单片机课程设计彩灯控制器设计.docx
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单片机课程设计彩灯控制器设计
《彩灯控制器设计》
课程设计说明书
专业班级:
12级电子信息科学与技术4班
姓名学号:
刘翔 ０８02121４4
张银 0802121５4
李鹏航０8０21215６
指导教师：
纪娟娟
设计时间:
2014.6.6
物理与电气工程学院
201４年6 月6日
摘要
彩灯是人们日常生活中的一种装饰用品，它美观大方，尤其在节日期间,倍增节日气氛。
它蕴涵着丰富的文化底蕴，被广泛地应用于各种店面的装饰。
变换无穷的彩灯样式，给城市增添活力,吸引着人们的注意力,深受人民的喜爱。
在日常生活中，人们还将彩灯摆放成各种图案,增添美感。
随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展。
科学技术更加贴近人们的生活，向着满足人们需求的方向发展。
节日彩灯的设计与制作工艺也一步一步的走向成熟。
关键词 ＬEＤ灯;键盘;SＴC89Ｃ52;集成电路芯片；数码管
目 录
一．概述···························································４
二.彩灯设计内容简要···············································4
2.1 彩灯设计内容·············································4
2.2彩灯设计要求·············································4
2.3彩灯设计原理·············································４
2.4彩灯总体控制框图·········································5
三.硬件电路设计···················································5
３.1SＴC8９Ｃ5２单片机介绍······································5
3．2 系统的硬件构成及功能描述··································7
四.系统软件设计···················································9
4.1程序流程图···············································9
4.2软件程序················································10
五．设计体会 ·····················································4
六.参考文献····················································· 16
一.概述
节日彩灯使生活中常常用到的装饰物品。
它集中地运用了单片机、LEＤ、，自动控制等技术，是典型的基于单片机的电子产品。
本设计以STC8９C5２单片机为控制核心,采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键、数码管等组成电路,实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。
按键可以在彩灯使用的时候选择不同的亮法,使彩灯变化多样,七段数码管可以清楚显示彩灯样式编号,易于选取操作。
随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快,智能度越来越高 ,应用范围也得到了极大的扩展。
在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。
在娱乐方面，场地的装饰离不开彩灯。
在建筑方面也采用彩灯来装饰高楼大厦。
彩灯又灵活多变的点亮方式,装饰效果非常好，特别时晚上使得高楼大厦更加漂亮。
是彩灯的应用才使得城市的夜景非常迷人。
在国内外，微控制系统主要采用单片机作为控制核心。
因此，单片机的发展将有助于简单实用电子产品的开发。
在本设计中，采用比较先进的SＴC８９Ｃ52单片机为控制核心,它的功耗很低，功能多样，是简单电子产品开发控制元件的首选器件。
二.彩灯设计内容简要：
2.1 彩灯设计内容
1.利用单片机实现ＬED彩灯花式的变换
2.利用单片机实现键盘控制花式的选择
3.利用数码管显示彩灯花式的类型
4.设计并实现中断对彩灯的控制
2．２ 彩灯设计要求
1.能启动、停止
2.能通过开关进行彩灯样式的选择
3.能通过数码管显示彩灯的方式
4.要体现循环、中断和色彩变化的控制功能和效果
2.３ 彩灯设计原理
主控模块主要设计器件有STC８9C52,8个LED灯，６个按键，一块七段数码管。
通过软件设计，使单片机P0口作为一位静态七段数码管字型码的控制口，P1口作为８个彩色LED的驱动信号输出口,Ｐ2口为按键输入口,P3.2为外部中断ＩNT0输入口。
２.4 彩灯总体控制框图
图2.４．1 彩灯总体控制框图
三.硬件电路设计:
3．1STＣ８9C52单片机介绍
SＴC89C５2是STC公司生产的一种低功耗、高性能CＭOＳ8位微控制器，具有8K在系统可编程Ｆlash存储器。
SＴC８９C52使用经典的ＭＣS-51内核,但做了很多的改进使得芯片具有传统５１单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Ｆlａｓh，使得STＣ89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能:
