单片机LED彩灯循环控制.docx

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单片机LED彩灯循环控制

北京职业技术学院毕业设计（论文）

单片机LED彩灯循环控制

系别：

单片机

学生姓名：

专业班级：

09级二班

学号：

09310302

指导教师：

2012年12月24日

北京职业技术学院毕业设计（论文）

独创性声明

本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：

日期：

年月日

北京职业技术学院毕业设计（论文）

摘要

单片机即是单片微型计算机，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把计算机的各种系统组成集成到了一个芯片上。

笼统的讲：

一块芯片就是一台计算机。

它不仅体积小、质量轻，而且价格便宜，为学习、应用和电子产品的开发提供了便利的条件。

同时，学好单片机有助于我们更好的了解计算机的原理与结构。

单片机内部有和计算机功能类似的模块，例如：

CPU、内存、总线等，但是这些部件的性能比电脑弱的多，主要用来控制一类不是很复杂的工作。

在洗衣机、VCD、排水系统、LED灯等等都可以见到它的身影，它主要用做控制机器的核心部件。

本文主要通过对80C51单片机内部结构和它们的主要功能进行分析，了解单片机的工作原理，以及它在LED彩灯中的应用，使我们能够更好的应用单片机。

目前，单片机已经应用到社会中的各个领域，为人们提供了很大的方便，它和我们的生活息息相关，所以如果想在这方面有所造诣的话，单片机的知识必不可少。

通过这次设计，对单片机的学习，应用，从而达到提高学习、设计、开发软、硬件的能力，为今后在工作实践中继续深造打好基础。

关键词：

0C51单片机；LED彩灯

北京职业技术学院毕业设计（论文）

摘要.....................................................I

1绪论.................................................

（1）

1.1单片机的基本知识.....................................

（2）

1.2单片机的发展概况及趋势...............................

（2）

1.3单片机的应用领域.....................................（3）

2单片机的内部结构.....................................（4）

2.1单片机的组成部分....................................（4）

2.2单片机的硬件资源....................................（4）

2.3MCS-51的指令系统...................................（5）

2.4MCS-51程序设计.....................................（6）

3LED彩灯介绍........................................（8）

3.1概述...............................................（8）

3.2硬件设计...........................................（8）

3.3软件设计...........................................（8）

3.4彩灯循环控制综合编程...............................（9）

参考文献...............................................（10）

致谢..................................................（11）

1.绪论

二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。

电脑已经被人们所熟知，通常指的是个人计算机，简称PC。

然而还有一种计算机，对人们来说还不熟悉。

这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。

它的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑。

因为单片机具有集成度高、体积小、质量轻、功能强、速度快、功耗低、使用方便、性能可靠、价格便宜等优点，所以，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、网络系统、汽车工业、国防工业、高级计算器具、家用电器、LED灯等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统，单片机的潜力越来越被人们所重视。

现在，我们在大街小巷可以看到这样的一种景象，就是现在的各种广告牌不再是白底黑字了，也不再是单一的非电产品，而是用上了丰富多彩的LED电子产品，为城市增添了一道亮丽的风景。

而且它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、寿命长、成本低、故障少、发光效率高、视角大、可视距离远、响应时间短、控制灵活、可靠耐用、安全、绿色环保、色彩丰富等特点。

近年来LED显示屏市场得到了迅猛的发展，应经广泛应用到银行、邮电、机场、车站、证券市场、医院、电力、体育场等进行多种公告、宣传的场合。

因此学好单片机很有必要。

1.1单片机的基本知识

单片微型计算机简称为单片机。

它是微型计算机发展中的一个重要分支，它以其独特的结构和性能，越来越广泛地应用到工业、农业、国防、网络、通信以及人们日常工作、生活领域中。

单片机是在一块芯片上集成了中央处理部件（CPU）、存储器（RAM、ROM）、定时器/计数器和各种输入/输出（I/O）接口（如并行I/O、串行I/O口和A/D转换器）等。

由于单片机通常是为实时控制应用而设计制造的，因此，又称为微控制器（MCU）。

每一种单片机的设计都包括以下几个方面：

1.指令及与指令对应的电路（芯片）和代码；2.固化程序的编程器；3.硬件仿真器。

设计完成后，由有关生产厂家生产出产品（芯片、编程器、仿真器），再由开发人员开发出市场所需要的应用产品。

单片机的种类很多，其中以MCS—51系列单片机应用尤为广泛。

MCS—51系列单片机产品有8051、8031、8751、80C51、80C31等型号（前三种为CMOS芯片，后两种为CHMOS芯片）。

1.2单片机的发展概况及趋势

单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源不仅能满足很多应用场合的需要，而且具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉等特点。

