基于單片機的彩燈循環(huán)電路

1、中北大學課程設(shè)計說明書2012/2013學年第 1 學期  學 院：電子與計算機科學技術(shù)學院 專 業(yè)：電子科學與技術(shù) 學 生 姓 名：豐曉寧學 號：1006044216課程設(shè)計題目：基于單片機的彩燈循環(huán)電路 起 迄 日 期：2013年1月 2日 -2013年1月15日課程設(shè)計地點：電子科學與技術(shù)專業(yè)實驗室指 導 教 師：文豐系主任：劉文怡    2013年1月 15日目 錄1、 引言2、 課程設(shè)計目的3、 課程設(shè)計內(nèi)容和要求4、 設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求5、 設(shè)計成果形式及要求6、 設(shè)計方案及過程1、 設(shè)計思路

2、2、用PROTUES繪制原理圖以及對其仿真3、用PROTEL對器件生成PCB版圖七、課程設(shè)計總結(jié)八、參考文獻1、 引言1、單片機單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。 汽車上一般配備40多部

3、單片機，復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。單片機的廣泛應用是電子技術(shù)發(fā)展的一個標志，也是電子產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展的必然趨勢。所以作為一個電子技術(shù)從業(yè)人員，學好單片機是必備的基礎(chǔ)！2、 Protues Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換

4、到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯，所以本次實驗采用Proteus仿真。3、 PROTELPROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計者的首

5、選軟件，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL，故此，本次試驗沒有采用proteus進行版圖繪制，而是采用了PROTEL.。4、 彩燈循環(huán)彩燈循環(huán)，顧名思義就是讓一組彩燈按照設(shè)置好的順序進行變化，應用非常廣，比如廣告牌，交通燈等，需要注意的是，循環(huán)時期間的間隔時間需要嚴格控制，這也是本次課設(shè)的重點所在，由于本次課程設(shè)計要求實現(xiàn)的彩燈相對簡單，所以我用學過的C語言編了一個簡易的程序，可以基本實現(xiàn)題目所給的要求。二、課程設(shè)計目的 1、掌握電子電路的一般設(shè)計方法和設(shè)計流程； 2、學習使用PROTEL軟件繪制電路原理圖及印刷板圖； 3、掌

6、握應用EWB對所設(shè)計的電路進行仿真，通過仿真結(jié)果驗證設(shè)計的正確性。 三、課程設(shè)計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計要求等）：使用80C51單片計實現(xiàn)彩燈循環(huán)電路，彩燈個數(shù)為8個。(1)L1、L2、L8依次點亮；(2)L1、L2、L8依次熄滅；(3)L1、L2、L8全亮、全滅。各時序間隔為0.5秒。讓發(fā)光二極管按以上規(guī)律循環(huán)顯示下去。 (4)整理設(shè)計內(nèi)容，編寫設(shè)計說明書。四、設(shè)計工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：(1)課程設(shè)計說明書；(2)電路原理圖和印刷板圖(3)仿真圖形和仿真結(jié)果五、設(shè)計成果形式及要求(1)提交內(nèi)容：課程設(shè)計說明書、電路原理圖

7、和印刷板圖、仿真圖形和仿真結(jié)果。(2)基本要求：繪制出電路原理圖和印刷板圖，通過仿真驗證設(shè)計正確性。六、設(shè)計方案及過程 1、設(shè)計思路(1)本次設(shè)計采用8051單片機的P1口連接LED燈，中間串聯(lián)一個220歐姆的電阻來分壓，防止擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。在最上面的LED燈上并聯(lián)一個電壓表來檢測LED燈的導通電壓降。運用循環(huán)函數(shù)可實現(xiàn)LED燈的依次點亮和熄滅，可是實現(xiàn)本次課程設(shè)計的目的。(2)時鐘周期，也稱為振蕩周期（時鐘周期就是單片機外接晶振的倒數(shù)，如12MHZ的晶振，它的時鐘周期就是1/12us）,它是單片機中最基本的，最小的時間單位。在一個時鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個最基本的動作。機器周期是單片機的基

8、本操作周期，在一個操作周期內(nèi)，單片機完成一項基本操作，如取指令，存儲器讀/寫等。它由12個時鐘周期組成。本設(shè)計中時鐘頻率為12MHZ，采用 for循環(huán)的方法可以實現(xiàn)delay1ms的基準延時程序，在程序中用dela1ms函數(shù)調(diào)用體現(xiàn)，每一個變化調(diào)用一次delay1ms函數(shù)，則可實現(xiàn)任意延時的功能。 （3）本次設(shè)計采用KEY1，KEY2，KEY3，KEY4，4個獨立按鍵來控制彩燈的循環(huán)模式,當按下KEY1按鍵的時候彩燈依次點亮，當按下KEY2按鍵的時候彩燈依次熄滅，當按下KEY3按鍵的時候彩燈全亮，當按下KEY4的時候彩燈全滅。很好的實現(xiàn)了設(shè)計的要求。 (4)設(shè)計的完整C語言程序如下： #inc

9、lude<reg51.h> #include<intrins.h> #define uchar unsigned char sbit key1=P30; sbit key2=P31; sbit key3=P32; sbit key4=P33; void delay1ms(unsigned int i) /1ms基準延時程序 unsigned char j; while(i-) for(j=0;j<115;j+) ; void main() int n; while(1) if(key1=0) delay1ms(10); if(key1=0) P1=0x7f;/01

10、11 1111 for(n=0;n<8;n+) P1=_crol_(P1,1); delay1ms(500); P1=0xff;/1111 1111 if(key2=0) delay1ms(10); if(key2=0) P1=0x80;/1000 0000 for(n=0;n<8;n+) P1=_crol_(P1,1); delay1ms(500); P1=0x00;/0000 0000 if(key3=0) delay1ms(10); if(key3=0) P1=0x00;/0000 0000 if(key4=0) delay1ms(10); if(key4=0) P1=0xf

11、f;/1111 1111 2、用Proteus繪制原理圖以及對其仿真(1)運用Proteus繪制原理圖 (2)運用PROTEUS仿真原理圖 圖（1） 彩燈依次點亮 圖（2） 彩燈依次熄滅 圖（3） 彩燈全部點亮3、用protel生成PCB版圖（1）用protel繪制原理圖 （2）、用protel生成PCB版圖 七、課程設(shè)計總結(jié)在本次課程設(shè)計，主要是基于單片機來實現(xiàn)，自己以前也接觸過一些單片機的知識，所以對單片機這一部分有一定的了解。但是對proteus軟件和protel軟件卻是零基礎(chǔ)，在運用的過程中遇到了好多的難題，自己通過上網(wǎng)查資料，去圖書館借書和請教同學才對這兩個軟件有了一點了解。要學好這兩個經(jīng)典軟件還要需要自己以后付出更多的努力來學習！同時我也明白了我們學到的知識要學以致用，需要和實踐相結(jié)合才能對知識有更好的掌握。在設(shè)計的過程中，調(diào)試程序，對原理圖進行仿真都不是一次性就可以成功，需要耐心的找出其中的錯誤，一步步修改，直到得到正確的結(jié)果。加強了自己獨立思考和解決問題的能力。八、參考文獻 (1) 童詩白模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)北京：高等