８k字节Ｆlash,51２字节RAM，３2位I/O口线，看门狗定时器,内置4KBＥＥＰRＯM，MＡＸ8１0复位电路，3个16 位定时器／计数器，4个外部中断，一个７向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构）,全双工串行口。
另外STC８9Ｘ52可降至0Hz静态逻辑操作，支持２种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPＵ停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率3５MHz,6Ｔ/1２T可选。
图３.1.1 STC89C５2外形及引脚排列
特性：
ＳTC89C５2RC单片机；
８K字节程序存储空间；
5１２字节数据存储空间;
内带2K字节ＥＥPROM存储空间;
可直接使用串口下载;
ＡT89S５２单片机：
8K字节程序存储空间；
256字节数据存储空间;
带有２KB的EＥPRＯM空间。
参数:
1.增强型8051单片机,６时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统805１
2. 工作电压:
5.５Ｖ~３.3Ｖ（５V单片机）/3.8V~2.0V（3V单片机）
３.工作频率范围:
0～40MHz，相当于普通８05１ 的0~８0MHz,实际工作频率可达48MHz
4.用户应用程序空间为8K字节
5.片上集成５12字节ＲAM
6.通用I/O 口（３2个），复位后为:
P0/Ｐ1/P2/P3是准双向口／弱上拉， P０口是漏极开路输出，作为总线扩展用时,不用加上拉电阻,作为 I/O口用时，需加上拉电阻。
7.ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程）,无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RXDＰ3.０,TＸＤ/P３.1）直接下载用户程序,数秒即可完成一片
8.具有EＥPＲOＭ功能
９. 具有看门狗功能
10.共3个16位定时器/计数器。
即定时器Ｔ0、T1、T2
１1.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路,ＰｏweｒＤown 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
12．通用异步串行口（ＵART），还可用定时器软件实现多个UARＴ
13．工作温度范围：
-40～+85℃（工业级）/0~7５℃（商业级）
１4.PＤIＰ封装
３．２ 系统的硬件构成及功能描述
控制系统硬件设计电路图如图所示：
图3．２.1控制系统硬件设计电路图
功能描述：
系统硬件设计电路主要由四部分组成：
按键复位电路、时钟震荡电路、按键电路、LＥＤ彩灯电路、数码管显示电路。
按键复位电路：
复位是单片机的初始化，其作用是使CPＵ中的各个部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。
在接电瞬间ＲST端的电位与VCC相同，随着电容充电电流的减小,+5V立即加到了RＳT/VＰD端，RSＴ的电位逐渐下降。
时钟振荡电路：
在SＴC89C5２的外部，ＸTAL１和ＸTAL2之间跨越晶体振荡器和微调电容，从而构成一个自激振荡器，形成时钟振荡电路。
时钟电路产生的振荡脉冲经过触发器二分频后，形成单片机的时钟脉冲信号。
按键电路：
用P2．3、P2.２、P2.1、P2.0作彩灯亮灯方式输入口,按键输入均采用低电平有效。
本设计中按键程序的就是采用查询方式，若图中的P2.0的按键按下,软件程序查询到Ｐ2.０口为低电平,跳转到该按键控制的相应彩灯亮灯方式1。
LED彩灯电路:
发光二极管与单片机的Ｐ1口相连接,其电路图如图所示。
发光二极管为共阳极，其他管脚分别接P1口的８个端口,P1．0、Ｐ1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P１．5、P1.6、P1．7每个端口接一个彩灯，当给他们送低电平时发光二极管就会亮。
数码管显示电路:
该一位数码管为静态显示，字段接P0口,因为公共端接了二极管，电路板上的插针为三极管的基极，所以电路板上的插针接低电平（或接地），但此数码管为共阳极。
当某个键按下，软件程序就会给P0口送相应的执行码，就会在数码管上显示相应的样式编号。
四.系统软件设计：
４.1 程序流程图
Ｎ
Y
ﻩ
ﻩ
NN N N
YﻩYﻩＹ
Y
Yﻩ
图4.1.１程序流程图
4．2软件程序：
＃iｎｃlude
uｎsignedcharcoｄｅtable1［］={0xｆｃ,0ｘｅb,0x９ｆ,０xfｆ};
uｎsignedｃharｃodeｔaｂle2［]={0xf8，0ｘ８f,0x8f,0xf８}；
ｕnｓignedcharcode ｔaｂle3[］={0ｘe8,0xｃ9,0x9b,０xff};
unsigｎｅdcharcoｄeｔable４[]={0ｘ00,０xff,0x00,0ｘｆｆ};
inｔａ；
ｕnsignediｎtｚ;
ｖoiddelaｙ（uｎsｉgned intz） ／/延时函数,z的取值为这个函数的延时ｍs数,如delay（2０0）;大约延时200mｓ.
{uｎｓiｇnedinｔx,ｙ;
ﻩｆｏr（x=z;ｘ>0;x-－）
for（y＝110;y>０;y－-）;
}
voidliuｓｈuidｅｎｇ1（）//流水灯样式1
｛
P0=0xf９;
P1=table1[a];
ﻩｄelay（400）;
ａ＋+;
ﻩiｆ（a==4）
{
ﻩa＝0;
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