51单片机呼吸灯实验报告.docx
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51单片机呼吸灯实验报告
呼吸灯
1功能与技术分析
呼吸灯就是让LED灯的闪烁像呼吸一样，时呼时吸，时亮时暗，利用LED的余辉和人眼的暂留效应，看上去和人的呼吸一样。
可以展示出各种酷炫的图像。
1.1呼吸灯的实现效果
使用调制的方法，灯在高速闪烁时人眼是看不出来的，每个循环给闪烁的熄灭时间加1，灯就会慢慢变暗，在设置熄灭时间加到一定程度就开始减一，就会渐渐变亮了。
使得LED灯按照顺序逐渐改变亮度。
1.2功能分析
灯光在微电脑控制之下完成由亮到暗的绝剑变化，感觉就像是在呼吸。
广泛应用与数码产品，起到装饰和指示工作效果。
目前被广泛用于手机之上，并成为各大品牌新款手机的卖点之一。
1.3技术分析
用C语言编程实现PWM（脉宽调制）输出驱动LED，逐渐增加PWM的占空比从而实现LED模拟呼吸的过程，即渐亮再渐暗再渐亮再渐暗……如此往复，再利用LED的余辉和人眼的暂留效应，看上去就和人的呼吸一样。
2硬件基础与设计
整个系统的搭建，由以下元器件组成：
1、12MHz晶振一个；
2、stc89c51单片机一个；
3、30pf无极性电容2个；
4,、按钮一个；
5、10K电阻一个；
6、10uf有极性电容一个；
7、洞洞板一个；
8、LED灯若干。
2.1基于51单片机的最小系统的设计
STC89C51RC是采用8051核的ISP（InSystemProgramming）在系统可编程芯片，最高工作时钟频率为80MHz，片内含8KBytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，具有在系统可编程（ISP）特性，配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部，省去了购买通用编程器，而且速度更快。
STC89C51RC系列单片机是单时钟/机器周期（1T）的兼容8051内核单片机，是高速/低功耗的新一代8051单片机，全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810专用复位电路。
组成部分包括：
1、一个八位中央处理器CPU；
2、一个片内震荡电路，时钟电路产生时钟信号，频率越高，速度越快；
3、128B的RAM。
51中共有256BRAM单元，后面128B是寄存器；
4、4KB的ROM；
5、2个16位定时器/计数器；
6、32条可编程的I/O线，4个8位并行I/O端口P0、P1、P2、P3；
7、一个全双工串行口；
8、5个中断源，两个外部中断源、两个定时器/计数器、中断源、一个串行中断源。
2.2时钟电路
系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。
stc89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。
引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。
放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。
外接晶体谐振器以及电容C3和C4构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。
对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为30μF。
2.3 复位电路
复位是由外部的复位电路来实现的。
片内复位电路是复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连，斯密特触发器用来抑制噪声，它的输出在每个机器周期的S5P2，由复位电路采样一次。
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
2.4 电源电路
STC89c51的工作电压为5v，本任务中采用USB转串口供电，方便。
其中有两个引脚是数据通信的。
2.5 呼吸灯
采用普通蓝色雾状LED小灯泡，电压范围2.7V—4V之间。
电流约为20mA。
为保护LED灯，每个LED灯均串联了一个10K的电阻。
2.6 程序下载电路
用USB转串口线把电脑的USB口和单片机的串口连接;USB的rxd接单片机的txd，USB的txd接单片机的rxd。
3软件基础与设计
3.1KeiluVision4集成开发环境的认识
2009年2月发布KeiluVision4，KeiluVision4引入灵活的窗口管理系统，使开发人员能够使用多台监视器，并提供了视觉上的表面对窗口位置的完全控制的任何地方。
