基于单片机的广州塔论文.docx
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基于单片机的广州塔论文
基于单片机的广州塔
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摘要
STC12C5A60S2是STC系列单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。
本次设计主要是利用STC12C5A60S2单片机、该系统采用增强型8051单片机STC12C5A60S2为主控制器，利用单片机控制点阵的原理，控制广州塔展示效果，还通过单片机内置的ADC对音频信号进行采样，然后控制广州塔亮的层数达到根据音乐跳舞的效果。
该方案具有电路结构简洁，开发、生产成本低的优点。
关键词：
点阵STC12C5A60S2广州塔
1绪论
1.1项目研究背景及意义
广州塔其实又称广州新电视塔，昵称小蛮腰。
它是广州最高建筑，整个塔身的设计非常有特点，特别是在夜晚的灯光装饰下，更是显得美轮美奂。
现已俨然成为广州的地标。
如此美的建筑怎能不让人心动。
我们结合所学的单片机点阵显示技术，我们也能做出广州塔的美。
我们采用STC12C5A60S2作为控制系统，显示部分采用的是16*16的点阵显示原理，通过对广州塔的制作，能更好的提升单片机对点阵显示原理的掌握。
2总体设计方案及论证
2.1总体方案设计
本设计包括硬件和软件设计两个部分。
系统总体的设计方框图如图1所示。
图1系统方框图
3硬件实现及单元电路设计
3.1主控制模块
主控制最小系统电路如图2所示。
图2最小系统
硬件电路总设计见图3。
图3总设计电路图
3.2电源设计
电源部分的设计采用DC5V供电。
3.3模块设计
3.3.1led驱动模块
LED模块采用的是74HC573+ULN2803驱动，其中74HC573控制LED的正极，ULN2803控制LED的负极。
如下图：
图4led驱动电路
3.3.2底座4个LED
底座4个LED使用的七彩LED，为了控制方便，4个LED都接到了单片机的IO口，可以方便的控制其亮灭，使用七彩LED的原因是，其发出的LED光多姿多彩，给广州塔的绚丽增添多一份优美，电路如下图所示：
图5底座led驱动电路
3.3.3音频输入电路的设计
音频电路的设计主要是采用了T型口的USB接口，因为该接口包含了音频和电源的输入，又因为控制模板的单片机是自带了AD的，所以通过按键切换到音频模式下，我们可以看到广州随音乐在跳舞。
3.3.4时钟电路的设计
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。
因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。
如图13所示为时钟电路。
图13时钟电路图
4软件设计
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#defineLongToBin（n）（（（n>>21）&0x80）|（（n>>18）&0x40）|（（n>>15）&0x20）|（（n>>12）&0x10）|（（n>>9）&0x08）|（（n>>6）&0x04）|（（n>>3）&0x02）|（（n）&0x01））
#defineBIN（n）LongToBin（0x##n##）
sbitH1=P2^0;
sbitH2=P2^1;
sbitL1=P2^2;
sbitL2=P2^3;
sbitanjian=P3^2;
uintyanshi;
charmoshi=0;
charflag=0;
voiddelay_1ms（uintq）
{
uinti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j<120;j++）;
}
voiddh1（）
{
chari;
yanshi=400;
P0=0XFF;
L1=L2=1;
L1=L2=0;
for（i=0;i<12;i++）
{
P0=0X01;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（yanshi）;
P0=0X02;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
P0=0X04;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（yanshi）;
P0=0X08;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
P0=0X10;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（yanshi）;
P0=0X20;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
P0=0X40;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（yanshi）;
P0=0X80;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（yanshi）;
}
}
voiddh2（）
{
chari,j;
yanshi=500;
P0=0XFF;
H1=H2=1;
H1=H2=0;
for（i=0;i<1;i++）
{
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
P0=0X01;
L2=1;
L2=0;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=P0<<1;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
P0=0X00;
L2=1;
L2=0;
P0=0X01;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=P0<<1;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
P0=0X80;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=P0>>1;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
P0=0X80;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=P0>>1;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
}
}
voiddh3（）
{
chari,j;
yanshi=400;
P0=0XFF;
H1=H2=1;
H1=H2=0;
for（i=0;i<2;i++）
{
P0=0X01;
L2=1;
L2=0;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=（P0<<1）|0x01;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
P0=0X01;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=（P0<<1）|0x01;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
delay_1ms（5000）;
P0=0X7F;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=P0>>1;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
P0=0X7F;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=P0>>1;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
}
}
voiddh4（）
{
chari;
P0=0X81;
L1=1;
L1=0;
P0=0X02;
L2=1;
L2=0;
for（i=0;i<5;i++）
{
P0=0X33;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
P0=0X66;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
