燈循環(huán)顯示速度的按鍵控制設(shè)計(jì)

1、目錄第1章 硬件電路設(shè)計(jì)21.1 電路原理21.2 數(shù)碼管顯示方案21.3 鍵盤(pán)輸入方案21.4 電源21.5 時(shí)鐘31.6 晶振電路31.7 復(fù)位電路31.8 LED燈電路3第2章 軟件設(shè)計(jì)42.1 系統(tǒng)流程圖42.2 程序設(shè)計(jì)4第3章 仿真原理圖83.1 仿真原理圖83.2 pcb圖93.3 Pcb3D輸出實(shí)物圖9參考文獻(xiàn)：10第1章 硬件電路設(shè)計(jì)1.1 電路原理本硬件的核心是STC12C5A60S2單片機(jī)，我們選用AT89C51。因無(wú)需擴(kuò)展外部RAM。系統(tǒng)采用8位共陽(yáng)極數(shù)碼管,用來(lái)顯示循環(huán)點(diǎn)亮的效果。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)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)

2、，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)。系統(tǒng)采用4個(gè)按鍵控制，4個(gè)按鍵分別控制4種不同流水燈速度。系統(tǒng)在P0.0到P0.8上接了8個(gè)發(fā)光二極管，在按一下調(diào)速按鍵的時(shí)，蜂鳴器鳴叫一聲，P0.0的二極管亮，此時(shí)從P0.0到P0.8的二極管依次點(diǎn)亮，數(shù)碼管顯示其調(diào)速按鍵的序號(hào)。1.2 數(shù)碼管顯示方案通常數(shù)碼管顯示有兩種方式：動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是程序簡(jiǎn)單、顯示亮度有保證、單片機(jī)CPU的開(kāi)銷小，節(jié)約CPU的工作時(shí)間。但占用I/O口線多，每一個(gè)LED都要占用一個(gè)I/O口，硬件開(kāi)銷大，電路復(fù)雜。需要幾個(gè)LED就必須占用幾個(gè)并行I/O口，比較適用于LED數(shù)量較少

3、的場(chǎng)合。當(dāng)然當(dāng)LED數(shù)量較多的時(shí)候，可以使用單片機(jī)的串行口通過(guò)移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫(xiě)比較復(fù)雜。LED動(dòng)態(tài)顯示硬件連接簡(jiǎn)單，但動(dòng)態(tài)顯示掃描方式需要占用CPU較多的時(shí)間，在單片機(jī)沒(méi)有太多實(shí)時(shí)測(cè)試任務(wù)的情況下可以采用。本系統(tǒng)需要采用1位LED數(shù)碼管來(lái)顯示按鍵序號(hào)，故本系統(tǒng)選擇靜態(tài)顯示方案。1.3 鍵盤(pán)輸入方案單片機(jī)的鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)可以采用獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤(pán)兩種。獨(dú)立式按鍵指直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路。可在系統(tǒng)中鍵較少時(shí)使用。在按鍵比較多的時(shí)候可采用矩陣式鍵盤(pán)。本系統(tǒng)要設(shè)置4個(gè)鍵，這4個(gè)按鍵分別調(diào)節(jié)流水燈的速度，已達(dá)到調(diào)速的目的。1.4 電源 VCC-芯片電源，接+5V。VSS-接地

4、端。用萬(wàn)用表測(cè)試單片機(jī)引腳電流一般為0v或者5v，這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平，但有時(shí)候在單片機(jī)程序正在工作時(shí)候測(cè)試結(jié)果并不是這個(gè)值而是介于0v-5v之間，其實(shí)這之是萬(wàn)用表反映沒(méi)這么快而已，在某一個(gè)瞬間單片機(jī)引腳電流還是保持在0v或者5v的。1.5 時(shí)鐘XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。1.6 晶振電路對(duì)于一個(gè)高可靠性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，晶體的選擇非常重要，尤其設(shè)計(jì)帶有睡眠喚醒(往往用低電壓以求低功耗)的系統(tǒng)。這是因?yàn)榈凸╇婋妷菏固峁┙o晶體的激勵(lì)功率減少，造成晶體起振很慢或根本就不能起振。這一現(xiàn)象在上電復(fù)位時(shí)并不特別明顯，原因時(shí)上電時(shí)電路有足夠的擾動(dòng)，很容易建立振蕩。在睡眠喚醒時(shí)，電路的

