单片机课程设计报告8个LED灯来回点亮

1、.目录绪论-3设计目的及要求-51.1 设计目的-51.2设计要求-5第三章设计电路原理- -73.1 控制部分的设计与选择-73.2 LED显示方案-8第四章硬件系统-94.1原件清单-94.2 单片机AT89C51-94.3单片机时钟电路-104.4 单片机复位电路-114.5 工作电路-12第五章软件设计-135.1 程序流程图-135.2 编辑源程序-14第六章系统调试与仿真结果-166.1系统调试-166.2仿真结果-16总结- 19参考文献-20第一章 绪论课题简介当今社会,随着人们物质生活的不断提高,电子产品已经走进了家家户户,无论是生活或学习,还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子

2、产品。而电子LED灯已跨入了我们生活的众多电子领域。在众多场合随处可见的闪光灯,流水灯不仅大方美观而且十分节能。然而控制它们的单片机却是一个不能被忽视的角色。单片机简介目前的单片机分通用型和专用型两种。MCS-51系列单片机是属于通用型的单片机,通用型的单片机把开发资源全部公开,用户可以根据自己的应用系统进行设计,适用面广,应用灵活。制造单片机的材料也从TTL材料发展到CMOS材料,通常工作电压是5V,如5V5%或5V10%,也有3V/3.3V电压的产品,更低的可在1.5V工作。现在单片机又出现了宽电压范围型,在2.56.5V内都可正常工作。低功耗是单片机所追求的一个指标,目前低功耗单片机的静

3、态电流可以低至A或nA级。有的单片机还有等待、关断、睡眠等多种工作模式以降低功耗。单片机的低功耗在智能化仪表中有重要的应用。在工业控制中的控制器,可以应用软件的方法,实现复杂的控制过程,改变控制算法方便。有丰富的逻辑判断和位操作指令,可以在开关量控制、顺序控制、逻辑控制中发挥作用。目前,在加热控制、电机控制、锅炉控制、汽车电器、数控机床等各个领域,单片机得到了广泛的使用,并取得了很好的效果。单片机由于其微小的体积和极低的成本,广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。单片微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称为微控制器。本设计就是利用单片机AT89C51为控制器来实现8个LED左右来回

4、点亮的实验。第二章 设计目的及要求2.1设计目的通过本次课题设计,应用单片机原理及应用等所学相关知识及查阅资料,完成简易计算器的设计,以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。通过本次设计的训练,可以使我在基本思路和基本方法上对基于89C51单片机的系统设计有一个比较感性的认识,并具备一定程度的设计能力。培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。2.2设计要求1认真研究设计任务书,明确设计要求、条件、内容和步骤；复习课程有关内容,熟悉有关单元电路的设计方法和步骤；搜集、分析、消化相关资料、软件等；掌握微型计算机应用系统软件设计方法；准备好设计需要的图书、资料和

5、工具；拟定设计计划等2系统总体及功能设计,制定总体方案及元器件的选择；3硬件设计,完成硬件结构图设计、系统电路图设计和绘制及电路模块的连接；4软件设计,完成软件流程图的设计、程序设计；5使用Proteus与Keil软件仿真运行；6写出设计报告第三章 设计电路原理3.1 控制系统的设计AT89C51系列的I/O脚的设置和使用非常简单,当该脚作输入脚使用时,只须将该脚设置为高电平复位时,各 I/O口均置高电平。当该脚作输出脚使用时,则为高电平或低电平均可。低电平时,吸入电流可达20mA,具有一定的驱动能力；而为高电平时,输出电流仅 数十A甚至更小电流实际上是由脚的上拉电流形成的,基本上没有驱动能力