P0=0XCC;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
P0=0X99;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
}
}
chars1,s2;
voiddh5（）
{
chari,j;
yanshi=500;
P0=0XFF;
H1=H2=1;
H1=H2=0;
for（i=0;i<5;i++）
{
s1=0x01;
s2=0x80;
P0=s1;
L1=1;
L1=0;
P0=s2;
L2=1;
L2=0;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
s2=（s2>>1）&0x7F;
P0=s2;
L2=1;
L2=0;
s1=s1<<1;
P0=s1;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
}
}
voiddh6（）
{
chari,j;
yanshi=500;
P0=0XFF;
H1=H2=1;
H1=H2=0;
for（i=0;i<5;i++）
{
P0=0x00;
L2=1;
L2=0;
P0=0x80;
L1=1;
L1=0;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=（P0>>1）|0x80;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
P0=0x80;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=（P0>>1）|0x80;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
}
}
voiddh7（）
{
chari;
P0=0XFF;
L1=1;
L1=0;
P0=0XFF;
L2=1;
L2=0;
for（i=0;i<5;i++）
{
P0=0X11;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（700）;
P0=0X22;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（700）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
P0=0X44;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（700）;
P0=0X88;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（700）;
}
}
voiddh8（）
{
chari;
P0=0XFF;
L1=1;
L1=0;
P0=0XFF;
L2=1;
L2=0;
for（i=0;i<5;i++）
{
P0=0X33;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
P0=0X66;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
P0=0XCC;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
P0=0X99;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
}
}
voiddh9（）
{
chari;
P0=0XFF;
L1=1;
L1=0;
P0=0XFF;
L2=1;
L2=0;
for（i=0;i<10;i++）
{
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
P0=0X55;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
P0=0XAA;
H1=1;
H1=0;
H2=1;
H2=0;
delay_1ms（600）;
}
}
voiddh10（）
{
chari,j;
yanshi=500;
P0=0X01;
H1=H2=1;
H1=H2=0;
for（i=0;i<5;i++）
{
P0=0x00;
L2=1;
L2=0;
P0=0x80;
L1=1;
L1=0;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=（P0>>1）|0x80;
L1=1;
L1=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
P0=0x80;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
for（j=0;j<7;j++）
{
P0=（P0>>1）|0x80;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms（yanshi）;
if（anjian==0）{while（anjian==0）;moshi=1;break;}
}
}
}
ucharSTC_ADC（）//！
！
根据数据手册写一个ad读取函数
{
uchari;
ADC_RES=0;
ADC_RESL=0;
ADC_CONTR=BIN（10001000）;
i=3;
while（i--）;
while
（1）
{
if（ADC_CONTR&BIN（10000））
{
break;
}
}
ADC_CONTR=BIN（10000000）;
return（ADC_RESL<<2）;
}
uchardate;
voidinit（）
{
TMOD=0x10;
TL1=（65536-50000）/256;//设置定时初值
TH1=（65536-50000）%256;//设置定时初值
ET1=1;
TR1=1;
EA=0;
}
charh=0,v=0;
voidpp（）
{
if（date<=15&&date>0）
{
h=1;
if（vif（flag==0）
{
P0=0X01;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
if（flag==1）
{
P0=0X01;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
}
if（date<=30&&date>15）
{
h=2;
if（vif（flag==0）
{
P0=0X03;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
if（flag==1）
{
P0=0X02;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
}
if（date<=45&&date>30）
{
h=3;
if（vif（flag==0）
{
P0=0X07;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
if（flag==1）
{
P0=0X04;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
}
if（date<=60&&date>45）
{
h=4;
if（vif（flag==0）
{
P0=0X0F;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
if（flag==1）
{
P0=0X08;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
}
if（date<=75&&date>60）
{
h=5;
if（vif（flag==0）
{
P0=0X1F;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
if（flag==1）
{
P0=0X10;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
}
if（date<=90&&date>75）
{
h=6;
if（vif（flag==0）
{
P0=0X3F;
L2=1;
L2=0;
delay_1ms
（2）;
P0=0X00;
L1=1;
L1=0;
}
if（flag==1）
{
P0=0X20;
L2=1;
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