单片机闪烁灯课程设计报告.doc

经典文档 下载后可编辑复制 PAGE 单片机原理及系统课程设计 专 业： 自动控制 班 级： 控091 姓 名： 学 号： 指导教师： 评语： 平时（40） 修改（30） 报告（30） 总成绩 兰州交通大学自动化与电气工程学院 单片机闪烁灯课程设计报告 1引言 在现在诸多的娱乐场所、理发店、宾馆、饭店、公司等的门外，都可以看到各式各样的闪光灯。所谓“闪光灯灯”，就是将一系列的有颜色的广告灯串联接在一起，然后令这些灯按一定的次序逐个或者几个的一次点亮和熄灭。由于各灯点亮和熄灭，产生的效果就像闪动的星光一样，因此，就称这类广告灯为“闪烁灯”。生活中闪烁灯的形式和点亮的次序是多种多样的。有单一颜色的几个灯按固定的次序来点亮的，有多个不同颜色的灯构成某一图案依次点亮的，也有多排广告灯按多种组合好的次序循环点亮的等。我们设计的闪光灯，就是这些广告灯中的类型。 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文用AT89C51单片机自制了一款简易的闪烁灯。 2设计方案及原理 本次课程设计是用闪烁灯的变化来表示不同的效果。主体选用 AT89S51 单片机使用多个发光二极管，通过编程来实现“闪烁灯”的花样变化。设计的中用到P0,P2,P3三个输出接口，一共24个LED灯，有红蓝绿3个灯色设置一个系统使闪光灯能够规律性和周期性的闪烁功能，产生绚丽的闪烁效果。 3硬件设计 单片机的复位操作有上电自动复位和按键自动复位两种方式。上电复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。电容C1选择10uf，电阻选择10K，这样，只要电源VCC的上升时间不超过1ms，就可实现上电复位，即接通电源就完成了系统的复位初始化。 时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号。在MCS-51系列单片机芯片外部，X1和X2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟电路。电容器C2和C通常3取30pf，对振荡频率有微调作用，选择振荡频率为12MHZ的石英晶体。 3.1硬件接线设计 单片机的P0.0－P0.7接八个发光二极管L1－L8， P2.0~P2.7也接八个发光二极管L9-L16,P3.0~P3.7也接八个发光二极管L17-L24。当按下运行按钮后，实现二十四个发光二极管先三列轮流循环点亮，然后实现每排灯光逐一闪烁，实现了二十四个灯的绚丽闪烁，每个灯的闪烁设置为50MS延迟，由于8051单片机的P0,P3口的输出电流过小，需要设置上拉电阻。 发光二极管有共阳和共阴接法，此次设计选择了共阳接法，所以可通过给P1口输送高电平就可驱动发光二极管发光，输送低电平就可使发光二极管熄灭。 循环过程中通过中断加入一些广告灯的花样变化；实现灯从两边到中间，从中间到两边的点亮同时通过中断控制下面24个发光二极管的单双亮灭以此形成绚丽闪烁效果。 因此，总体的设计图如图1 所示。 图1 硬件设计图 3.2时钟电路分析 在内部方式时钟电路中，必须在XTAL1和XTAL2引脚两端跨接石英晶体振荡器和两个微调电容构成振荡电路，通常C1和C2一般取30pF，晶振的频率取值在1.2MHz～12MHz之间。对于外接时钟电路，要求XTAL1接地，XTAL2脚接外部时钟，对于外部时钟信号并无特殊要求，只要保证脉冲宽度，时钟频率低于12MHz。? 晶体振荡器的振荡信号从XTAL2端送入内部时钟电路，它将该信号二分频，产生一个两相时钟信号P1和P2供单片机使用。时钟信号周期为状态时间S，它是振荡周期的2倍，P1信号在每个状态的前半周期有效，在每个状态的后半周期P2信号有效。CPU就是以两相时钟P1和P2为基本节拍协调单片机各部分有效工作。 3.3上拉电阻的运用 经实验C51单片机的P0,P2口输出电流过小，需要运用上拉电阻把电流放大才能使彩灯闪烁，后来再减小限流电阻的大小，调节彩灯的亮度。? 4软件设计 4.1设计流程图 发光二极管有共阳和共阴接法，此次设计选择了共阳接法，所以可通过给P1口输送高电平就可驱动发光二极管发光，输送低电平就可使发光二极管熄灭。 程序的设计：组合闪烁模式有5种，在C程序中分别设块来编写，第一块是全部彩灯闪烁，延时40MS，闪烁6次；下一个模