LED燈循環(huán)顯示速度的遙控器控制設(shè)計(jì)-課程設(shè)計(jì)論文

1、 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)LED 燈循環(huán)顯示速度的遙控器控制設(shè)計(jì)一課程設(shè)計(jì)的目的1.進(jìn)一步熟悉和掌握單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理。2.掌握單片機(jī)的接口技術(shù)及相關(guān)外圍芯片的外特性，控制方法。3.通過(guò)課程設(shè)計(jì)，掌握以單片機(jī)核心的電路設(shè)計(jì)的基本方法和技術(shù)。4.通過(guò)實(shí)際程序設(shè)計(jì)和調(diào)試，逐步掌握模塊化程序設(shè)計(jì)方法和調(diào)試技術(shù)。5.通過(guò)完成一個(gè)包括電路設(shè)計(jì)和程序開(kāi)發(fā)的完整過(guò)程，了解開(kāi)發(fā)一單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的全過(guò)程，為今后從事相應(yīng)開(kāi)發(fā)打下基礎(chǔ)。二課程設(shè)計(jì)的基本要求1.認(rèn)真認(rèn)識(shí)設(shè)計(jì)的意義，掌握設(shè)計(jì)工作程序，學(xué)會(huì)使用工具書(shū)和技術(shù)參考資料，并培養(yǎng)科學(xué)的設(shè)計(jì)思想和良好的設(shè)計(jì)作風(fēng)。2.提高模型建立和設(shè)計(jì)能力，學(xué)會(huì)應(yīng)用相關(guān)

2、設(shè)計(jì)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的方法。3.提高獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力，逐步增強(qiáng)實(shí)際應(yīng)用訓(xùn)練。4.課程設(shè)計(jì)的說(shuō)明書(shū)要求簡(jiǎn)潔、通順，計(jì)算正確，圖紙表達(dá)內(nèi)容完整、清楚、規(guī)范。5.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)封面格式要求見(jiàn)天津城市建設(shè)學(xué)院課程設(shè)計(jì)教學(xué)工作規(guī)范附表1。三課程設(shè)計(jì)具體要求a) 要求每位同學(xué)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)。b) 原理圖設(shè)計(jì)1.原理圖設(shè)計(jì)要符合項(xiàng)目的工作原理，連線要正確。2.圖中所使用的元器件要合理選用，電阻、電容等器件的參數(shù)要正確標(biāo)明。3.原理圖要完整，CPU、外圍器件、外擴(kuò)接口、輸入/輸出裝置要一應(yīng)俱全。c) 程序調(diào)計(jì)1.根據(jù)要求，將總體功能分解成若干個(gè)子功能模塊，每個(gè)功能模塊完成一個(gè)特定的功能。2.根據(jù)總體

3、要求及分解的功能模塊，確定各功能模塊之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)出完整的程序流程圖。d) 程序調(diào)試1.編寫(xiě)相關(guān)程序，并進(jìn)行仿真。2.將程序下載到單片機(jī)，進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。e) 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1.原理圖設(shè)計(jì)說(shuō)明簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)計(jì)目的，原理圖中所使用的元器件功能及在圖中的作用，各器件的工作過(guò)程及順序。2.程序設(shè)計(jì)說(shuō)明對(duì)程序設(shè)計(jì)總體功能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)各子模塊的功能以及各子模塊之間的關(guān)系作較詳細(xì)的描述。3.畫(huà)出工作原理圖，程序流程圖并給出相應(yīng)的程序清單。四 設(shè)計(jì)任務(wù)STC12C5A60S2（引腳排序及基本功能同AT89S51）作為主控芯片，設(shè)計(jì)LED燈循環(huán)顯示速度的控制電路。一是設(shè)計(jì)74LS273擴(kuò)展8個(gè)LED顯示；二是設(shè)

4、計(jì)遙控接收電路，作為L(zhǎng)ED循環(huán)顯示速度的參數(shù)輸入；三是設(shè)計(jì)根據(jù)不同的輸入?yún)?shù)改變LED循環(huán)顯示速度的程序；四是擴(kuò)展MAX7219或LCD1602作為相關(guān)輸入?yún)?shù)的顯示。目 錄第1章.總體設(shè)計(jì)方案1主要設(shè)計(jì)模塊概述11.1.1 關(guān)于AT89C51的介紹1關(guān)于遙控器工作方式的介紹11.1.3 LED燈循環(huán)及速度值的顯示2設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)原理3實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的大體思路31.2.2 總體思路流程框圖4第2章 硬件電路設(shè)計(jì)52.1 LED小燈點(diǎn)亮模塊52.2 LCD1602顯示數(shù)據(jù)模塊5完整電路圖設(shè)計(jì)6第3章軟件編程設(shè)計(jì)73.1 各模塊程序設(shè)計(jì)73.1.1 LED小燈的循環(huán)點(diǎn)亮編程7遙控器編程83.2 總的整合程序9

