彩灯控制系统课程设计报告.doc

课程设计（论文） 课程名称： 单片机应用课程设计 题 目： __ 彩灯控制系统____ 院 （系）： 信控学院 专业班级： 自动化10班 姓 名： 学 号： 指导教师： 2012年06月29日 彩灯控制系统 设计总说明 本设计是单片机控制的彩灯控制系统, 由单片机系统、LED 显示、系统组成。 目录 设计总说明 - 2 - 一、设计目的： - 4 - 二、设计任务及主要步骤： - 4 - 设计任务： - 4 - 设计步骤： - 4 - 三、总体结构设计： - 5 - 四、硬件部分设计： - 5 - 4.1时钟电路引脚XTAL1 和XTAL2： - 7 - 4.2控制信号引脚RST,ALE,PSEN 和EA： - 7 - 4.3输入/输出端口P0/P1/P2/P3： - 8 - 4.4晶体振荡电路： - 9 - 4.5设计电路图 ： - 10 - 五、软件设计： - 10 - 5.1定时开关电路的简易原理（流水灯） - 10 - 5.2继电器原理： - 12 - 5. 3程序设计流程图： - 13 - 六、系统软件调试： - 14 - 6.1 程序运行环境： - 14 - 6.2 电路仿真调试： - 15 - 七、设计体会与致谢： - 16 - 八、附录： - 18 - 附录一（程序代码）： - 18 - 附录二（参考文献） - 19 - 一、设计目的： 1.了解流水灯和继电器的基本工作原理 2.掌握80C51工作原理和应用编程及应用技术 3.掌握80C51计算器/定时器的工作方式和应用编程外部中断的方式 4.熟悉AT89C51并行接口的各种工作方式和应用 5.掌握根据硬件电路设计软件的方法 6.培养我们综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能 二、设计任务及主要步骤： 设计任务： 利用单片机设计一个彩灯控制系统，完成原理图设计，软件编制及设计报告。具体要求如下：用单片机的定时器产生秒信号，控制各个继电器的交替运行，由继电器控制外电路灯光系统的变换。 设计步骤： 1）按照任务书的要求完成系统需求分析及功能定义。 2）完成原理图设计。 3）完成软件设计。 4）完成代码编写。 5）进行系统仿真调试。 6）撰写设计报告 三、总体结构设计： 本设计采以用单片机8051作为控制器，控制一组四个继电器交替工作，由四个继电器再控制一组灯的明暗变换。系统设计如下框图如下： 系统框图 四、硬件部分设计： PC机和单片机试验箱接口应用平台硬件电路相对简单，利用8051的P1口对继电器的控制、计数/定时器、中断构成的简易系统，实验电路连接如图所示： 仿真电路接线图 继电器接线图 AT89c51引脚图 4.1时钟电路引脚XTAL1 和XTAL2： XTAL1(19 脚)：接外部晶体和微调电容的另一端；在片内它是振荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时，该引脚必须接地。 XTAL2(18 脚)：接外部晶体和微调电容的一端；在8051 片内它是振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率就是晶体固有频率。若需采用外部时钟电路时，该引脚输入外部时钟脉冲。 要检查8051/8031 的振荡电路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2 端是否有脉冲信号输出。 4.2控制信号引脚RST,ALE,PSEN 和EA： RST/VPD(9 脚)：RST 是复位信号输入端，高电平有效。当此输入端保持备用电源的输入端。当主电源Vcc 发生故障，降低到低电平规定值时，将＋5V 电源自动两个机器周期(24个时钟振荡周期)的高电平时，就可以完成复位操作。RST 引脚的第二功能是VPD,即接入RST 端，为RAM 提供备用电源，以保证存储在RAM 中的信息不丢失，从而合复位后能继续正常运行。 ALE/PROG(30 脚)：地址锁存允许信号端。当8051 上电正常工作后ALE 引脚不断向外输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率fOSC 的1/6。CPU 访问片外存储器时，ALE 输出信号作为锁存低8 位地址的控制信号。 平时不访问片外存储器时，ALE 端也以振荡频率的1/6 固定输出正脉冲，因而ALE 信号可以用作对外输出时钟或定时信号。如果想确定8051/8031 芯片的好坏，可用示波器查看ALE端是否有脉冲信号输出。如有脉冲信号输出，则8051/8031 基本上是好的。 ALE 端的负载驱动能力为8 个LS 型TTL(低功耗甚高速TTL)负载。