單片機LED課程設計

1、摘要家人和其他人帶來美的享受。本系統(tǒng)采用單片機AT89C51為中心器件來設計彩燈控制器，并用發(fā)光二極管作為被控制部件來顯示。系統(tǒng)實用性強、操作簡單、擴展性強。彩燈控制器在我門日常生活中有重要的運用，如廣告牌的設計和節(jié)日彩燈的設計都能運用到它的原理。關鍵詞：AT89C51； 節(jié)日彩燈控制器；發(fā)光二極管目 錄摘要.1設計任務11.1功能及技術指標要求.11.2設計內容.11.3設計思路及關鍵技術.12彩燈燈的設計程序框圖.23彩燈程序的主程序.34系統(tǒng)硬件電路的設計.124.1 時鐘源. 124.2 周期控制 . 124.3方向控制電路 .134.4執(zhí)行電路 134.5電路仿真 145原理圖.14

2、6檢測與調試.156.1硬件調試156.2軟件調試157總結與體會.168參考文獻.169致謝.161.設計任務1.1功能及技術指標要求設計節(jié)日彩燈的基本要求：設計一個節(jié)日彩燈，要應用DVCC實驗系統(tǒng)。1.2、設計內容按設計技術指標進行節(jié)日彩燈的硬件和軟件設計。1.3設計思路及關鍵技術一個完整的節(jié)日彩燈相當于一個簡單的單片機系統(tǒng)，該系統(tǒng)有彩燈設置電路、單片機、顯示電路等構成。單片機是集成的IC芯片，只需根據(jù)實際要求選型。其他部分都需要根據(jù)應用要求和性能指標自行設計?；趩纹瑱C的節(jié)日彩燈設計時要充分的認識以下幾個問題：1.3.1因為本實驗是彩燈控制實驗，所以要先了解所設計的彩燈變化規(guī)律，我們設計

3、的為可以循環(huán)移動的彩燈控制電路，燈總數(shù)為16盞，一個紅燈一個綠燈間隔的排在一起，其工作規(guī)律是先紅燈1、5亮，其余滅，右移三次后全滅；4 、8亮，其余滅，左移三次后全滅 ；4 、5亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 ；1、8亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 ，燈移動間隔為1s，然后為全亮，1s后全滅。然后換為綠燈1、5亮，其余滅，右移三次后全滅；4 、8亮，其余滅，左移三次后全滅；4、5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 ；1、8亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 ，燈移動間隔為 1s，然后為全亮，1s后全滅，然后紅綠燈全亮，1s后全滅，然后再紅燈1、5亮.依次循環(huán)。1.3.2雙色燈是由8個紅色發(fā)光

4、二極管管芯和8個綠色發(fā)光二極管管芯封裝在一起，紅燈和綠燈各共用一個負端。當紅色正端加高電平，綠色正端加低電平時，紅燈亮；紅色正端加低電平，綠色正端加高點平時，綠燈亮，兩端都加高點平時，紅色和綠色燈全部亮。 2、節(jié)日彩燈的設計程序序構圖 開始 紅燈1、5 亮，其余滅，右移三次后全滅 紅燈4 、 8 亮，其余滅，左移三次后全滅 紅燈4 、 5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 紅燈1、,8 亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 紅燈全亮，1s后全滅綠燈1、5 亮，其余滅，右移三次后全滅 綠燈4 、 8 亮，其余滅，左移三次后全滅 綠燈4 、 5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 綠燈1、,8 亮，其余

5、滅，各向中間移三次后全滅 綠燈全亮，1s后全滅紅綠燈全亮 燈移動間隔為 1S 3節(jié)日彩燈設計的主程序 程序如下：LED 一次為紅燈LED1-LED8，一次為綠燈LED1-LED8狀態(tài)1：紅燈1、5亮，其余滅，右移三次后全滅狀態(tài)2：紅燈4 、 8 亮，其余滅，左移三次后全滅狀態(tài)3：紅燈4 、 5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 狀態(tài)4：紅燈1、,8 亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 狀態(tài)5： 紅燈全亮，1s后全滅狀態(tài)6：綠燈1、5 亮，其余滅，右移三次后全滅 狀態(tài)7： 綠燈4 、 8 亮，其余滅，左移三次后全滅 狀態(tài)8：綠燈4 、 5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 狀態(tài)9： 綠燈1、,8

