廣告燈(LED燈左移右移)電路設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)新疆農業(yè)大學機械交通學院單片機技術與應用課程設計說明書 題 目：廣告燈(LED燈左移右移)電路設計 專業(yè)班級： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 時 間： 目錄 TOC o 1-3 h z u 廣告燈（LED燈的左移右移）電路設計作者：秦春旺 指導老師：艾海提賽買提 李春蘭1 設計目的會利用軟件繪制流水廣告燈電路原理圖。通過單片機課程設計，熟練匯編語言的編程方法，將理論聯(lián)系到實踐中去，提高我們的動腦和動手的能力。會用Keil C51軟件對源程序進行編譯調試及與prote

2、us軟件聯(lián)調，實現電路的仿真。2 設計內容廣告燈是一種常見的裝飾，常用與街上的廣告及舞臺裝飾燈場合。最簡單的流水廣告燈就是各個燈依次發(fā)光。本任務利用STC89C51單片機來實現這一功能。2.1 設計任務及要求輸出“0”時，發(fā)光二極管亮，開始時按照P1.0、 P1.1 、P1.7的順序依次點亮發(fā)光將8個發(fā)光二極管D1-D8接在單片機的P1.0-P1.7端口上，當對應的P1口二極管，然后再按照P1.7、P1.6 P1.0的順序依次點亮發(fā)光二極管，重復循環(huán)。2.2 設計方案及原理單片機CPU芯片STC89C51，工作環(huán)境為常溫。發(fā)光二極管，工作環(huán)境為常溫通過對單片機STC89C51系統(tǒng)的學習，如果要

3、讓接在STC89C51芯片P1.0口的LED1亮起來，那么只要把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要接在P1.0口的燈熄滅，把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢裕煌?。接在P1.0-P1.7口的其他7個LED燈的點亮和熄滅方法同LED1.因此，要實現LED燈的左右循環(huán)功能只要將LED1-LED8依次點亮、熄滅，8只LED燈便會一會亮一會暗的做流水燈。再在此我們還應注意一點，由于人眼的視覺暫留效果效應以及單片機執(zhí)行每條指令的時間很短，我們在控制二極管亮滅的時候應該延時一段時間，否則我們就看不到“流水”效果。單片機的應用系統(tǒng)由軟件和硬件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到

4、LED循環(huán)點亮的現象，我們還需要告訴單片機怎么來進行工作，即編寫程序控制單片機管腳電平的高低變化，來實現發(fā)光二極管的左右循環(huán)。3設計步驟3.1硬件電路設計電路組成。這里選擇具有內部程序存儲器的AT89S51單片機作為控制電路，其P1口接8個發(fā)光二極管（LED）和8個限流電阻。電路分析，要使LED點亮，則P1口的對應端子輸出低電平，即P1.10時，D1亮。一般情況下，驅動LED的電流約10mA左右，而LED本身的壓降為2V。當P1.1輸出為低電平時，輸出為0V，則流經D1的電流為6.3mA，為了在仿真實驗中讓LED更亮一些，在這里取限流電阻為270。相反，當P1.1輸出為高電平時，輸出電壓為5V

5、，則流經D1的電流為0mA，D1熄滅，即P1.11時，D1熄滅。P1口輸出電平分析。在圖3.1中，P1口的每一位都接有一個LED，要實現流水燈功能，就是要讓各個LED依次點亮一段時間，再熄滅一段時間，然后再點亮下一個LED一段時間，然后再熄滅一段時間，如此循環(huán)。換句話來說，就是讓P1口周而復始地輸出高電平和低電平，要實現這一功能，最簡單和最直接的方法是依次將數據送往P1口，每送一個數據延時一段時間。3.2 硬件電路組成框圖如圖3-1單片機晶振電路LED燈電路復位電路電 源 電 路圖3-1硬件電路框圖3.3 各個硬件電路及工作原理3.3.1 晶振電路如圖3-2圖3-2晶振電路工作原理：單片機系統(tǒng)

6、里都有，在單片機系統(tǒng)里晶振作用非常大，全稱叫晶體振蕩器，他結合單片機內部電路產生單片機所需的時鐘頻率，單片機晶振提供的時鐘頻率越高，那么單片機運行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機晶振提供的時鐘頻率。 在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內調整頻率，稱為（VCO）。晶振用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。 晶振有一個重要的參數，那就是負載電容值，選擇與負載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標稱的諧振頻率。一般的晶振振蕩電路都是在一個反相放大器（注意是放大器不

7、是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個電容分別接到晶振的兩端，每個電容的另一端再接到地，這兩個電容串聯(lián)的容量值就應該等于負載電容。為減少寄生電容，更好地保證振蕩器工作穩(wěn)定、可靠，石英晶體振蕩器和電容應盡可能地接近單片機引腳XTAL1和XTAL2。在本實驗中我們選擇的是12MHz的晶振負載電容是30pf。3.3.2 LED燈電路如圖3-3圖3-3 LED燈電路工作原理：用8個發(fā)光二極管代替LED燈。將8個發(fā)光二極管分別連在單片機的P1.0口、P1.1口至P1.8口，在每個發(fā)光二極管的支路上面串聯(lián)一個300的限流電阻。為了保證發(fā)光二極管的正常工作條件。3.3.3 復位電路如圖3-43-4 復位電路工作

8、原理：復位電路是為了確保微機系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作必不可少的一部分，復位電路的第一功能是上電復位。一般微機電路正常工作需要供電電源為5V5%,即4.75-5.25V。由于微機電路是時序數字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，只有當VCC超過4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時，復位信號才被撤除，微機電路開始正常工作。3.4 繪制原理圖如圖3-5圖3-5 LED燈左移右移的硬件原理圖3.5 元件參數計算LED電路的電阻阻值為300。復位電路的電容值為20uF，電阻阻值為10k3.6 元件清單列表STC89C51單片機一個300歐姆電阻8個10K電阻1個LED燈8個12MHZ