5、第4章 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果10模塊仿真104.1.1 LED小燈循環(huán)顯示仿真圖：104.1.2 LCD1602仿真顯示10總圖仿真結(jié)果11第5章 課設(shè)心得體會(huì)12附錄13附錄14附錄18附錄19參考文獻(xiàn)21第1章.總體設(shè)計(jì)方案主要設(shè)計(jì)模塊概述 本次課程設(shè)計(jì)要求以AT89C51作為主控芯片，以LCD1602液晶為顯示，通過(guò)遙控器控制來(lái)達(dá)到使LED流水燈的流動(dòng)速度改變。1.1.1 關(guān)于AT89C51的介紹 AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗

6、稱單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000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)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。在本次課程設(shè)計(jì)里，主要用到了兩個(gè)I/O端口，分別是P0口和P1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(mén)電流。當(dāng)P0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)/地址的低

7、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外部必須接上拉電阻。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(mén)電流。根據(jù)本次課設(shè)的需求，我們讓P0做主控芯片的輸出端口和LCD的輸入端口，通過(guò)這個(gè)端口，將數(shù)據(jù)傳送到LCD1602液晶上，使該液晶顯示當(dāng)前速度直。至于LED流水燈的顯示效果，我們就通過(guò)P1口來(lái)達(dá)到數(shù)據(jù)傳送的目的。我們通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)LED小燈的循環(huán)和顯示。關(guān)于遙控器工作方式的介紹 針對(duì)課程設(shè)計(jì)的要求，我們采用紅外遙控器，通過(guò)給外部中斷一個(gè)開(kāi)中斷信號(hào)并且經(jīng)過(guò)紅外接收模塊處理后使外部信息以不均勻的時(shí)序

8、碼形式傳輸給主控芯片，已達(dá)到對(duì)LED等亮度的控制.紅外遙控器的發(fā)送數(shù)據(jù)要依據(jù)規(guī)定的數(shù)據(jù)格式。具體的發(fā)送格式如下圖：圖1.1 遙控?cái)?shù)據(jù)發(fā)送格式遙控器的接收數(shù)據(jù)部分是將從遙控器接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行放大之后在傳輸?shù)街骺匦酒镞M(jìn)行下一步的操作。1.1.3 LED燈循環(huán)及速度值的顯示 （1）根據(jù)課設(shè)要求，我們用IED燈來(lái)客觀的反映在不同的檔位下小燈的不同的循環(huán)速度。LED（Light Emitting Diode）即發(fā)光二極管，它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。它通過(guò)將

9、電壓加在LED的PN結(jié)兩端，使PN結(jié)本身形成一個(gè)能級(jí)（實(shí)際上，是一系列的能級(jí)），然后電子在這個(gè)能級(jí)上躍變并產(chǎn)生光子來(lái)發(fā)光的。所以我們通過(guò)軟件編程在程序中利用中斷程序來(lái)控制相鄰的小燈之間亮燈的交換需要等待的時(shí)間來(lái)達(dá)到不同的循環(huán)點(diǎn)亮速度的效果（2）針對(duì)小燈不同循環(huán)速度顯示不同數(shù)值的要求，我們應(yīng)用LCD1602來(lái)顯示。LCD1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門(mén)用來(lái)顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。1602識(shí)別的是ASCII碼，試驗(yàn)可以用ASCII碼直接賦值，在單片機(jī)編程中還可以用字符型常量或變量賦值.它與AT89C51主控芯片鏈接如圖所示：圖1.2 LCD1602連接主控芯片 LC