6、亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 狀態(tài)10： 綠燈全亮，1s后全滅狀態(tài)11：紅綠燈全亮設用P1.0作供電控制，P1.1-P1.8分別控制8只LED，“1”亮，“0”滅。MOV P1,#0；置燈全暗 紅色燈JNB P1.0,$；P1.0=0時則等待通電 STA:SETB P1.1；STA:SETB P1.5；點亮1和5號LED(開始狀態(tài)1) LCALL LLL1；延時1秒鐘CLR P1.1；CLR P1.5；滅1和5號LED SETB P1.2；SETB P1.6；點亮2和6號LED LCALL LLL1；延時1秒鐘CLR P1.2；CLR P1.6；滅2和6號LED SETB P1.3；SET

7、B P1.7；亮3和7號LEDLCALL LLL1；延時1秒鐘 CLR P1.3；CLR P1.7；滅3和7號LEDSETB P1.4；SETB P1.8；點亮4和8號LED LCALL LLL1；延時1秒鐘 CLR P1.4；CLR P1.8；滅4和8號LED SETB P1.4；SETB P1.8；再次點亮4和8號LED(開始狀態(tài)2)LCALL LLL1；延時1S CLR P1.4；CLR P1.8；滅4和8號LED SETB P1.3； SETB P1.7；點亮3和7號LED LCALL LLL1；延時1S CLR P1.3；CLR P1.7；滅3和7號LED SETB P1.2；SET

8、B P1.6；亮2和6號LEDLCALL LLL1；延時1S CLR P1.2；CLR P1.6；滅2和6號LEDSTA:SETB P1.1；STA:SETB P1.5；點亮1和5號LEDLCALL LLL1；延時1秒鐘CLR P1.1；CLR P1.5；滅1和5號LED SETB P1.4； SETB P1.5；點亮4和5號LED(開始狀態(tài)3) LCALL LLL1；延時1S CLR P1.4； CLR P1.5；滅4和5號LED SETB P1.3； SETB P1.6；點亮3和6號LED LCALL LLL1；延時1S CLR P1.3；CLR P1.6；滅3和6號LED SETB P1

9、.2；SETB P1.7；亮2和7號LED LCALL LLL1；延時1S CLR P1.2；CLR P1.7；滅2和7號LEDSETB P1.1；SETB P1.8；點亮1和8號LEDLCALL LLL1；延時1S CLR P1.1；CLR P1.8；滅1和8號LED SETB P1.1；SETB P1.8；再次點亮1和8號LED（開始狀態(tài)4）LCALL LLL1；延時1S CLR P1.1；CLR P1.8；滅1和8號LED SETB P1.2；SETB P1.7；亮2和7號LED LCALL LLL1；延時1S CLR P1.2；CLR P1.7；滅2和7號LEDSETB P1.3； S

10、ETB P1.6；點亮3和6號LED LCALL LLL1；延時1S CLR P1.3；CLR P1.6；滅3和6號LED SETB P1.4； SETB P1.5；點亮4和5號LEDLCALL LLL1；延時1S CLR P1.4； CLR P1.5；滅4和5號LED SETB P1.1.1.8 點亮所有紅燈(開始狀態(tài)5)CLR P1.1.1.8滅所有燈 綠燈STA:SETB P1.1；STA:SETB P1.5；點亮1和5號LED(開始狀態(tài)6) LCALL LLL1；延時1秒鐘CLR P1.1；CLR P1.5；滅1和5號LED SETB P1.2；SETB P1.6；點亮2和6號LED