新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口，提供一个整洁，高效的环境来开发应用程序。
新版本支持更多最新的ARM芯片，还添加了一些其他新功能。
2011年3月ARM公司发布最新集成开发环境RealViewMDK开发工具中集成了最新版本的KeiluVision4，其编译器、调试工具实现与ARM器件的最完美匹配。
KeiluVision4的主要特点如下：
最新的KeiluVision4IDE，旨在提高开发人员的生产力，实现更快，更有效的程序开发。
uVision4引入了灵活的窗口管理系统，能够拖放到视图内的任何地方，包括支持多显示器窗口。
uVision4在μVision3IDE的基础上，增加了更多大众化的功能。
·多显示器和灵活的窗口管理系统
·系统浏览器窗口的显示设备外设寄存器信息
·调试还原视图创建并保存多个调试窗口布局
·多项目工作区简化与众多的项
3.2KeiluVision4项目的创建
与其他软件开发类似，在呼吸灯项目开发中，首先在KeiluVision4集成开发环境中创建一个项目。
新建一个项目，选择对应的cup型号，本例程中选择AT89C51。
然后在新建一个文件，保存格式为.c格式。
如图所示：
项目新建好以后可以编写相应的代码程序。
3.3程序的编写
3.3.1延时函数
呼吸灯的形成原理是呼吸灯开的时候，以非常快的速度开-关-开-关，并逐渐加大开的时间比率，减小关的时间比率。
呼吸灯关的时候，以非常快的速度开-关-开-关，并逐渐加大关的时间比率，减小开的时间比率。
涉及到开关的时间，就需要一个延时函数。
voidDelay（unsignedintt）
{
while（--t）;
}
主函数中传递一个值给延时函数，然后通过while循环，参数一直自减。
cup一直在处理这个参数的值，从而形成一段延时。
延时的长短取决于参数值的大小。
每执行一次9us。
3.3.2逐渐变暗
通过for循环控制LOW和CYCLE的值，逐渐增大低电平的延时时长，直到500，总耗时4.5*10^3us。
for（PWM_LOW=1;PWM_LOW{
P0=0x00;
P1=0X00;
P2=0X00;
Delay（PWM_LOW）;
P0=0XFF;
P1=0xff;
P2=0XFF;
Delay（CYCLE-PWM_LOW）;
}
3.3.3逐渐变亮
同逐渐变暗原理相同，逐渐减小变暗的时间即可实现。
for（PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--）
{
P0=0x00;
P1=0x00;
P2=0x00;//点亮LED
Delay（PWM_LOW）;
P0=0XFF;
P1=0xff;
P2=0XFF;//熄灭LED
Delay（CYCLE-PWM_LOW）;//主循环中添加其他需要一直工作的程序，延时长度，600次循环中从599减至1
4代码
#include
voidDelay（unsignedintt）;//函数声明
unsignedintz,y;
voidmain（void）//主函数
{
unsignedintCYCLE=500,PWM_LOW=0;//定义周期并赋值
while
（1）//主循环
{
/*--------整排LED灯呼吸---------*/
P0=0x00;
P1=0x00;
P2=0x00;
Delay（200）;//加延时，可以看到熄灭的过程（下面程序同理）
for（PWM_LOW=1;PWM_LOW{
P0=0x00;
P1=0x00;
P2=0x00;
Delay（PWM_LOW）;
P0=0xff;
P1=0xff;
P2=0xff;
Delay（CYCLE-PWM_LOW）;
}
P0=0xff;
P1=0xff;
P2=0xff;
for（PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--）//与逐渐变亮相反的过程
{
P0=0x00;
P1=0x00;
P2=0x00;//点亮LED
Delay（PWM_LOW）;
P0=0xff;
P1=0xff;
P2=0xff;//熄灭LED
Delay（CYCLE-PWM_LOW）;//主循环中添加其他需要一直工作的程序，延时长度，600次循环中从599减至1
}
}
}
voidDelay（unsignedintt）
{
while（--t）;
}【下载本文档，可以自由复制内容或自由编辑修改内容，更多精彩文章，期待你的好评和关注，我将一如既往为您服务】
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