某駕校LED廣告燈程序的設(shè)計(jì)方案

1、 1 / 13單片機(jī)原理與應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告單片機(jī)原理與應(yīng)用綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告題題 目目: : 廣仁駕校廣仁駕校 LEDLED 廣告燈廣告燈 院院 別別: :機(jī)電學(xué)院機(jī)電學(xué)院 專業(yè)專業(yè): : 0909 機(jī)電本機(jī)電本 姓名姓名: :海鵬海鵬學(xué)號學(xué)號: : 1111 同組人員：同組人員：宋寶聰宋寶聰 莊志鑫莊志鑫指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師: :永永 答辯日期答辯日期: :2011-12-162011-12-16 2 / 13摘摘 要要隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到彩色霓虹燈。廣告燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以與控制簡單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚

2、。本設(shè)計(jì)提出了一種基于 AT89C51 單片機(jī)控制 LED 廣告燈的方案，來實(shí)現(xiàn)對廣告燈的控制。本方案以 AT89C51 單片機(jī)作為主控核心，由顯示、驅(qū)動(dòng)和電源模塊組成核心主控制模塊。其中電源模塊采用全橋整流和穩(wěn)壓芯片 7805 為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的+5V 電壓。在主控模塊上設(shè)有 24 個(gè)廣告燈，根據(jù)用戶需要可以編寫各種亮燈模式。根據(jù)各種亮燈時(shí)間的不同需要，在不同時(shí)刻輸出燈亮或燈滅的控制信號，然后驅(qū)動(dòng)各種顏色的燈亮滅。 本次試驗(yàn)旨在提高我們單片機(jī)的實(shí)際應(yīng)用能力，如程序的編寫以與硬件模擬調(diào)試，仿真實(shí)驗(yàn)等，同時(shí)豐富教學(xué)容，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握知識，在實(shí)踐中提高自己的編程能力和熟練的掌握單片計(jì)數(shù)等。 關(guān)鍵

3、詞：關(guān)鍵詞：LEDLED 廣告燈，廣告燈，AT89C51AT89C51 3 / 13目錄目錄2.2 電源模塊. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8第一章第一章 程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)方案方案1 1 硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路設(shè)計(jì)（1） AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器。AT89C51 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

4、相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存 4 / 13儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，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.主要特性：主要特性：與 MCS-51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000 寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10 年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級程序存儲(chǔ)器鎖定128*8 位部 RAM32 可編程 I/O 線兩個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器5 個(gè)中斷源 可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片振蕩器和時(shí)鐘電路 圖 1 AT89C51 引腳功能圖 5 / 13（2）管腳功能說明，如圖 1 所

5、示（3）振蕩器電路：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振蕩器，和片外振蕩器兩種。本系統(tǒng)采用的是部振蕩方式，其外接晶振采用12MHz，電容 C1、C2 采用 30pF，此時(shí)的機(jī)器周期的 1us2 2軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，軟件的功能也就基本定下來了。從軟件的功能不同可分為兩大類：一是監(jiān)控軟件（主程序），它是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，專門用來協(xié)調(diào)各執(zhí)行模塊和操作者的關(guān)系。二是執(zhí)行軟件（子程序），它是用來完成各種實(shí)質(zhì)性的功能如測量、計(jì)算、顯示等。每一個(gè)執(zhí)行軟件也就是一個(gè)小的功能執(zhí)行模塊。這里將各執(zhí)行模塊一

6、一列出，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊進(jìn)行功能定義和接口定義。各執(zhí)行模塊規(guī)劃好后，就可以規(guī)劃監(jiān)控程序了。首先要根據(jù)系統(tǒng)的總體功能選擇一種最合適的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，合理地安排監(jiān)控軟件和各執(zhí)行模塊之間地調(diào)度關(guān)系。（1）主程序方案主程序調(diào)用了 3 個(gè)子程序，分別是流水等狀態(tài)子程序、串口發(fā)送子程序、延時(shí)子程序。主程序結(jié)構(gòu)組成首先對主程序設(shè)置中斷入口地址，設(shè)置好以后調(diào)用流水燈狀態(tài)子程序，調(diào)用成功以后進(jìn)行發(fā)送信息，用于顯示模塊顯示，延時(shí)子程序。將各個(gè)功能程序以子程序的形式寫好，當(dāng)寫主程序的時(shí)候，只需要調(diào)用子程序，然后在寄存器的分配上作一下調(diào)整，消除寄存器沖突和 I/O 沖突即可。程序應(yīng)該盡可能多的使