10、D1602的程序?qū)懭胄枰袷匾幌盗械臅r(shí)許規(guī)律，具體如圖：圖1.3 LCD1602寫(xiě)操作時(shí)序根據(jù)圖對(duì)需要顯示的數(shù)據(jù)（8位二進(jìn)制代碼）進(jìn)行寫(xiě)程序和命令程序的編寫(xiě)就可以順利的在顯示屏上的看到想要顯示的數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)原理實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的大體思路 首先，我們用紅外遙控器發(fā)出一段NEC格式的信號(hào)，將信號(hào)發(fā)送給接收端，接收端將信號(hào)放大并將信號(hào)傳送至外部中斷INT0口，通過(guò)軟件編程對(duì)時(shí)序信號(hào)進(jìn)行解碼，然后將解碼后的數(shù)據(jù)送入循環(huán)程序，編程使這個(gè)數(shù)據(jù)能控制循環(huán)程序中進(jìn)入中斷的次數(shù)，中斷在程序中循環(huán)的次數(shù)不同，那么小燈的循環(huán)點(diǎn)亮的時(shí)間間隔也發(fā)生變化，例如：當(dāng)遙控器送入程序一個(gè)”2”時(shí)，程序中的中斷會(huì)循環(huán)兩次下一個(gè)小燈亮，

11、讓每次循環(huán)的時(shí)間固定為50ms的話，那么兩次循環(huán)就是100ms，也就是說(shuō)上一個(gè)小燈兩100MS后會(huì)熄滅，緊接著下一個(gè)小燈就點(diǎn)亮。當(dāng)遙控器送入程序一個(gè)”3”時(shí)，程序中的中斷會(huì)循環(huán)三次下一個(gè)小燈才會(huì)亮，那么上一個(gè)小燈和下一個(gè)小燈熄滅和點(diǎn)亮交換的時(shí)間就會(huì)變成150ms。通過(guò)這種對(duì)中斷次數(shù)控制的方法，我們就可以是小燈的循環(huán)快慢發(fā)生明顯的變化，最后，通過(guò)編程，將兩個(gè)小燈高低電平反轉(zhuǎn)的時(shí)間間隔并依據(jù)LCD時(shí)序圖進(jìn)行軟件編程是這個(gè)時(shí)間能顯示在LCD1602液晶屏上。1.2.2 總體思路流程框圖圖1.4 設(shè)計(jì)原理框圖第2章 硬件電路設(shè)計(jì)2.1 LED小燈點(diǎn)亮模塊 對(duì)與LED小燈點(diǎn)亮部分，我們采用灌電流法將小燈

12、連接在P1口，灌電流法就是從外部被動(dòng)的將電流灌入小燈使小燈發(fā)亮，這種方法對(duì)硬件的條件需求低，而且工作更加穩(wěn)定。作圖方法是在每個(gè)小燈后面加一個(gè)300歐的電阻，在導(dǎo)通方向加一個(gè)電壓源。具體電路圖如圖：圖2.1 LED小燈點(diǎn)亮電路圖2.2 LCD1602顯示數(shù)據(jù)模塊LCD1602的顯示受”CLK”和”DIN”兩個(gè)功能拐腳控制，CLK是時(shí)鐘信號(hào)，DIN是寫(xiě)數(shù)據(jù)和寫(xiě)命令信號(hào)，但是輸入命令還是數(shù)據(jù)，要根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)和寫(xiě)操作時(shí)序（見(jiàn)圖）來(lái)確定.在本課程設(shè)計(jì)中，LCD1602的顯示電路圖如圖：圖2.2 LCD1602顯示電路圖完整電路圖設(shè)計(jì)我們將以上所有模塊的設(shè)計(jì)思路綜合起來(lái)就可以得到完整的設(shè)計(jì)電路圖，總的電路

13、圖如圖：圖設(shè)計(jì)電路圖總圖第3章軟件編程設(shè)計(jì)3.1 各模塊程序設(shè)計(jì)3.1.1 LED小燈的循環(huán)點(diǎn)亮編程（1）程序編寫(xiě)大體思路框圖：圖編程設(shè)計(jì)框圖（2）程序如下：#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned charuchar clockNum,flag;uchar fixTime;void init()clockNum = flag = 0;fixTime = 6;P1 = 0xfe;TMOD = 0x01;TH0 = 0x4c;TL0 = 0x00;ET0 = 1;TR0 = 1;EA = 1;vo

14、id main()init();while(1)if(flag = 1)P1 = _cror_(P1,1);/循環(huán)移位flag = 0;void T0_Interrupt_Process() interrupt 1TH0 = 0x4c;TL0 = 0x00;if(clockNum+ = fixTime)flag = 1;clockNum = 0;遙控器編程（1）遙控器編程思路框圖：圖3.2 遙控器編程框圖（2）遙控器編程程序編寫(xiě)量較大，見(jiàn)附錄3.2 總的整合程序 程序如下：#include<reg52.h>#include"1836.h"#define ucha

