课程设计报告123.docx

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课程设计报告123

河北工程大学

单片机原理与应用课程设计报告

设计名称：

基于51单片机的流水灯设计

姓名：

丁翔，王朋达，金焱，冯伟

学号：

110470104，16，24,29

专业班级：

应物1101班

系（院）：

理学院应用物理系

指导老师：

韩海燕

设计时间：

2014-2015学年第1学期

设计地点：

8教512

目录

一、前言2

二、设计方案2

2.1设计原理2

2.2电路原理图2

2.3主要元件2

2.4元件结构和特性介绍2

三、设计结果分析2

3.1程序设计流程图2

3.2开发程序2

3.3电路板焊接及测试2

四、注意事项2

五、总结2

设计名称：

1、前言

单片机全称叫单片微型计算机SingleChipMicrocomputer,是一种集成在电路芯

片是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器

RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能可能还包括

显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路集成到一块硅

片上构成的一个小而完善的计算机系统。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。

导弹的导航装置飞机上各种仪表的控制计算机的网络通讯与数据传输工业自动

化过程的实时控制和数据处理广泛使用的各种智能IC卡民用豪华轿车的安全保

障系统录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制以及程控玩具、电子宠物等等这

些都离不开单片机。

更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种

智能机械了。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设

备的智能化管理及过程控制等领域大致可分如下几个范畴1.在智能仪器仪表上

的应用,例如精密的测量设备2.在工业控制中的应用用单片机可以构成形式

多样的控制系统、数据采集系统。

例如工厂流水线的智能化管理电梯智能化控制、

各种报警系统与计算机联网构成二级控制系统等。

3.在家用电器中的应用可从手

机电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工

作中随处可见的移动电话集群移动通信无线电对讲机等。

5.单片机在医用设备

领域中的应用例如医用呼吸机各种分析仪监护仪超声诊断设备及病床呼叫

系统等等。

6.在各种大型电器中的模块化应用如音乐集成单片机看似简单的功

能微缩在纯电子芯片中有别于磁带机的原理就需要复杂的类似于计算机的原

理。

本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤并从实践经验出发对计

算器设计做了详细的分析和研究。

本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。

系

统以采用MCS-51系列单片机Intel8051为中心器件来设计LED流水灯系统实现8

个LED霓虹灯的左、右循环显示并实现循环的速度可调。

二、设计方案

2.1设计原理

本课题使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。

因此本流水灯实际上就是一个

带有八个发光二极管的单片机最小应用系统即为由发光二极管、晶振、复位、电源

等电路和必要的软件组成的单个单片机。

如果要让接在P1.0口的LED1亮起来那么只要把P1.0口的电平变为低电平就

可以了相反如果要接在P1.0口的LED1熄灭就要把P1.0口的电平变为高电平

同理接在P1.1P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。

因此要实

现流水灯功能我们只要将发光二极管LED1LED8依次点亮、熄灭8只LED灯便

会一亮一暗的做流水灯了。

同样的道理可以让8个灯左移点亮全亮、全灭。

在此我们还应注意一点由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时

间很短我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间否则我们就看不到“流水”