7、用調(diào)用指令代替跳轉(zhuǎn)指令。因?yàn)樘D(zhuǎn)指令使得程序難以看懂各程序段之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。而調(diào)用指令則不同，調(diào)用指令使得程序結(jié)構(gòu)清晰，無論是修改還是維護(hù)都比較方便。將功能程序段寫成子程序的形式，除了方便調(diào)用之外，還有一個(gè)好處那就是以后寫程序的時(shí)候如果要用到，就可以直接調(diào)用這個(gè)單元功能模塊。其主程序流程圖如圖 3.1 所示,串口發(fā)送子程序如圖3.2 所示。 6 / 13系統(tǒng)程序見附錄一圖 2 主程序流程圖延時(shí)返回 圖 3 串口發(fā)送子程序3 3軟件調(diào)試軟件調(diào)試在完成了硬件和軟件設(shè)計(jì)后，可借助單片機(jī)仿真開發(fā)裝置進(jìn)行軟、硬件調(diào)試工作，調(diào)試時(shí)根據(jù)系統(tǒng)功能仔細(xì)檢驗(yàn)是否實(shí)現(xiàn)所預(yù)期的功能，反復(fù)調(diào)試，直到滿足要求。第二章主要

8、模塊的組成第二章主要模塊的組成開始系統(tǒng)初始化調(diào)用串口發(fā)送子程序返回串口發(fā)送子程序發(fā)送 三字節(jié)發(fā)送 7 / 132.12.1 C C做控制模塊做控制模塊AT89C51AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱。AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍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 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

9、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 是它的一種精簡版本。AT89C 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。外形與引腳排列如圖所示電路連接如下圖所示： 8 / 132.22.2 電源模塊與穩(wěn)壓電源電源模塊與穩(wěn)壓電源因?yàn)閱纹瑱C(jī)工作電源為+5V，且底層電路功耗很小。采用 7805 三端穩(wěn)壓片即可滿足要求。220V 交流電通過變壓為 155 的變壓器變成為 4.1V 的交流電，通過全橋整流變?yōu)?3.6V 的半波電源，最后通過濾波電容輸出有波動(dòng)的+5V 的電壓，最后通過 W7805

10、 對電壓進(jìn)行穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的+5V 電壓，為整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)供電。其中在電源前端用一個(gè)光敏二極管控制個(gè)繼電器繼而控制整個(gè)電源電路，當(dāng)有光的時(shí)候光敏二極管不導(dǎo)通，繼電器不吸合電源電路不工作，當(dāng)無光的時(shí)候光敏二極管導(dǎo)通，繼電器吸合電源電路工作。其電路如圖 4 所示圖4 電源電路第三章第三章硬件電路圖硬件電路圖與仿真顯示與仿真顯示3.13.1電路總圖電路總圖與仿真顯示與仿真顯示Vin1GND2Vo ut3780 51234100 UF104104100 UF+5V 9 / 13設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié)對于本次課題的心得體會(huì)，我們覺得有以下幾點(diǎn):1、不管做什么事,計(jì)劃是很重要的。沒有一個(gè)完好的計(jì)劃，做事情就會(huì)沒有