自1976年9月Intel公司推出MCS—48单片机以来，单片机就受到的广大用户的欢迎。

因此，有关公司都争相推出各自的单片机。

它们都是8位机，片内有8位中央处理器（CPU），并行I/O口，8位定时器/计数器（RAM、ROM）以及简单的中断功能。

1980年Intel公司在MCS—48系列基础上又推出了高性能的MCS—51系列单片机。

这类单片机的定时器/计数器为16位，片内存储器的容量都相应增大，功能更加完善，是当时的主流产品。

目前国际市场上8位、16位单片机系列已有很多，但是，在国内使用较多的系列是Intel公司的产品，其中又以MCS—51系列单片机应用尤为广泛。

随着经济的不断发展，单片机会朝着CMOS低功耗化、微型单片化、主流与多品种共

存的方向发展。

1.3单片机的应用领域

单片机主要可用于以下几个方面：

（1）.测控系统中的应用

单片机最适用于工作环境恶劣、各种干扰存在的环境中，来完成人为所不能完成的任务。

如炉子恒温控制。

（2）.智能仪表中的应用

用单片机制作的测量、控制仪表，具有数字化、智能化、多功能化、等的特点，使仪表重量减轻，便于携带和使用，降低了成本，提高了性能价格比。

如计时器。

（3）.智能产品

单片机与传统的机械产品结合，使传统机械产品结构简化、控制智能化，构成新型的机、电、仪一体化产品。

如数控车床。

（4）.在智能计算机外设中的应用

在计算机应用系统中，许多功能、管理若都靠主机完成的话，势必造成主机负担过重，运行速度降低，如果采用单片机进行管理和控制，就能大大提高系统的运算速度，提高接口控制管理的水平。

如打印机的控制器。

2单片机的内部结构

2．1单片机的组成部分

MCS-51的内部结构，包含下列几个部件：

（1）一个８位CPU；

（2）４KBROM程序存储器；

（3）两个１６位定时器／计数器；

（4）３２条可编程的I/O线（四个８位并行I/O端口）；

（5）一个片内振荡器及时钟电路；

（6）１２８BRAM数据存储器；

（7）可寻址６４KB外部数据存储器和６４KB外部程序存储器空间的控制电路；

（8）一个可编程全双工串行口；

（9）具有５个中断源、２个优先级嵌套中断结构。

　其功能结构框图如下：

频率基准源计数器

中断控制并行I/O口串行输入　串行输出

2.2单片机的硬件资源

MCS单片机都采用40引脚的双列直插封装方式，下图为80C51引脚排列图：

2.3MCS-51的指令系统

单片机的每一条指令包括两个基本部分：

操作码和操作数。

操作码表明指令要执行的操作性质；操作数表明参与操作的数据或数据所存放的地址。

MCS-51指令系统的寻址方式有七种：

立即寻址；直接寻址；寄存器寻址；寄存器间接寻址；基寄存器加变址寄存器间接寻址；相对寻址；位寻址。

按指令的功能，MCS-51指令系统可分为五类：

数据传送类；算数运算类；逻辑操作类；位操作类；控制转移类。

用例子说明一下：

编写1+2的程序，程序如下：

ORG0000H

MOV40H,#01H

MOV41H,#02H

MOVR0，#40H；设R0为数据指针

MOVA,@R0；取N1

INCR0；修改指针

ADDA,@R0；N1+N2

INCR0

MOV@R0,A；存结果

END

2.4MCS-51程序设计

程序设计是为了解决某一个问题，将指令有序地组合在一起。

程序设计的过程大致可以分为一下几个步骤：

（1）编制说明要解决问题的程序框图。

（2）确定数据结构、算法、工作单元、变量设定。

（3）根据所用计算机的指令系统，按照已编制的程序框图用汇编语言编制出源程序。

（4）将编制出的程序在计算机上调试，直至实现预定的功能。

程序设计大致分三大块：

简单程序设计；分支程序设计；循环程序设计。

分别用例子说明：

简单程序设计：

将两个半字节数合并成一个一字节数。

设：

内部RAM40H、41H单元中分别存放着8位二进制数，要求取出两个单元中的低半字节，合并成一个字节后，存放于42H单元中。

ORG0000H

MOVR1，#40H

MOVA,@R1

ANLA,#0FH

SWAPA

INCR1

XCHA,@R1

ANLA,#0FH

ORLA,@R1

INCR1

MOV@R1，A

RET

END

分支程序设计：

两个无符号数比较大小。

设两个连续外部RAM单元ST1和ST2中存放不带符号的二进制数，找出其中的大数存入ST3单元中。

ORG0000H

ST1EQU8040H

CLRC

MOVDPTR,#ST1

MOVXA,@DPTR

MOVR2，A

INCDPTR

MOVXA,@DPTR

SUBBA,R2

JNCBIG1

XCHA,R2

BIG0:

INCDPTR

MOVX@DPTR,A

RET

BIG1：

MOVXA,@DPTR