電子設(shè)計(jì)綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告新編

1、摘要彩燈，又名，是我國普遍流行的傳統(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)。在古代，彩燈主要作用是照明，人類用動(dòng)植物和礦物的油蠟來作采光的燈。由紙或者絹?zhàn)鳛闊艋\的外皮，骨架通常使用竹或木條制作，中間放上蠟燭。周禮、司恒氏載凡邦之大事，供燭庭燎、燭麻燭也”，可見，周朝就有了燭燈。到了戰(zhàn)國，燈的制造工藝蓬勃發(fā)展，這在屈原楚辭中就有所表述：蘭膏明燭華銅錯(cuò)”。漢代是銅燈制作的鼎盛時(shí)期。西京雜記載：漢高祖入咸陽宮，秦有青玉五枝燈，高七尺五寸，下作蟠螭，口銜燈，燃則鱗甲皆動(dòng)，煥炳若列星盈盈?！钡搅颂瞥?，元宵放燈發(fā)展成盛況空前的燈市，京城 作燈輪高二十丈，衣以錦綺，飾以金銀，燃五萬盞燈,

2、 簇之如花樹”。這之后，各地花燈活動(dòng)尤為盛行。到了現(xiàn)代彩燈蘊(yùn)涵著豐富的文化底蘊(yùn)，被廣泛地應(yīng)用于各種店面的裝飾。變換無窮的彩燈樣式，給城市增添活力，吸引著人們的注意力，深受人民的喜愛。在日常生活中,人們還將彩燈擺放成各種圖案，增添美感。隨著社會(huì)的發(fā)展傳統(tǒng)的彩燈逐漸被彩燈所代替，可以通過單片機(jī)編程控制的LED彩燈變換更加豐富多彩。關(guān)鍵詞：LED燈？單片機(jī)控制系統(tǒng)？現(xiàn)在彩燈多用于節(jié)日裝飾或商店廣告牌，隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信息技術(shù)的快速 進(jìn)步，智能化技術(shù)的開發(fā)速度越來越快，智能度越來越高，應(yīng)用范圍也得到了極大的擴(kuò) 展。利用單片機(jī)控制LED彩燈，使彩燈變化多種多樣，通過按鈕的控制可以使彩燈 切換成不同的

3、點(diǎn)亮方式，這些都離不開單片機(jī)。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)數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工 業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。從上世紀(jì)80年代，由當(dāng)時(shí)的4位、8位單片機(jī)，發(fā)展到現(xiàn)在的300M的高速單片機(jī)。STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了

4、很多的改 進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和 在系統(tǒng)可編程Flash,使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有 效的解決方案。LED2、設(shè)計(jì)過程、任務(wù)及要求加深對理論知識(shí)的理解。學(xué)習(xí)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制作、調(diào)試的一般方法和步驟。掌握設(shè)計(jì)說明書的撰寫規(guī)范。體會(huì)工程實(shí)踐與理論學(xué)習(xí)的異同。利用并行接口接8個(gè)LED燈，正常時(shí)8個(gè)燈左移右移逐一點(diǎn)亮。 在完成基本循環(huán)要求的基礎(chǔ)上使用中斷任意變換一種燈控方式。 完成PCB并安裝調(diào)試。、總體設(shè)計(jì)方案單片機(jī)SCT89C52使整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，我們通過對單片機(jī)SCT89C52編程來實(shí)現(xiàn)LED彩 燈的循環(huán)

5、點(diǎn)亮。通過中斷來控制LED燈在兩種不同的點(diǎn)亮方式中切換，通過復(fù)位控制LED啟停。主要元器件除了單片機(jī)STC89C52,還要有8個(gè)LED燈和2個(gè)按鍵。通過軟件設(shè)計(jì)，P0口作為8個(gè)彩色LED的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出口，為外部中斷輸入口。、硬件電路STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編 程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k

6、字節(jié)Flash, 512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外STC89X52可降至OHz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中 斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直 到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。（1）（2）（3）（4）Pl口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P