效果了。

2.2电路原理图

（三）元器件选择

2.3主要元件

单片机AT89S511控制核心

晶振12MHZ1晶振电路

电容30pF2晶振电路

电阻Respack88上位电阻

电阻10k4开关电阻

电阻10k1复位电路

电源+5v1提供电源

拨码开关BUTTON4发出信号

数码管7SEG-MPX1-CC8显示电路

2.4元件结构和特性介绍

AT89C511.芯片由UNTITLED—ISISPROFESSIONAL实验系统提供AT89C51

1主要特性与MCS-51兼容

4K字节可编程闪烁存储器

寿命1000写/擦循环

数据保留时间10年

全静态工作0Hz—24Hz

三级程序存储器锁定

128*8位内部RAM

32可编程I/O线

5个中断源

可编程串行通道

低功耗的闲置和掉电模式

片内震荡器和时钟电路

2管脚说明

①电源引脚

Vcc40脚典型值5V。

Vss20脚接低电平。

②外部晶振

XTAL1、XTAL2分别与晶振两端相连接。

③输入输出口引脚P0口I/O双向口。

作输入口时应先软件置“1”。

P1口I/O双向口。

作输入口时应先软件置“1”。

P2口I/O双向口。

作输入口时应先软件置“1”。

P3口I/O双向口。

作输入口时应先软件置“1”。

④控制引脚

RST、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的

控制总线。

RST9脚复位信号输入端高电平有效。

ALE/-PROG（30脚地址锁存信号输出端。

-PSEN29脚外部程序存储器读选通信号。

-EA/Vpp（31脚外部程序存储器使能端。

第二功能编程电压输入端+21V。

3AT89C51单片机的P口特点

P0口是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。

作为输出端

口时每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入对端口写1时又可作高阻抗输入端用。

在访问外部程序或数据存储器时它是时分多路转换的地址低8位/数据总线在访问期间将激活内部的上拉电阻。

P1口P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P1口的输出缓冲器可驱动吸收或输出电流方式4个TTL输入。

对端口写1时通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位这时可作

输入口。

P2口作输入口使用时因为内部有上拉电阻那些被外部

信号拉低的引脚会输出一个电流Iil。

P2口P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P2口的输出缓冲器可驱动吸收或输出电流方式4个TTL输入。

对端口写1时通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位这时可作

输入口。

P2口作输入口使用时因为内部有上拉电阻那些被外部

信号拉低的引脚会输出一个电流Iil。

在访问外部程序存储器时

和16位外部地址的外部数据存储器如执行MOVX@DPTR时P2

口送出高8位地址。

在访问8位地址的外部数据存储器如执行MOVX

@RI时P2口引脚上的内容就是专用寄存器（SFR）区中的P2寄

存器的内容在整个访问期间不会改变。

P3口P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。

P3口的输出缓冲器可驱动吸收或输出电流方式4个TTL输入。

对端口写1时通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位这时可作

输入口。

P3口作输入口使用时因为内部有上拉电阻那些被外部

信号拉低的引脚会输出一个电流Iil。

2排阻的作用

所谓排阻就是若干个参数完全相同的电阻它们的一个引脚都连到一起

作为公共引脚。

其余引脚正常引出。

所以如果一个排阻是由n个电阻构成的

那么它就有n+1只引脚一般来说最左边的那个是公共引脚。

它在排阻上一

般用一个色点标出来。

排阻一般应用在数字电路上比如作为某个并行口的

上拉或者下拉电阻用。

使用排阻比用若干只固定电阻更方便。

三、设计结果分析

3.1程序设计流程图

3.2开发程序

ORG0000H;单片机上电后从00000H地址执行

AJMPSTART;跳转到主程序存放地指出

ORG0030H;设置主程序开始地址

START:

MOVSP,#60H;设置堆栈起始地址为60H

MOVDPTR,#TAB;把TAB表首地址送入DPTR

START1:

JNBP0.0,LOOP1;判断P0.0处开关是否闭合

JNBP0.1,LOOP2;判断P0.1处开关是否闭合

JNBP0.2,LOOP3;判断P0.2处开关是否闭合

JNBP0.3,LOOP4;判断P0.3处开关是否闭合

AJMPSTART1;如果没有开关闭合重新检测

LOOP1:

CLRA;累加器清零

MOVCA,@A+DPTR;取数值表中的数

CJNE:

A,#11111111B,SHOW1;检查左移结束标志

AJMPSTART;左移结束重新检测开关状态

SHOW1:

MOVP1,A;将数据送到P1口

ACALLDELAY;调用延时子程序

INCDPTR;取数据表指针指向下一数据

AJMPLOOP1;继续查表取数据

LOOP2:

