LED點(diǎn)亮 LCALL DELAY M

19、OV P1, #11011111B            ;最下面第三個(gè)LED點(diǎn)亮 （以下省略） LCALL DELAY MOV P1, #11101111B LCALL DELAY MOV P1, #11110111B LCALL DELAY MOV P1, #11111011B LCALL DELAYMOV P1, #11111101BLCALL DELAY MOV P1, #11111110B LCALL DELAY MOV P1, #11111111B  &

20、#160;          ;完成第一次循環(huán)點(diǎn)亮,延時(shí)約0.25秒 AJMP START                    ;反復(fù)循環(huán) DELAY:MOV R4, #2L3: MOV R2 , #250L1: MOV R3 , #250L2: DJNZ R3 , L2 DJNZ R2 , L1 DJNZ R4 ,

21、 L3 RET END5.2 單向程序2ORG0000H AJMPMAINORG0030HMAIN:MOVP1, #00H ;全亮LCALL DELAYLCALL DELAYLCALL DELAY;延時(shí)一段時(shí)間MOVA, #0FEH ;每次只亮一個(gè)燈LOOP:MOVP1, ALCALL DELAYLCALL DELAYLCALL DELAYR1A ;循環(huán)左移AJMPLOOPDELAY: MOVR7, #00H ;延時(shí)子程序TT:MOVR6, #00HDJNZ R6, $ DJNZ R7, TT RET END5.3 來(lái)回程序 ORG0000HSTART:MOV R2, #8 MOV A, #0

22、FEH ;給A賦值成11111110SETB C ;將C狀態(tài)位置1LOOP:MOV P1, A LCALL DELAY RLC A ;累加器連進(jìn)位標(biāo)志左循環(huán)移位，即A為11111101DJNZ R2,LOOP MOV R2, #8 LOOP1:MOV P1, A LCALL DELAYRRC A ;累加器連進(jìn)位標(biāo)志右循環(huán)DJNZ R2, LOOP1 LJMP START ;LJMP 2KB范圍內(nèi)長(zhǎng)轉(zhuǎn)移DELAY:MOV R5,#20 ;延時(shí)子程序，延時(shí)0.2秒 D1:MOV R6,#20 D2:MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET EN

23、D6 心得體會(huì)單片機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用非常廣泛，通過(guò)本次實(shí)訓(xùn)，使我進(jìn)一步學(xué)習(xí)了關(guān)于單片機(jī)原理的知識(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)要求，復(fù)習(xí)了相關(guān)的知識(shí)和查詢了相關(guān)的資料。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，確定了合適的方案。在整個(gè)課程設(shè)計(jì)中，不僅鞏固了理論知識(shí)，而且大大提高了動(dòng)手實(shí)踐能力，還加強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)間的協(xié)作能力。 我在我們這一組，主要是負(fù)責(zé)資料查詢和電路 仿真等工作，在這過(guò)程中我學(xué)到了許多書(shū)上沒(méi)有的知識(shí)，比如芯片的管腳說(shuō)明、封裝及內(nèi)部原理等。另外，我還有一個(gè)很大的收獲就是關(guān)于軟件方面的，仿真軟件Proteus的使用，以前只是了解這個(gè)軟件，并沒(méi)有真正操作，這次在仿真的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題，最后通過(guò)查閱資料和詢問(wèn)老師都一一得到了解決，學(xué)到了許多真正的技術(shù)。當(dāng)然通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)也讓我對(duì)匯編語(yǔ)言有了更深的了解，讓我對(duì)軟件更加喜歡。另外，我運(yùn)用了課余時(shí)間對(duì)單片機(jī)做了一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)，不僅復(fù)習(xí)了以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，還查閱了相關(guān)資料，學(xué)到了許多新的知識(shí)，同時(shí)，我對(duì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)有了很好的掌握，并能夠充分的運(yùn)用到各個(gè)電路設(shè)計(jì)中，對(duì)自己的幫助很大。通過(guò)