7、1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口寫 “1,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí) 可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一 個(gè)電流（IIL）。P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對端口P2寫“1,通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平， 此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸 出一個(gè)電流（IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， 地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2

8、口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)， 被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途 是它的第二功能P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)GND:接地。p0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8gTTL邏輯門電路，對端口入端用。在訪問個(gè)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

9、器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，F(xiàn)“1時(shí)，可作為高阻抗輸8位）和數(shù)據(jù)（T T ）P1P1 0 0 C C1 14040CT2EJCCT2EJC）P1.P1. 1 1 C C2 2PlPl 2 2 3 3PlPl . . 3 3 C C4 4PL4PL45 5藥PlPl . . 5 5 C C& &$5$5PlPl e e c c7 73434PlPl . . T T C C8 83333RESETRESET g g3232m/pj.m/pj. lOilOi3131nD/P3,1nD/P3,111113030Iino/P3,

10、2Iino/P3,2 121223liTTl/Pa.liTTl/Pa. 3 313132828TO/PS.4TO/PS.414142727Tl/PJTl/PJ 5 5 15152626【lele2525WPJ,WPJ, 7 7 u u2424XTAL2XTAL2 C CISIS2323HTALlHTALl 1 1 勺2?2?FDIPFDIP VssVss 202021VccVccP0P0 O/APOO/APOPO.PO. 1/AEl1/AElPO.PO. 2/2/血2 2J J PO,PO, 3/033/03PO-PO- 4/AD44/AD4PO.PO.5/AD55/AD5PO.PO.6/AE

11、66/AE6巴.I/AD7I/AD7Ei/VpDEi/VpDALE/FRREFREFFZFZT/AE15T/AE15 PP . .PFPF 5/AE135/AE13 PP2.2.4/AD4/AD1212P2.P2.3/AC3/AC1111F2F2”2/ADIO2/ADIOPZPZ 1/m1/m P2P20/AD80/AD8P2口送出高8位驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。:供電電壓。王琛/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口P0寫轉(zhuǎn)換地址（低0口接收指令字節(jié)，而在程序校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。XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性：AT89C52中有一

12、個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器 的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF0pF,使用陶瓷諧 振器建議選擇40pFI0F。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。時(shí)鐘電路STC89C52有內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘兩種連接方式。設(shè)計(jì)中使用內(nèi)部時(shí)鐘，即在端并聯(lián)晶振和適當(dāng)電容。需要注意的是并不是晶振有定時(shí)的作用，而是通過和

13、單片機(jī)內(nèi)部的高增益反相放大器連接，使它可以在一定頻率下穩(wěn)定震動(dòng)，起到口令的作用。王 -琛 王琛在RXD和TXD引腳上并聯(lián)的晶振是系統(tǒng)的定時(shí)兀件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。時(shí)鐘電 路中選用的晶振可以在24MHz之間選擇，并聯(lián)的電容值可在530pF之間選擇，為單片機(jī) 提供了有序準(zhǔn)確的命令，是單片機(jī)正常運(yùn)行的前提。復(fù)位電路AT89C52的外圍電路是必須有復(fù)位功能的，一般分為自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位。設(shè)計(jì)使用的是手動(dòng)復(fù)位，電路原理是在普通RC復(fù)位電路的基礎(chǔ)上接一個(gè)有下拉電阻10K、上拉電容lOyf接VCC，電源由開關(guān)經(jīng)串接的1K限流電阻至復(fù)位腳（和上拉電容并聯(lián)），上拉電容支路負(fù) 責(zé)在“上電”瞬間實(shí)施復(fù)位；開

