单片机课程设计报告.docx
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单片机课程设计报告
单片机课程设计报告
题目：
可控流水灯
摘要
单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术，把具有数据处理能力的微处理器、随机存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路、可能还包括定时计数器、串口通信口、显示驱动电路，脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块芯片上，构成一个最小而完善的计算机系统。
这些电路在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。
对可控流水灯设计通过编写代码实现10个LED灯4种流水灯显示方式。
在设计中主要采用89C51这款芯片作为控制主体，用发光二极管来作为显示灯。
系统通过P2口外接8个发光二极管，P3口接2个发光二极管。
设计中辅以简单的设备和必要的电路，设计了一款流水灯，最终达到预期的目的。
关键词单片机89C51发光二极管流水灯
目次
1引言1
2课题综述1
2.1课题来源与意义1
2.2面临的问题1
3系统设计1
3.1总体设计1
3.2模块设计2
3.3硬件设计5
4代码编写6
5系统调试7
6系统运行结果与分析7
结论9
致谢10
参考文献11
附录12
1引言
单片机控制系统能够取代以前利用复杂电子线路或者数字电路构成的控制系统，可以软件控制来实现，并能够实现智能化。
现在的单片机的控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪器仪表、过程控制和专用控制装置等等，单片机的应用领域越来越广泛。
2课题综述
2.1课题来源与意义
随着经济的发展、科技的突飞猛进，芯片业得到了迅速的发展，是单片机技术在各种民用和工业控制等领域得到更广泛的应用。
单片机凭借其低成本、高性能的不可代替优势已经成为了微电脑控制的主力军。
学习单片机的有效方法是将理论与实践并重，因此通过对单片机可控流水灯的设计和研究，鼓励学生在熟悉基本原理的前提下，与实际应用相联系，提出自己的方案，来完善设计，使得他们更好的掌握单片机的应用。
2.2面临的问题
本次课程设计的要求是对10个LED灯设计4种流水灯显示方式.解决的问题有流水灯显示方式的设计。
下面将对各个问题展开论述。
3系统设计
3.1总体设计
实现这个课题我们使用89C51作为控制主体，使用十个共阳极发光二极管作为LED显示流水灯。
外接一个晶振来提供外接时钟脉冲，和复位电路.
模块图如下:
核心控制模块
AT89C51
显示电路模块
复位电路模块
←
时钟电路模块
图3-1系统模块图
流程图如下：
图3-2系统流程图
3.2模块设计
3.2.1主体控制模块及介绍
芯片89C51是核心，P0、P1、P2、P3口均可以作为I/O口使用。
发光管经过上拉电阻接在89C51的P3口上两个，P2口外接8个发光二极管.
图3-3主体控制模块图
管脚说明:
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉电阻的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
P3 口管脚备选功能 P3.0RXD（串行输入口） P3.1TXD（串行输出口） P3.2/INT0（外部中断0） P3.3/INT1（外部中断1） P3.4T0（记时器0外部输入） P3.5T1（记时器1外部输入） P3.6/WR（外部数据存储器写选通） P3.7/RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
振荡器特性:
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。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
3.2．2时钟模块
时钟电路用于产生单片机工作时所需的时钟信号，在芯片的外部通过18脚、19脚接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，构成一个稳定的自激振荡器。
电路
中的C1、C2取30Pf左右，二晶体振荡器的频率范围通常是1.2-12MHZ，晶体振荡器的频率越高，振荡频率越高。
图3-5时钟模块图