11、LCALL LLL1；延時1秒鐘CLR P1.2；CLR P1.6；滅2和6號LED SETB P1.3；SETB P1.7；亮3和7號LEDLCALL LLL1；延時1秒鐘 CLR P1.3；CLR P1.7；滅3和7號LEDSETB P1.4；SETB P1.8；點亮4和8號LED LCALL LLL1；延時1秒鐘 CLR P1.4；CLR P1.8；滅4和8號LED SETB P1.4；SETB P1.8；再次點亮4和8號LED(開始狀態(tài)7)LCALL LLL1；延時1S CLR P1.4；CLR P1.8；滅4和8號LED SETB P1.3； SETB P1.7；點亮3和7號LED

12、LCALL LLL1；延時1S CLR P1.3；CLR P1.7；滅3和7號LED SETB P1.2；SETB P1.6；亮2和6號LEDLCALL LLL1；延時1S CLR P1.2；CLR P1.6；滅2和6號LEDSTA:SETB P1.1；STA:SETB P1.5；點亮1和5號LEDLCALL LLL1；延時1秒鐘CLR P1.1；CLR P1.5；滅1和5號LED SETB P1.4； SETB P1.5；點亮4和5號LED(開始狀態(tài)8) LCALL LLL1；延時1S CLR P1.4； CLR P1.5；滅4和5號LED SETB P1.3； SETB P1.6；點亮3和

13、6號LED LCALL LLL1；延時1S CLR P1.3；CLR P1.6；滅3和6號LED SETB P1.2；SETB P1.7；亮2和7號LED LCALL LLL1；延時1S CLR P1.2；CLR P1.7；滅2和7號LEDSETB P1.1；SETB P1.8；點亮1和8號LEDLCALL LLL1；延時1S CLR P1.1；CLR P1.8；滅1和8號LED SETB P1.1；SETB P1.8；再次點亮1和8號LED（開始狀態(tài)9）LCALL LLL1；延時1S CLR P1.1；CLR P1.8；滅1和8號LED SETB P1.2；SETB P1.7；亮2和7號LE

14、D LCALL LLL1；延時1S CLR P1.2；CLR P1.7；滅2和7號LEDSETB P1.3； SETB P1.6；點亮3和6號LED LCALL LLL1；延時1S CLR P1.3；CLR P1.6；滅3和6號LED SETB P1.4； SETB P1.5；點亮4和5號LEDLCALL LLL1；延時1S CLR P1.4； CLR P1.5；滅4和5號LED SETB P1.1.1.8 點亮所有綠燈(開始狀態(tài)10)CLR P1.1.1.8滅所有綠燈 SETB P1.1.1.8 點亮所有紅燈、綠燈(開始狀態(tài)11)LCALL LLL1；延時1S CLR P1.1.1.8滅所有

15、紅燈和綠燈 SJMP STA；轉入狀態(tài)1 ORG 00H SJMP MAIN ORG 40H MAIN:MOV SP,#05FH MOV P1,#0FFH ；按鍵輸入 ,從P1.0-P1.8 分別代表狀態(tài)1-8，低電平有效 MOV P0,#0FFH ；LED輸出,p1.1-p1.8 分別是LED1-LED8高電平為LED點亮，低電平為LED息滅 LOOP:LCALL DO SJMP LOOP DO:JB P1.0,LP1 MOV B,P1 LCALL DO1 LP1:JB P1.1,LP2 MOV B,P1 LCALL DO2 LP2:JB P1.2,LP3 MOV B,P1 LCALL DO

16、3 LP3:JB P1.3,LP4 MOV B,P1 LCALL DO4 LP4:MOV P0,#0FFH；無按鍵不等任何事RETDO1:MOV P0,#0FFH ；狀態(tài)1 CLR P0.0 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.1 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.2 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.3 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.4 LCALL DELAY LCALL DE

17、LAY MOV P0,#0FFH CLR P0.5 LCALL DELAY LCALL DELAY RET DO2:MOV P0,#0FFH ;狀態(tài)2 CLR P0.0 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.2 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.4 LCALL DELAY RET DO3:MOV P0,#0FFH ;狀態(tài)3 CLR P0.1 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.3 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.5 LCALL DELAY RET DO4:LCALL DO1 ;狀