MOVA,#09H;设定累加器的初始值

MOVCA,@A+DPTR;取数值表中的数

CJNEA,#00000000B,SHOW2;检查右移结束标志

AJMPSTART;右移结束重新检查开关状态

SHOW2:

MOVP1,A;将数据送到P1口

ACALLDELAY;调用延时子程序

INCDPTR;取数据表指针指向下一数据

AJMPLOOP2;继续查表取数据

LOOP3:

MOVA,#08H;设定累加器初始值

MOVCA,@A+DPTR;取数值表中的数

MOVP1,A;将数据送到P1口

AJMPSTART;全灭结束重新检测开关状态

LOOP4:

MOVA,#11H;设定累加器初始值

MOVCA,@A+DPTR;取数值表中的数

MOVP1,A;将数据送到P1口

AJMPSTART;全灭结束重新检测开关状态

DELAY:

MOVR0,#10;延时一段时间

D0:

MOVR1,#200

D1:

MOVR2,#123

NOP

D2:

DJNZR2,D2

DJNZR1,D1

DJNZR0,D0

RET;子程序返回

TAB:

DB11111110B

DB11111101B

DB11111011B

DB11110111B

DB11101111B

DB11011111B

DB10111111B

DB01111111B

DB11111111B

DB01111111B

DB10111111B

DB11011111B

DB11101111B

DB11110111B

DB11111011B

DB11111101B

DB11111110B

DB00000000B

END;程序结束

3.3电路板焊接及测试

四、注意事项

1：

在焊接LED灯时，注意阳极和负极别焊反。

2：

焊接时焊台的温度别太高，以免击穿二极管。

3:

：

在焊接主控芯片和控制芯片时，先焊接底座，焊好后用万用表测量正常后再插上芯片。

五、总结

经过一段时间的努力我们顺利的完成了这次单片机课设。

这是一个磨练意志的

过程。

从课题的选择开始流水灯的设计、硬件和软件系统的设计、到最后的Proteus

软件仿真完成这其中经历了很多困难但是更重要的是在这个过程中我得到了很大

的锻炼。

一方面通过C51单片机等一些器件的设计让我学习和掌握了单片机技术的基

础知识和技术要点也使以前学的很多知识都得到了运用另一方面在用Proteus软

件画电路图时然后再转换成一维的WORD中进行编辑这个过程中让我掌握了计算机

辅助的设计技术。

当然这是一个需要不断的尝试不断的校核不断的修改最后

完成一个合理的设计的过程。

需要的是细心和耐心。

在很大程度上培养了我拼搏的工

作精神。

使我受益匪浅更加明确了自己专业的方向。

通过本次课设我不仅学到了关于单片机技术方面的许多专业知识同时也让我

感觉到团队合作的重要性。

其实如何有效和快速的找到资料也是课设给我的启发利

用好图书馆和网络是资源的到最好的利用。

与他人交流思想是取得成功的关键在

交流中不仅强化了自己原有的知识体系也扩展了自己的思维。

课设是一个通过思

考、发问、自己解惑并动手、提高的过程。

我会在以后的学习中不断学习积累经验

完善自己。

对于这次单片机课程设计不仅巩固了以前所学过的知识而且学到了很多在书本

上没有学到过的知识掌握了一种系统的研究方法可以进行一些简单的编程。

通过

这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的只有理论知识是远远不够

的只有把所学的理论知识与实践相结合起来从理论中得出结论从而提高自己的

实际动手能力和独立思考的能力。

同时在设计的过程中发现了自己的不足之处例如

对以前所学过的知识理解得不够深刻掌握得不够牢固学习了单片机C语言。

这里我要感谢实验室的指导老师，老师的细致讲解和耐心的检查，让我学到了很多东西。

本组成员：

丁翔，王朋达，金焱，冯伟

课程设计

评语

课程设计

成绩

指导教师（签字）

年月日

注：

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