5、擾動(dòng)要比上電時(shí)小得多，起振變得很不容易。在振蕩回路中，晶體既不能過(guò)激勵(lì)(容易振到高次諧波上)也不能欠激勵(lì)(不容易起振)。晶體的選擇至少必須考慮：諧振頻點(diǎn)，負(fù)載電容，激勵(lì)功率，溫度特性，長(zhǎng)期穩(wěn)定性。1.7 復(fù)位電路復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)啟運(yùn)運(yùn)行時(shí)，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電路才能實(shí)現(xiàn)1.8 LED燈電路LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發(fā)光二極管)是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的半導(dǎo)體，它改變了白熾燈鎢絲發(fā)光與節(jié)

6、能燈三基色粉發(fā)光的原理，而采用電場(chǎng)發(fā)光。據(jù)分析，LED的特點(diǎn)非常明顯，壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中于可見(jiàn)光頻段，其發(fā)光效率可達(dá)8090%。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示：普通白熾燈的光效為12lmW，壽命小于2000小時(shí)，螺旋節(jié)能燈的光效為60lmW，壽命小于8000小時(shí)，T5熒光燈則為96lmW，壽命大約為10000小時(shí)，而直徑為5毫米的白光LED為2028lmW，壽命可大于100000小時(shí)。有人還預(yù)測(cè)，未來(lái)的LED壽命上限將無(wú)窮大。發(fā)光二極管串聯(lián)一個(gè)510歐姆的電阻后接在5V的電壓上。LED燈電路接在單片機(jī)P1口上。LED燈

7、陽(yáng)極接電源，陰極接單片機(jī)的I/O口，低電平驅(qū)動(dòng)，只要在單片機(jī)相應(yīng)引腳給出低電平，LED就會(huì)發(fā)亮。第2章 軟件設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)流程圖圖2-1 程序流程圖2.2 程序設(shè)計(jì)#include #include #define uchar unsigned char/數(shù)據(jù)類型宏定義#define uint unsigned int#define out P0#defineout3 P3/*引腳定義*/sbit key1=P10;sbit key2=P11;sbit key3=P12;sbit key4=P13;sbit sounder=P20;sbitdula=P27;uchar code table=

8、0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;voiddelayms(unit);/*主函數(shù)*/void main(void)uchari,temp;if(key1=0) sounder=0;delayms(1000);sounder=1;while(key2=1&key3=1&key4=1)temp=0xfe;for(i=0;i8&(key2=1&key3=1&key4=1);i+)out=temp; /初始化P0口delayms(1000); /延時(shí)temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個(gè)LEDdula=1;o

9、ut3=table1; if(key2=0)sounder=0;delayms(1000);sounder=1;while(key1=1&key3=1&key4=1)temp=0xfe;for(i=0;i8&(key1=1&key3=1&key4=1);i+)out=temp; /初始化P0口delayms(700); /延時(shí)temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個(gè)LEDdula=1;out3=table2;if(key3=0)sounder=0;delayms(1000);sounder=1;while(key1=1&key2=1&key4=1)temp=0xfe;

10、for(i=0;i8&(key1=1&key2=1&key4=1);i+)out=temp; /初始化P0口delayms(400); /延時(shí)temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點(diǎn)亮下一個(gè)LEDdula=1;out3=table3;if(key4=0)sounder=0;delayms(1000);sounder=1;while(key1=1&key2=1&key3=1)temp=0xfe;for(i=0;i0;j-)i=250;while(-i);i=249;while(-i);第3章 仿真原理圖3.1 仿真原理圖 仿真原理圖如圖3-1： 圖3-1 仿真原理圖3.2 pcb圖 Pcb連線圖如圖3-2： 圖3-2 Pcb連線圖3.3 Pcb3D輸出實(shí)物圖 Pcb3D輸出實(shí)物圖如圖3-3: 圖3-3 Pcb3D輸出實(shí)物圖參考文獻(xiàn)：1胡漢才單片機(jī)原理與接口技術(shù)M北京：清華大學(xué)出版社，1995.62樓然苗等51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例M北京：北京航空航天出版社，2003.3何立民.單片機(jī)高級(jí)教程M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20014趙曉安.MCS-51單片機(jī)原理及應(yīng)用M.天津：天津大學(xué)出版社，2001.