18、態(tài)4 LCALL DO2 LCALL DO3 RET DELAY:MOV R5,#48 ;延時1SL1:MOV R6,#0FAH L2:MOV R7,#0FAH L3:MOV A,P1 CJNE A,B,L4 DJNZ R7,L3 DJNZ R6,L2 DJNZ R5,L1 L4:RET END 4系統(tǒng)硬件電路的設計十六盞燈可分為二組、每組只有八個紅燈和八個綠燈，紅燈和綠燈的移動方向各有二種，即左移或右移、組與組之間只有一種亮燈模式為全亮。 單元電路設計 4.1 時鐘源 時鐘源主要是由一個 32kHz 晶體振蕩器產(chǎn)生，再由一個分頻器 4060 進行分頻即可得到多種不同頻率的時鐘信號。 4.2

19、周期控制 這里選用計數(shù)器 74LS163 和非門 74LS04 對所輸入的時鐘信號進行 5 分頻，用于控制每一組的八盞燈依次點亮后再熄滅的一輪循環(huán)的周期 4 .3方向控制電路 圖所示的方向控制電路，單獨對于每一組來說，移動的方向只有兩種，即左移或右移。 因此，這里用一個 D 觸發(fā)器 74LS74 將周期控制信號再一次分頻，這樣在每一個周期控制信號的周期里，方向控制輸出不是 0 就是 1 ，正好用于表示左移和右移。 4.4執(zhí)行電路 這個模塊比較簡單，用發(fā)光二極管 LED 將移位寄存器的輸出信號顯示出來，可以感受到漂亮的彩燈流動的感覺。 這里需要注意的就是要給每一盞 LED 串一個限流電阻，因為移

20、位寄存器的輸出信號為 TTL 電平，這個電平超過了 LED 的正常的正向偏置的電壓。 由于這里設計的是數(shù)字系統(tǒng)，用的都是 TTL 型的數(shù)字集成電路芯片，所以給這些器件供電的電壓為單電源 +5V 即可，這個電源可以由實驗室里的穩(wěn)壓源提供。 4.5電路仿真 將各單元電路原理圖綜合后輸入到軟件中，紅燈和綠燈的閃亮情況一致，電路綜合后并聯(lián)設置一個開關，對其進行時序仿真和功能仿真。時序仿真可反映每一路信號與時鐘信號之間的關系即不同路信號之間的關系。功能仿真可看出執(zhí)行模塊控制彩燈循環(huán)點亮的效果。5原理圖方向控制周期控制輸出驅動時鐘源 周期控制 執(zhí)行 電源 時鐘源： 周期性的方波信號，用于控制燈移動的快慢。

21、 周期控制： 用于控制每組燈一輪移動的時間。 方向控制： 用于控制燈移動的方向 輸出驅動： 接收上述各模塊的控制信號，將其變成需要執(zhí)行的輸出信號。 執(zhí)行 : 將輸出驅動的輸出信號表現(xiàn)成循環(huán)點亮的形式。 電源： 給整個系統(tǒng)供電。6檢測與調試6.1硬件調試 是利用DVCC實驗與開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器（萬用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調試可分為靜態(tài)調試與動態(tài)調試兩步進行。靜態(tài)調試是在用戶系統(tǒng)未工作時的一種硬件檢測。第一步：目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點。第二步：用萬用表測試。先用萬用表復核目測中有疑問的連接點，再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步：加電

22、檢測。檢查所有插座或是器件的電源端是否符合要求的值第四步：聯(lián)機檢查。因為只有用單片機開發(fā)系統(tǒng)才能完成對用戶系統(tǒng)的調試。動態(tài)調試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內部故障、器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。動態(tài)調試的方法是由近及遠、由分到合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當調試電路時與該元件無關的器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個局部的電路上。當各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進行調試。由分到合的調試即告完成。由近及遠是將信號流經(jīng)的各器件按照距離單片機的邏輯距離進行由近及遠的分層，然后分層調試。調試時，仍采用去掉