9、晶振1個20uf電解電容1個25pf振蕩器電容1個3.7程序設計 P1口輸出電平分析。在圖3.1中，P1口的每一位都接有一個LED，要實現流水燈功能，就是要讓各個LED依次點亮一段時間，再熄滅一段時間，然后再點亮下一個LED一段時間，然后再熄滅一段時間，如此循環(huán)。換句話來說，就是讓P1口周而復始地輸出高電平和低電平，要實現這一功能，最簡單和最直接的方法是依次將數據送往P1口，每送一個數據延時一段時間。，D1至D8依次點亮時，就是數據中的二進制0的位置依次往左移動了1位,D8至D1依次點亮時，就是往右依次移動1位，實現任務的思路是：程序開始時，給某一變量賦初始值0FEH,延時一段時間后，讓顯示變

10、量左移1位，再次輸出，直到所有左移數據為止，接下來就實現右移數據輸出完畢，再次重復整個過程。 延時程序編寫。單片機程序的延時有兩種，一種是軟件延時，一種是硬件延時，在這里我們重點討論軟件延時。當系統(tǒng)加電后，單片機就開始工作，按照設計的程序開始運行（也稱執(zhí)行指令）。單片機執(zhí)行一條指令要花一定的時間，那么單片機執(zhí)行一條指令的執(zhí)行時間成為指令周期。指令周期是以機器周期為單位的。MCS-51單片機規(guī)定，一個機器周期為單片機振蕩器的12個振蕩周期。如果單片機時鐘電路中的晶振頻率為12MHz，則一個機器周期為1us。單片機的指令運行速度是很快的，要想在端口獲得一定的延時時間，就要編寫程序，使單片機運行設計

11、程序產生時間延遲。此次設計要求獲得0.2s的時間長度，當單片機的指令周期是1us時，0.2s就是1us的2000 000倍。在程序編寫中常用循環(huán)語句來完成計數和時間延遲，從而獲得需要的延時時間。3.7.1 繪制程序原理圖如圖3-6開始R2賦值8，A賦值FEHP1=A延時0.2秒A左移一次，R2=R2-1R2=0？P1=A延時0.2秒A右移一次，R2=R2+1R2=0?圖3-6軟件流程框圖3.7.2匯編程序 ORG 0000HSJMP STARTORG 0050H START: MOV R2,#8 MOV A,#0FEH ；共陽極接法中循環(huán)初始值;給A輔值成 LOOP: MOV P1,A ；點亮

12、LED10 LCALL DELAY ；長調用DELAY程序 RL A ；累加器不連進位標志位左循環(huán)移位 DJNZ R2,LOOP ；R2循環(huán)LOOP MOV R2,#8 ；R2賦值8LOOP1: MOV P1,A LCALL DELAY RR A ；累加器不連進位標志位右循環(huán)移位 DJNZ R2,LOOP1 LJMP START 長跳轉到startDELAY: MOV R5,#20 ；R5=20D1: MOV R6,#20 ；R6=20D2: MOV R7,#248 ；R7=248 DJNZ R7,$DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1 延時0.2秒程序 RETEND因為0.2秒=200m

13、s,10ms乘R5=200ms 則R5=204 調試與仿真 用keil仿真調試程序如圖4-1圖4-1 keil仿真調試用proteus和Keil聯(lián)調仿真如圖4-2圖4-2 proteus和keil聯(lián)調仿真5 硬件調試結果5.1面包板電路的搭建測試如圖5-1圖5-1面包板搭建的實物圖5.2電路調試結果如圖5-2，5-3,5-4圖5-2 LED 燈左右移動實物圖圖5-3 LED 燈左右移動實物圖圖5-4 LED 燈左右移動實物圖6 心得體會作為為一名電氣自動化專業(yè)的大三學生，我覺得做單片機課程設計是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過的大學時間里，我們大多數接觸的是專業(yè)課。我們在課堂上掌握的僅

14、僅是專業(yè)課的理論知識，如何去鍛煉我們的實踐能力？如何把我們所學的專業(yè)基礎課理論知識運用到實踐中去呢？我想做類似的課程設計就為我們提供了良好的實踐平臺。這次單片機課程設計我們歷時三個星期這次課程設計后我發(fā)現自己在一點一滴的努力中對單片機的興趣也在逐漸增加。沒想到這項看起來不需要多少技術的工作卻是非常需要耐心和精力在三個星期后的今天我已明白課程設計對我來說的意義，它不僅僅是讓我們把所學的理論知識與實踐相結合起來，提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力，更重要的是同學間的團結。作為組長我負責軟件的編程和調試，在艾老師和李春蘭老師的耐心指導下，幫助我們解決了許多問題。我覺得這次的單片機設計非常有意義，

15、是我的人生中第一次自己能夠設計出程序并讓程序通過硬件在面包板上顯現出我想要的結果，感到很興奮。也給了我很大的動力希望以后在課余的時間里能夠自己設計小程序，來完成想要的目的，也讓我對大四的畢業(yè)設計有了美好的憧憬?？傊@次設計讓我學會了很多。參考文獻:1 郭天祥. 新概念51單片機教程-入門、提高、開發(fā)、拓展全攻略.北京：電子工業(yè)出版社，2009.1.2 李朝青.單片及原理機接口技術.北京航空航天出版社，1994.3 李元編著，數字電路與邏輯設計，南京：南京大學出版社，1997年2月出版，35-116.4 陳明熒.8051單片機課程設計實訓教材M.北京:清華大學出版社,2003.5 錢進.基于AT89C2051的高度精度數字頻率計的設計J.機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2007，