LED三色变幻的圣诞树ww.docx
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LED三色变幻的圣诞树ww
单片机原理与应用
课程设计
设计题目：
LED三色变换圣诞树
院系：
计算机科学与技术学院
专业班级：
通信工程091班
姓名：
指导老师：
设计时间：
2012/6/25
LED三色变幻的圣诞树
摘要：
本实验是基于MCS-51单片机所设计的，可以通过LED三色灯不同的引脚输入高低电平来控制灯亮灭，并控制灯的颜色，通过对单片机的定时功能来控制让灯闪烁或是倒着循环，把三色灯摆成圣诞树的形状，通过P0，P1口控制灯的两引脚，让灯发出不同的颜色。
关键词：
MCS-51LED三色灯矩阵键盘
一、目的、用途、功能
1.1目的：
设计一种投资少，简单易行，方便实现，不用人为控制的五彩圣诞树。
1.2用途与功能
可把三色灯摆成不同的形状，通过控制灯的形状送不同的电平来让灯亮或是灭。
二、硬件设计
2.1硬件设计思想
通过单片机给LED三色灯引脚送高低电平让灯亮不同的颜色或是灭，通过按键来实现LED的不同亮灭顺序实现圣诞树的变换。
2.2硬件电路图
2.3硬件单元
2.3.1MSC-51单片机及其特点
1.单片机概念：
单片机，又称微控制器，是在一块硅片上集成了各种部件的微型计算机。
这些部件包括中央处理器CPU，数据存储器RAM,程序存储器ROM，定时器/计数器和多种I/O接口电路。
2.8051单片机可分为无ROM型和ROM型两种
3.无ROM型的芯片，必须外接EPROM才能应用（典型芯片为8031）
4.ROM型芯片又分为EPROM型（典型芯片为8751）、FLASH型（典型芯片为89C51）、掩膜ROM型（典型芯片为8051）、一次性可编程ROM（OneTimeProgramming,简称OTP）的芯片（典型芯片为97C51）。
8051单片机的并行I/O口
8051单片机有4个双向并行的8位I/O口P0～P3。
P0口为三态双向口，可驱动8个TTL电路，P1、P2、P3口为准双向口（作为输入时，需要先向口锁存器写入1，故称为准双向口），其负载能力为4个TTL电路
。
MCS-51特点
①可靠性高
因为芯片是按工业测控环境要求设计的，故抗干扰的能力优于PC机。
系统软件固化在ROM中，不易受病毒破坏。
许多信号的通道均在一个芯片内，故运行时系统稳定可靠。
②便于扩展;
片内具有计算机正常运行所须得部件，片外有很多供扩展的拐角，很容易组成一定规模的计算机应用系统。
③控制能力强：
具有肺腑的控制指令。
④实用性好：
体积小，功耗低，价格便宜，易于优化。
2.32LED
一、体积小
LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常的小，非常的轻。
二、耗电量低
LED耗电相当低，一般来说LED的工作电压是2-3.6V。
工作电流是0.02-0.03A。
这就是说：
它消耗的电能不超过0.1W。
三、使用寿命长
在恰当的电流和电压下，LED的使用寿命可达10万小时。
四、高亮度、低热量
LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。
五、环保
LED是由无毒的材料作成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。
六、坚固耐用
LED是被完全的封装在环氧树脂里面，它比灯泡和荧光灯管都坚固。
灯体内也没有松动的部分，这些特点使得LED可以说是不易损坏的。
LED灯高节能：
节能能源无污染即为环保。
直流驱动，超低功耗（单管0.03-0.06瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。
三、软件
3.1软件的基本思想
●扫描按键状态
●发现按键按下，进入相应子程序
●子程序结束，返还按键扫状态
3.2程序框图
3.3程序简述
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVDPTR,#8003H
MOVA,#89H
MOVX@DPTR,A
MOVP1,#00H
KEY:
ACALLKEY1
JNZLKEY1
ACALLDELAY1
AJMPKEY
LKEY1:
ACALLDELAY1
ACALLDELAY1
ACALLKEY1
JNZLKEY2
ACALLDELAY1
AJMPKEY
LKEY2:
MOVR2,#0FEH
MOVR4,#00H
LKEY4:
MOVDPTR,#8000H
MOVA,R2
MOVX@DPTR,A
INCDPTR
INCDPTR
MOVXA,@DPTR
JBACC.0,LONE