15、r unsigned char#define uint unsigned intvoid delayms(uchar max)uchar i,j;for(i=max;i!=0;-i)for(j=110;j!=0;-j);void init()init_1836();void main()init();while(1);主程序中的子程序見(jiàn)附錄到。第4章 實(shí)際應(yīng)用結(jié)果模塊仿真4.1.1 LED小燈循環(huán)顯示仿真圖：如下圖所見(jiàn)，此時(shí)LED小燈在自右至左無(wú)限循環(huán)，小燈的循環(huán)速度是經(jīng)過(guò)300MS下一個(gè)小燈變亮。圖4.1 LED燈循環(huán)顯示仿真4.1.2 LCD1602仿真顯示經(jīng)過(guò)對(duì)程序的運(yùn)行，LED燈循環(huán)點(diǎn)

16、亮的速度顯示在了LCD1602液晶顯示屏上了。圖4.2 LCD1602顯示仿真總圖仿真結(jié)果當(dāng)程序添加到畫(huà)好的電路圖后并進(jìn)行仿真運(yùn)行，此時(shí)LED小燈成功的循環(huán)，而且LCD1602液晶顯示屏上也顯示出了相應(yīng)的速度。由于紅外遙控器在仿真軟件里無(wú)法仿真，所以下圖中的電路圖中沒(méi)有畫(huà)出。這里需要另外說(shuō)明的是實(shí)物運(yùn)行是成功的。圖總圖仿真第5章 課設(shè)心得體會(huì)這一次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)歷時(shí)兩個(gè)星期，過(guò)程曲折可謂一語(yǔ)難盡。在此期間我們也失落過(guò)，也曾一度熱情高漲。從開(kāi)始時(shí)滿富盛激情到最后汗水背后的復(fù)雜心情，點(diǎn)點(diǎn)滴滴無(wú)不令我回味無(wú)長(zhǎng)。從剛開(kāi)始的熱情滿滿，到中間部分一度陷入死胡同的糾結(jié)，再到最后面對(duì)現(xiàn)實(shí)，進(jìn)一步埋頭苦學(xué)。這一

17、點(diǎn)一滴的內(nèi)心的感受和心理歷程，實(shí)在是讓人感受良多啊。但是最終還是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的學(xué)習(xí)，克服重重的困難，還是按規(guī)定時(shí)間完成了課設(shè)要求。 其實(shí)生活同樣是這樣，汗水預(yù)示著結(jié)果也見(jiàn)證著收獲。勞動(dòng)是人類生存生活永恒不變的話題。通過(guò)實(shí)際的設(shè)計(jì)操作，我才真正領(lǐng)略到“艱苦奮斗”這一詞的真正含義，我才意識(shí)到老一輩電子設(shè)計(jì)為我們的社會(huì)付出。我想說(shuō)，設(shè)計(jì)確實(shí)有些辛苦，但苦中也有樂(lè)，在如今單一的理論學(xué)習(xí)中，很少有機(jī)會(huì)能有實(shí)踐的機(jī)會(huì)。在做課設(shè)的過(guò)程中，我和同學(xué)們相互交流，相互討論，相互學(xué)習(xí)。在一起做課設(shè)的這段時(shí)間，我們有說(shuō)有笑，相互幫助，配合默契，多少汗水和歡樂(lè)在這里灑下，大學(xué)里一年的相處還趕不上這十來(lái)天的合作，我感覺(jué)我和同

18、學(xué)們之間的距離更加近了。我想說(shuō)，做課設(shè)確實(shí)很累，但當(dāng)我們看到自己所做的成果時(shí)，心中也不免產(chǎn)生興奮。同樣的我們也可以為社會(huì)作出我們應(yīng)該做的一切，這有什么不好呢？我們不斷的反問(wèn)自己。也許有人不喜歡這類的工作，也許有人認(rèn)為設(shè)計(jì)的工作有些枯燥，但我們認(rèn)為無(wú)論干什么，只要人生活的有意義就可。社會(huì)需要我們，我們也可以為社會(huì)而工作。既然如此，那還有什么必要失落呢？于是我們決定沿著自己的路，執(zhí)著的走下去。對(duì)我們而言，知識(shí)上的收獲重要，精神上的豐收更加可喜。挫折是一份財(cái)富，經(jīng)歷是一份擁有。這次實(shí)習(xí)必將成為我人生旅途上一個(gè)非常美好的回憶！附錄主程序編寫(xiě)：#include<reg52.h>#includ