6、。其原因是高电平时該脚也同时作输入脚使用,而输入脚必须具有高的输入阻抗,因而上拉的电流必须很小才行。作输出脚使用,欲进行高电平驱动时,得利用外电路来实现,如上拉电阻,I/O脚不通,电流经R驱动LED发光；低电平时,I/O脚导通,电流由该脚入地,LED灭I/O脚导通时对地的电压降小于1V,LED的域值1.51.8V所以在本设计中将使用AT89C51为控制器,可将8个有着四种颜色的LED与AT89C51的8个P2p2.0p2.7接口相连。3.2 LED的显示由于LED 具有亮度高、发光均匀、可靠性好、接线简单、拼装方便等优点。它被广泛应用于大型LED 智能显示屏、智能仪器仪表和机电一体化设备的显示

7、单元中,取得了较好的效果。由于它经济、小型的显示系统,同时要求使用方便灵活,方便地组成了由多块大屏幕LED 显示器构成的显示系统,该系统可广泛用于商场、车站、码头及其它公共场合。对于8个LED的点亮有很多种方案,可以同时点亮,同时熄灭,不同个数的LED来回交替。本设计由于LED的个数和颜色相对较多可以让8个LED从左到右然后再从右到左来回点亮。第四章 硬件原理4.1元件清单原件名称型号参数数量单片机AT89C5112MHz1LED灯LED2.2V10mA8晶体振荡器CRYSTAL12MHz1电容CAP22p2CAP-ELEC10uf1电阻RES220810K14.2 单片机AT89C51该单片

8、机功能强大,不仅能满足设计的需要,也可以在设计要求的基础上进行一些扩展。单片机的结构如下：图 SEQ 图表 * ARABIC1单片机引脚图在使用时VCC接电源电压,GND接地。P0,P1,P2,P3可作为输入或输出端口,RST是复位输入,接复位电路。XTAL1和XTAL2接复位电路。这些可以在硬件设计部分体现出来4.3.单片机的时钟电路单片机内部有在一个振荡器,本设计采用内部时钟方式,以12MHZ石英晶体振荡器和两个30PF的片电容组成外部电容的大小对振荡频率有微小影响,可起调节作用。振荡器,如图所示。片内的高增益反向放大器通过XTAL1和XTAL2外接,作为反馈元件的外部晶体振荡器与电容组成

9、的并联谐振回路构成一个自激振荡器,向内部时钟电路提供振荡时钟。如图；4.4.单片机的复位电路AT89C51的RST引脚是复位端。当单片机振荡器工作时,该引脚上出现持续两个机械周期的高电平,就可以实现系统复位,使单片机快速回到初始状态。如图；4.5整体电路图第五章 软件设计5.1 程序流程图开始开始初始化设置LED点亮位置 最左端是循环体循环控制结束是否5.2 编辑源程序程序利用循环移位函数_crol_和_cror_形成来回滚动的效果#include#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/延时void DelayM

10、Suchar i;whilefori=0;i;/主程序void mainuchar i;P2=0 x01;whilefori=0;iP2=_crol_; /P2 的值向左循环移动DelayMS;fori=0;iP2=_cror_; /P2 的值向右循环移动DelayMS;第六章 系统调试6.1系统调试1.编写程序并查错2.在Keil中输入源程序,编译并连接,及时发现程序中的错误,改正,直至编译连接无误后保存并生成HEX文件。3.在Proteus中打开该电路对各器件及连线节点进行检查,其中单片机的频率一定要与晶振频率一致。4.在单片机属性中找到program File中添加源程序生成的hex文件

11、。如图；单击确定后即可进行模拟仿真。6.2仿真结果；结论与心得 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很非常重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为己所用,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。我在设计的过程中遇到了许多问题的同时也发现了自己的不足之处,即对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固,比如说不懂一些元器件的使用方法,对汇编语言掌握得不透彻。 还有,这次的设计让我明白了求人不如求己,自己动手丰衣足食的深刻寓意。虽然我们要讲究合作愉快,但更重要的是自己,只有自己懂了,自己做了才不会在关键时刻掉链子。别人终究是一个陪衬,路总是要自己走的,属于自己的任务就要自己搞定。所以我们必须要时刻强大自己。这个过程虽然不是很平坦但肯定会遇到各种各样的问题,但一旦征服了它那它