燈循環(huán)顯示速度的按鍵控制設計

1、目錄第1章 硬件電路設計21.1 電路原理21.2 數碼管顯示方案21.3 鍵盤輸入方案21.4 電源21.5 時鐘31.6 晶振電路31.7 復位電路31.8 LED燈電路3第2章 軟件設計42.1 系統(tǒng)流程圖42.2 程序設計4第3章 仿真原理圖83.1 仿真原理圖83.2 pcb圖93.3 Pcb3D輸出實物圖9參考文獻：10第1章 硬件電路設計1.1 電路原理本硬件的核心是STC12C5A60S2單片機，我們選用AT89C51。因無需擴展外部RAM。系統(tǒng)采用8位共陽極數碼管,用來顯示循環(huán)點亮的效果。單片機時無須外擴存儲器因此，本流水燈實際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機最小應用系統(tǒng)

2、，即為由發(fā)光二極管、晶振、復位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機。系統(tǒng)采用4個按鍵控制，4個按鍵分別控制4種不同流水燈速度。系統(tǒng)在P0.0到P0.8上接了8個發(fā)光二極管，在按一下調速按鍵的時，蜂鳴器鳴叫一聲，P0.0的二極管亮，此時從P0.0到P0.8的二極管依次點亮，數碼管顯示其調速按鍵的序號。1.2 數碼管顯示方案通常數碼管顯示有兩種方式：動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的優(yōu)點是程序簡單、顯示亮度有保證、單片機CPU的開銷小，節(jié)約CPU的工作時間。但占用I/O口線多，每一個LED都要占用一個I/O口，硬件開銷大，電路復雜。需要幾個LED就必須占用幾個并行I/O口，比較適用于LED數量較少

3、的場合。當然當LED數量較多的時候，可以使用單片機的串行口通過移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫比較復雜。LED動態(tài)顯示硬件連接簡單，但動態(tài)顯示掃描方式需要占用CPU較多的時間，在單片機沒有太多實時測試任務的情況下可以采用。本系統(tǒng)需要采用1位LED數碼管來顯示按鍵序號，故本系統(tǒng)選擇靜態(tài)顯示方案。1.3 鍵盤輸入方案單片機的鍵盤結構可以采用獨立式按鍵和矩陣式鍵盤兩種。獨立式按鍵指直接用I/O口線構成單個按鍵電路?？稍谙到y(tǒng)中鍵較少時使用。在按鍵比較多的時候可采用矩陣式鍵盤。本系統(tǒng)要設置4個鍵，這4個按鍵分別調節(jié)流水燈的速度，已達到調速的目的。1.4 電源 VCC-芯片電源，接+5V。VSS-接地

4、端。用萬用表測試單片機引腳電流一般為0v或者5v，這是標準的TTL電平，但有時候在單片機程序正在工作時候測試結果并不是這個值而是介于0v-5v之間，其實這之是萬用表反映沒這么快而已，在某一個瞬間單片機引腳電流還是保持在0v或者5v的。1.5 時鐘XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。1.6 晶振電路對于一個高可靠性的系統(tǒng)設計，晶體的選擇非常重要，尤其設計帶有睡眠喚醒(往往用低電壓以求低功耗)的系統(tǒng)。這是因為低供電電壓使提供給晶體的激勵功率減少，造成晶體起振很慢或根本就不能起振。這一現象在上電復位時并不特別明顯，原因時上電時電路有足夠的擾動，很容易建立振蕩。在睡眠喚醒時，電路的

5、擾動要比上電時小得多，起振變得很不容易。在振蕩回路中，晶體既不能過激勵(容易振到高次諧波上)也不能欠激勵(不容易起振)。晶體的選擇至少必須考慮：諧振頻點，負載電容，激勵功率，溫度特性，長期穩(wěn)定性。1.7 復位電路復位是單片機的初始化操作。單片機啟運運行時，都需要先復位，其作用是使CPU和系統(tǒng)中其他部件處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。因而，復位是一個很重要的操作方式。但單片機本身是不能自動進行復位的，必須配合相應的外部電路才能實現1.8 LED燈電路LED(Light-Emitting-Diode中文意思為發(fā)光二極管)是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體，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，而采用電場發(fā)光。據分析，LED的特點非常明顯，壽命長、光效高、無輻射與低功耗。LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達8090%。將LED與普通白熾燈、螺旋節(jié)能燈及T5三基色熒光燈進行對比，結果顯示：普通白熾燈的光效為12lmW，壽命小于2000小時，螺旋節(jié)能燈的光效為60lmW，壽命小于8000小時，T5熒光燈則為96lmW，壽命大約為10000小時，而直徑為5毫米的白光LED為2028lmW，壽命可大于100000小時。有人還預測，未來的LED壽命上限將無窮大。發(fā)光二極管串聯(lián)一個510歐姆的電阻后接在5V的電壓上。LED燈電路接在單片機P1口上。LED燈

7、陽極接電源，陰極接單片機的I/O口，低電平驅動，只要在單片機相應引腳給出低電平，LED就會發(fā)亮。第2章 軟件設計2.1 系統(tǒng)流程圖圖2-1 程序流程圖2.2 程序設計#include #include #define uchar unsigned char/數據類型宏定義#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*/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temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點亮下一個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temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點亮下一個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temp=_crol_(temp,1);/循環(huán)左移1位，點亮下一個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輸出實物圖 Pcb3D輸出實物圖如圖3-3: 圖3-3 Pcb3D輸出實物圖參考文獻：1胡漢才單片機原理與接口技術M北京：清華大學出版社，1995.62樓然苗等51系列單片機設計實例M北京：北京航空航天出版社，2003.3何立民.單片機高級教程M北京：北京航空航天大學出版社，20014趙曉安.MCS-51單片機原理及應用M.天津：天津大學出版社，2001.