19、e"1836.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid delayms(uchar max)uchar i,j;for(i=max;i!=0;-i)for(j=110;j!=0;-j);void init()init_1836();void main()init();while(1);附錄遙控器部分編程（）：> /包含單片機(jī)寄存器的頭文件#include<intrins.h> /包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件#include"cror.h"#include&

20、quot;lcd.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define delayNOP(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();#define DEFAULTNUM 6uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07, 0x7f,0x6f,0x77,0x7c, 0x39,0x5e,0x79,0x71;sbit IRIN=P32; /紅外接收器數(shù)據(jù)線uchar IRCOM7;uchar m;/*void delay(uc

21、har x) uchar i;while(x-)for (i = 0; i<13; i+)void writeString(uchar *s,uchar num)uchar i;writeCom(0x06);for(i=0;i!=num;+i)writeDate(*(s+i);void display(uchar num)uint msTime = num*50;/設(shè)置的是50ms中斷一次uchar ge,shi,bai;bai = msTime / 100;shi = msTime / 10 % 10;ge = msTime % 10; clearn();writeString(&qu

22、ot;velocity:",9);writeDate(bai+0x30);writeDate(shi+0x30);writeDate(ge+0x30);writeString("ms",2);void init_1836()init_lcd();init_cror();m = DEFAULTNUM;IRIN=1; /I/O口初始化IE= IE | 0x81; /允許總中斷中斷,使能 INT0 外部中斷TCON=TCON|0x01; /觸發(fā)方式為脈沖負(fù)邊沿觸發(fā)display(getParam();void INT0_Interrupt_Process() inter

23、rupt 0unsigned char j,k,N=0;unsigned char q=0;EX0 = 0; delay(15);/先延遲if (IRIN=1) EX0 =1;return; /確認(rèn)IR信號(hào)出現(xiàn)while (!IRIN) /等IR變?yōu)楦唠娖剑^(guò)9ms的前導(dǎo)低電平信號(hào)。delay(1);/延遲for (j=0;j<4;j+) /收集四組數(shù)據(jù) for (k=0;k<8;k+) /每組數(shù)據(jù)有8位while (IRIN) /等 IR 變?yōu)榈碗娖?，跳過(guò)的前導(dǎo)高電平信號(hào)。delay(1); /延遲while (!IRIN) /等 IR 變?yōu)楦唠娖絛elay(1);while

24、(IRIN) /計(jì)算IR高電平時(shí)長(zhǎng)delay(1);/延遲N+; if(N>=30) EX0=1;return;計(jì)數(shù)過(guò)長(zhǎng)自動(dòng)離開(kāi)。 /高電平計(jì)數(shù)完畢 IRCOMj=IRCOMj >> 1; /數(shù)據(jù)最高位補(bǔ)“0”if(N>=8)IRCOMj = IRCOMj | 0x80; /數(shù)據(jù)最高位補(bǔ)“1” N=0;if(IRCOM2!=IRCOM3) EX0=1;return; /*數(shù)值轉(zhuǎn)換*/IRCOM5=IRCOM2 & 0x0F; /取鍵碼的低四位IRCOM6=IRCOM2 >> 4; /右移4次，高四位變?yōu)榈退奈籭f(IRCOM5>9) IRCOM

25、5=IRCOM5+0x37;elseIRCOM5=IRCOM5+0x30;if(IRCOM6>9) IRCOM6=IRCOM6+0x37;elseIRCOM6=IRCOM6+0x30;q= (IRCOM6&0x0f)<<4) + (IRCOM5&0x0f);/*/switch(q) /判斷按鍵鍵碼值case 0x16:m=0;break; case 0x03:m=1;break; case 0x18:m=2;break; case 0x55:m=3;break; case 0x09:m=13;break; default :break; switch(m)ca

26、se 0:setParam(1);break;case 1:setParam(5);break;case 2:setParam(10);break;case 3:setParam(15);break;case 13:setParam(0);break;default:break;display(getParam();EX0 = 1; 附錄LED小燈循環(huán)程序(cror.h)：#include<reg52.h>#include<intrins.h>#define uchar unsigned charuchar clockNum;uchar fixTime;void init_cror()clockNum = 0;fixTime = 6;P1 = 0xfe;TMOD = TMOD | 0x0