11、一個(gè)好的順序，做事情會(huì)比較亂，很難成功。而有一個(gè)好的計(jì)劃，不管做什么事都會(huì)事半功倍，做事心中有數(shù)，明確重點(diǎn)和緩急，不會(huì)有疏漏。這樣才能提高成功率。2、做事要多動(dòng)腦,選出最好的方法。一件事往往有多種解決方法，一個(gè)好的方法，不僅能使事情事半功倍，而且往往決定最后的成與敗，所以做事時(shí)一定要多動(dòng)一下腦筋，想出最好的方法。3、要注意細(xì)節(jié)。細(xì)節(jié)決定成敗，這句話在這次課題中不僅一次得到了印證，特別是在軟件的編程過程中，一點(diǎn)點(diǎn)的錯(cuò)誤就會(huì)使你整個(gè)程序不能運(yùn)行。因此我們不僅僅要有整體意識，也要注意細(xì)節(jié)，不要因一個(gè)關(guān)鍵地方的一個(gè)細(xì)節(jié)而導(dǎo)致滿盤皆輸。4、團(tuán)隊(duì)合作很重要。團(tuán)隊(duì)做一件事時(shí)，要發(fā)揮出門一個(gè)人的長處。人無完

12、人，但一個(gè)團(tuán)隊(duì)可以互相幫助，互相補(bǔ)充，只要互相合作，個(gè)人完成各自專長的，離成功就只有一步之遙。人人總是有疏漏的方面，但是只要互相合作，互 10 / 13相交流， 就會(huì)考慮問題更全面化，在本次課題中，我們組團(tuán)結(jié)合作不僅事半功倍，而且發(fā)現(xiàn)了一些好的有趣的構(gòu)想，是我們對單片機(jī)有了更濃的興趣。在這次的學(xué)習(xí)中，進(jìn)一步掌握了 51 系列的模擬串口模擬操作，并且通過Keil 軟件的 debug 功能觀察，部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的變化，驗(yàn)證程序的實(shí)現(xiàn)過程。經(jīng)過老師講解和同學(xué)的幫助，基本掌握了數(shù)碼管的原理，知道了數(shù)碼管的段代碼，數(shù)碼管分為共陰和共陽接法。在調(diào)試過程中也遇到了一些問題，但是在老師的耐心指導(dǎo)以與其他同學(xué)的幫

13、助下，得以順利解決。本設(shè)計(jì)能夠順利的完成得到了老師的大力支持與幫助，在百忙之中抽出寶貴的休息時(shí)間，仔細(xì)耐心為我指導(dǎo)。設(shè)計(jì)過程中，老師一并幫我分析遇到的種種困難。一直支持，鼓勵(lì)我要有解決問題的信心，使設(shè)計(jì)得以順利的完成。在開發(fā)的同時(shí)，和同學(xué)們之間的相互探討也使我獲益匪淺。在此，對他們表示由衷的感！電子信息技術(shù)日新月異地飛速發(fā)展，人們總是處在不斷學(xué)習(xí)階段，再加上我們水平有限，所以本設(shè)計(jì)肯定存在許多不盡如人意的地方，歡迎廣大老師和同學(xué)批評指正。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 單片機(jī)中級教程原理與應(yīng)用 俊謨 航空航天大學(xué)附錄附錄1 試驗(yàn)程序ORG 0000HAJMP MAINORG 0100HMAIN:CLR P

14、0.0ACALL DELAYCLR P0.1ACALL DELAYCLR P0.2ACALL DELAY 11 / 13CLR P0.3ACALL DELAYCLR P0.4ACALL DELAYCLR P0.5ACALL DELAYCLR P0.6ACALL DELAYCLR P0.7ACALL DELAYCLR P1.0ACALL DELAYCLR P1.1ACALL DELAYCLR P1.2ACALL DELAYCLR P1.3ACALL DELAYCLR P1.4ACALL DELAYCLR P1.5ACALL DELAYCLR P1.6ACALL DELAYCLR P1.7ACALL DELAYCLR P2.0ACALL DELAYCLR P2.1 12 / 13ACALL DELAYCLR P2.2ACALL DELAYCLR P2.3ACALL DELAYCLR P2.4ACALL DELAYCLR P2.5ACALL DELAYCLR P2.6ACALL DELAYCLR P2.7ACALL DELAYCLR P3.0ACALL DELAYCLR P3.1ACALL DELAYCLR P3.2ACALL DELAYCLR P3.3ACALL DELAYCLR P3.4ACALL DELAYCLR P3.5ACA