MOVA,#00H
AJMPLKEYP
LONE:
JBACC.1,NEXT
MOVA,#08H
LKEYP:
ADDA,R4
PUSHACC
LKEY3:
CALLDELAY1
ACALLKEY1
JNZLKEY3
POPACC
CPLA
MOVDPTR,#8001H
MOVX@DPTR,A
CJNEA,#0FFH,G1
LJMPSTA_0
G1:
CJNEA,#0FEH,G2
LJMPSTA_1
G2:
CJNEA,#0FDH,G3
LJMPSTA_2
G3:
CJNEA,#0FCH,G4
LJMPSTA_3
G4:
CJNEA,#0FBH,G5
LJMPSTA_4
G5:
CJNEA,#0FAH,KEY
LJMPSTA_5
LJMPKEY
NEXT:
INCR4
MOVA,R2
JNBACC.7,KND
RLA
MOVR2,A
AJMPLKEY4
KND:
AJMPKEY
KEY1:
MOVDPTR,#8000H
MOVA,#00H
MOVX@DPTR,A
INCDPTR
INCDPTR
MOVXA,@DPTR
CPLA
ANLA,#03H
RET
;P1.0-P1.3接红灯，P1.4-P1.7接绿灯
;启动复位，绿灯逐次点亮，最后绿灯全亮
STA_0:
PUSHACC
PUSHPSW
MOV30H,#8
MOVA,#00010000B
L08:
MOVP1,A
LCALLDELAY2
RLA
DJNZ30H,L08
MOVA,#0F0H
MOVP1,A
LCALLDELAY2
POPPSW
POPACC
LJMPKEY
;黄灯双闪双灭，绿灯双亮双灭，红灯双闪双灭，交替进行
STA_1:
PUSHACC
PUSHPSW
MOV31H,#8
MOVA,#11000011B
L18:
MOVP1,A
RLA
LCALLDELAY2
DJNZ31H,L18
POPPSW
POPACC
LJMPKEY
STA_2:
PUSHACC
PUSHPSW
MOV32H,#8
MOVA,#11101010B
L28:
MOVP1,A
LCALLDELAY2
RLA
DJNZ32H,L28
POPPSW
POPACC
LJMPKEY
STA_3:
PUSHACC
PUSHPSW
MOV33H,#8
MOVA,#11001100B
L38:
MOVP1,A
LCALLDELAY2
RLA
DJNZ33H,L38
MOVA,#10101100B
MOVP1,A
POPPSW
POPACC
LJMPKEY
；三个灯交替亮灭
STA_4:
PUSHACC
PUSHPSW
MOV34H,#8
MOVA,#10111101B
L48:
MOVP1,A
LCALLDELAY2
RLA
DJNZ34H,L48
POPPSW
POPACC
LJMPKEY
；水平垂直两组灯交替亮灭
STA_5:
PUSHACC
PUSHPSW
MOV35H,#8
MOVA,#10011001B
L58:
MOVP1,A
LCALLDELAY2
RLA
DJNZ35H,L58
POPPSW
POPACC
LJMPKEY
；延时程序
DELAY1:
MOVR5,#20
DLY2:
MOVR4,#20
DLY3:
DJNZR4,DLY3
DJNZR5,DLY2
RET
DELAY2:
MOVR1,#255
DLY4:
MOVR3,#255
DLY5:
DJNZR3,DLY5
NOP
NOP
DJNZR1,DLY4
RET
END
四、总结
4.1基本成果：
本设计采用MCS-51作为唯控制中心，经过各种方案的比较、选取，各硬件模块的设计，软件编程和认真的调试与严格的测试，最终达到了预期的效果。
4.2技术特色与创新
4.2.1方便简单
为方便用户使用，本实验只用最简单的器材，几个电阻，LED和微控单元MSC-51。
4.2.2可修改性强
可修改LED的摆放做成LED广告灯牌的设计。
4.3应用拓展
此产品设计不仅可以应用于LED三色变换的圣诞树，还可以稍加修改作为LED广告灯设计。
4.4特点及优势：
便于操作，修改简单，可扩展性强，实验成本低。
五、感悟：
虽然前期进行了完备的设计分析和充分的准备工作，在实际操作中我们还是遇到诸多困难。
队员花费大量时间对方案进行讨论修改，考虑到制作的简单易行，芯片的功能、设计成本等限制，我们对方案不断改进，在理论和实践上协调统一；课下我们从课本查找资料，与同学交流经验，不断丰富自己的相关知识，并与老师保持沟通，获得宝贵经验。
六、参考文献
张鑫，《单片机原理与应用》（第2版），电子工业出版社
《单片机实验开发系统—实验指导书》信息与电子工程学院
《单片机原理及应用—课程设计指导书》信息与电子工程学院
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