14、關(guān)通過1K上拉電阻和10K下拉電阻分壓器，保證對單片機(jī)實(shí)施按鍵電平復(fù)位。菜二文喪PJ.DPJ.DRXDRXD豐亡口的諾出P3.1TXD豐疔口的搓 1 1 人PJ.2PJ.2INTO乳 W 中斷 0 0 射*i?:i?:考向人Pi.iixiiixii夕二配豐斷 1 1 対苛滝袁轉(zhuǎn) JAJAPJ.4PJ.4TOTO計(jì)舂0 0的計(jì)數(shù)矩入PJ.fPJ.fT1T1計(jì)數(shù)盂1 1的計(jì)豺儒入申卜弗歡11存無$?寫選追性號(hào)位。RXD和TXD兩外祁竝據(jù)育肚垂尻侯宣號(hào)復(fù)位可以對單片機(jī)初始化。其主要功能是把PC初始化為0000H,使單片機(jī)從0000H單元開始執(zhí)行程序。復(fù)位一般有兩種作用，一種是在進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)要正常的初始

15、化，另一種是程 序可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，運(yùn)行混亂，是系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，為了解決這種困境，通常采用復(fù)位方 整體電路P roteus仿真圖PCB圖系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路主要由四部分組成：按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘震蕩電路、按鍵電路、LED彩燈電路、數(shù)碼管顯示電路。復(fù)位是單片機(jī)的初始化，其作用是使CPU中的各個(gè)部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。在接電瞬間RST端的電位與VCC相同，隨著電容充電電流的減小，+5V立即加到了RST/VPD端，RST的電位逐漸下降。 在STC89C52的外 部，XTAL1和XTAL2之間跨越晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，形成時(shí) 鐘振蕩電路。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩

16、脈沖經(jīng)過觸發(fā)器二分頻后，形成單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。發(fā)光二極管與單片機(jī)的P1口相連接，其電路圖如圖所示。發(fā)光二極管為共陽極，其他管腳分 別接P1口的8個(gè)端口，、 管就會(huì)亮。、軟件電路、每個(gè)端口接一個(gè)彩燈，當(dāng)給他們送低電平時(shí)發(fā)光二極系統(tǒng)流程圖Voidinit（）學(xué)習(xí)這門課程時(shí)，感到單片機(jī)的概念抽象，對其中的引腳的分配、寄存器的功能等基本理論也不能很好地理解與掌握。因此我們在設(shè)計(jì)中遇到不懂的東西就馬上查資料或請教同學(xué)、 老師.這不僅加深了我們對單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且還學(xué)會(huì) 了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，以及認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。 這個(gè)過程中，我

17、們花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力，同時(shí)還懂得合作精神的重要性，學(xué)會(huì)了與他人合作，不理解的就在團(tuán)隊(duì)里交流，這樣學(xué)習(xí)才更有樂趣。在課程設(shè)計(jì)過程中，不斷調(diào)試程序和修改程序,提高了對單片機(jī)的應(yīng)用能力和分析問題和解決問題的能力。在和同學(xué)們交流的同時(shí) 也明白了做任何事情都要有團(tuán)結(jié)合作的精神， 只有這樣才能更快更好的掌握好要學(xué)習(xí)的知識(shí)。5、參考文獻(xiàn)1謝宋和，甘勇.單片機(jī)模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例M.北京：電子工業(yè)岀版社,:20-25.（參考書或?qū)Ｖ袷綖椋褐?書名M.版本（第1版不注）.岀版地：岀版者,岀版時(shí)間：引文所在頁碼）2潘新民，王燕芳.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)M,第2版北京：電子工業(yè)岀版社，:305-350.3Newma nWM,M.NewYork:McGrawHill,4卜小明，龍全求.一種薄板彎曲問題的四邊形位移單元J.力學(xué)學(xué)報(bào),1991,23（1）:53-60.（參考期刊雜志格式為：作者.論文題目J.期刊名，岀版年，卷號(hào)（期號(hào)）：頁碼）5J. AnninternMed ,1980,92(2):316-318.范立南，韓曉微，王忠石等.基于多結(jié)構(gòu)元的噪聲污染灰度圖像邊緣檢測研究J.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版）。6、致謝緊張、充實(shí)而又難忘的電子實(shí)訓(xùn)結(jié)束，在電子實(shí)訓(xùn)期間得到了許多人的幫助，使我終身難以 忘懷。在這里我首先要感謝張興達(dá)老師，真心地說一句：您辛苦了！感謝張興達(dá)