3.2.3流水灯模块
发光二极管就是LED，是一种由磷化镓等半导体材料制成的、能直接将电能转换成光能的发光显示器件。
当其内部有一定电流通过时，就是发光。
发光二极管具有功耗低、体积小、可靠性高、寿命长和相应快等优点。
流水灯模块采用10个LED发光二极管，通过代码的编写，实现4种流水移动，其中电阻的作用是保护二极管，向它提供较小的电流，防止二极管因为电流过大而烧毁。
设计中，发光二极管是共阴极接法的，我们只需要将其初值不断的左移就会看到LED轮流的被点亮，也就实现了流水灯的功能。
图3-5流水灯模块图
3.3硬件设计
图3-7硬件连接图
4代码编写
定义各个端口:
sbitled1=P2^0;定义p1.0端口为了led1
sbitled2=P2^1;
sbitled3=P2^2;
sbitled4=P2^3;
sbitled5=P2^4;
sbitled6=P2^5;
sbitled7=P2^6;
sbitled8=P2^7;
sbitled9=P3^0;
sbitled0=P
延时：
delay（uintz）延时环节
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
方式1：
for（i=1;i<20;i++）//第一种情况，全部亮
{
P2=0XFF;
P3=0XFF;
delay（100）;
P2=0X00;
P3=0X00;
delay（100）;
第一种情况，使十个发光二极管全部亮
方式2:
让第1，3，5，7，9灯依次亮
方式3：
让十个灯顺序亮
方式4：
让两个一组顺序亮
5系统调试
通过对编写好的代码用keil进行编译后，因为对keil不是太熟悉，以至于花了很长时间都无法载入到protues中进行模仿。
后来在请同学帮忙，才得以完成。
并且每种方式都可以很好的得以实现。
6系统运行结果与分析
通过USB线接通提供电源后，led灯能正常显示，led灯首先一全部亮的方式实现，在循环了20次后第一种情况结束：
接着自动进行第二种情况，使奇数的灯依次亮，同样的在循环了20次后自动进入进入第三种循环方式，如此进行直至结束。
但是，由于技术达不到，不能使用开关进行选择哪一种循环方式；同时也不能自动停止，需要人工停止。
结论
通过这次的课程设计,让我学习到了很多知识以及认识到了很多问题。
同时我意识到了一个很重要的问题，那就是课程设计之前的准备工作也是很重要的，包括提前预习设计的题目，上网和去图书馆查阅资料。
我清楚的知道了，资料也是那么重要，否则在一个新颖的题目面前，你将无从下手。
通过准备工作，这样可以保正在设计的时候，有了充足的准备，使得自己不会在真正要开始课程设计的时候，对着题目发呆，没有什么进展。
因此，我觉得这个也是对待学习的一种好的态度，以后在学习中，也要一直以这种好的态度对待。
除此之外，让我发现这次的可控流水灯设计，对于我以前的学习如led灯等的知识，不仅是一次很好的运用，而且让我再次花心思去复习了以前学习的知识点，运用之初相互结合知识点，使得知识点可以联系起来，对我的学习有了很大的好处。
在程序设计的过程中，也遇到了好多的问题，刚开始在代码调试的时候，一直会存在错误，也有过很失望的时候，在通过同学的帮助后，经过很多次的修改以后，终于把程序代码改好。
在大家的帮助下，才得以完成了可控流水灯基本功能。
总的来说，这次设计获益胜多。
因为本次课程设计是一个团队的合作，所以，不仅使得我们团结合作，学习到了知识，还让我们更加的学会沟通。
不仅培养了实践能力，还培养了设计思维，同时也锻炼了动手实际操作能力，在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，锻炼了运用所学知识的灵活性，加深了对知识的理解及提高了解决问题的能力。
在体会到设计电路的艰辛的同时，更能体会到成功喜悦和快乐。
在这次的设计中，我学习了很多，也享受到了其中的乐趣。
从这次课程设计中我了解到流水灯的设计还是很好玩的，以前在路上夜景中的流水灯看上去很复杂，现在自己编程以后，知道了原理，相信在器件的允许下，我们也是可以完成那种效果的。
致谢
对于这次的课程设计，首先最要感谢就是我们的机电学院了，正是他提供了这次实践的机会，让我们都有了锻炼的机会，有了进一步学习和巩固所学过的知识点，我觉得这是一次难得的机会，我相信其他学校或者是其他专业的同学都不一定能有这个机会的。
当然还要感谢的就是担任我们单片机课程设计的老师徐宇宝老师，指导我们设计，对于我们在课程设计中遇到的问题，他总是会很认真的帮助我们解答疑难，老师会在我不懂的时候放弃自己手头上的工作，在旁边指导提醒，一遍又一遍，直到我弄懂为止，真的十分感谢！
而且更加令我感动的是，在编写程序的时候会碰到很多问题，大家都细心帮我们解答纠正。
我们在通过大家的帮助后，经过很多次的修改以后，终于把程序代码改好。
但是在代码烧入芯片中，，我们还是花费了好多时间，但是还是没有头绪。
最终还是在大家的帮助下，以及帮我们把代码进行了修改，才得以完成了可控流水灯基本功能。
我觉得我们真的应该要好好的感谢老师，他们为了我们，付出了很多的时间和精力，而且他都是比较耐心的指导，从来没有见他不耐烦过，真的对于他们的行动很感动。
当然，我不会忘记我的那些同学，在我遇到疑难的时候，他们也总是会很乐意的帮助我，为我解答难题，而且还会主动地借资料给我，我很庆幸有这些好的同学，也在此要好好感谢他们。
还有就是我要感谢那些我们所在实践的地点的工作人员，是他们为我们提供了那么好的环境，在这么舒服的环境之中做程序就是一种享受。
最后必须感谢的就是给我提供过帮助的参考文献的作者了，他们所编的书籍让我受益匪浅。
真的很感谢他们所有人的帮助。
参考文献
1康华光.电子技术基础数字部分（第五版）.高等教育出版社，2006
2严天峰.单片机应用系统设计与仿真调试.北京:
北京航空航天大学出版社,2005
3李广弟，朱秀月，冷祖祁.单片机基础（第三版）.北京:
北京航空航天大学出版社,2007
4胡汉才.单片机原理及系统设计.北京:
清华大学出版社,2002
5南建辉，熊鸣，王军茹.MCS-51单片机原理及应用实例.北京:
清华大学出版社,2004
附录
#include
//#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitled1=P2^0;//定义各个端口
sbitled2=P2^1;
sbitled3=P2^2;
sbitled4=P2^3;
sbitled5=P2^4;
sbitled6=P2^5;
sbitled7=P2^6;
sbitled8=P2^7;
sbitled9=P3^0;
sbitled0=P3^1;
delay（uintz）//延时
{
uintx,y;
for（x=z;x>0;x--）
for（y=110;y>0;y--）;
}
voidmain（）
{
inti;
for（i=1;i<20;i++）//第一种情况，全部亮
{
P2=0XFF;
P3=0XFF;
delay（100）;
P2=0X00;
P3=0X00;
delay（100）;
}
delay（1000）;
for（i=1;i<20;i++）//第二种情况，奇数亮
{
P2=0Xaa;
P3=0Xaa;
delay（100）;
P2=0X00;
P3=0X00;
delay（100）;
}
delay（1000）;
for（i=1;i<10;i++）//第三种情况，顺序亮
{
led1=0x01;
delay（50）;
led1=0x00;
delay（50）;
led2=0x01;
delay（50）;
led2=0x00;
delay（50）;
led3=0x01;
delay（50）;
led3=0x00;
delay（50）;
led4=0x01;
delay（50）;
led4=0x00;
delay（50）;
led5=0x01;
delay（50）;
led5=0x00;
delay（50）;
led6=0x01;
delay（50）;
led6=0x00;
delay（50）;
led7=0x01;
delay（50）;
led7=0x00;
delay（50）;
led8=0x01;
delay（50）;
led8=0x00;
delay（50）;
led9=0x01;
delay（50）;
led9=0x00;
delay（50）;
led0=0x01;
delay（50）;
led0=0x00;
delay（50）;
}
delay（1000）;
for（i=1;i<20;i++）//第四种情况，两个一组顺序亮
{
P2=0X03;
delay（100）;
P2=0X00;
delay（100）;
P2=0X0c;
delay（100）;
P2=0X00;
delay（100）;
P2=0X30;
delay（100）;
P2=0X00;
delay（100）;
P2=0Xc0;
delay（100）;
P2=0X00;
delay（100）;
P3=0X03;
delay（100）;
P3=0X00;
delay（100）;
delay（100）;
}
}
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