节日彩灯控制器设计方案文档格式.docx

1、2.1 系统开发背景 随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。 led 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的 LED 彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。2.2 系统操作流程

2、图通过以上的描述，画出系统的操作流程图如下： 图2.2 节日彩灯操作流程图3 系统开发方法及工具简介3.1 系统开发简介单片机（SCM）是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称。它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数器以及输入输出适配器都集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。随着SCM在技术上、体系上不断扩展其控制功能，国际上已经采用MCU（MicroControllerUnit）代替单片机的名词。它的最大优点是体积小，可放在仪表部。但存储量小，输入输出适配器简单，功能较低。目前，单片机在民用和工业测控领

3、域得到最广泛的应用，早已深深地融入人们的生活中。近年来，AT89C51在我国非常流行，它最大的特点是部有可以多次重复编程的闪烁ROM,并且闪烁ROM可以直接用编程器来擦写（电擦写），使用起来比较方便【10】。一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分容：一是系统扩展，即单片机部的功能单元，如ROMRAMI/O口定时/记数器中断系统等能量不能满足应用系统的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统配置，既要按照系统功能要求配置外围设备，如键盘显示器打印机A/DD/A转换器等，又要设计合适的接口电路。本系统采用AT89C51单片机作为中央处理器。其主要任务收集按键的信息

4、，判断按键时否按下来执行相应彩灯的点亮方式在本系统中，AT89C51单片机的P1口用于接按键，方便使用者选择方式。P0口接的时LED彩灯。3.2 开发工具介绍本次设计主要用到的是80C51单片机，以及LED灯，电阻，振荡器，电容等简单器件构成，元件简单，操作方便。3.2.1 80C51简介单片微型计算机简称为单片机，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重要分支。单片机是70年代中期发展起来的一种大规模集成电路芯片，是CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统于同一硅片的器件。80年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产

5、业之一。1）四个I/O口：P0口有三个功能1、外部扩展存储器时，当作数据总线（如图1中的D0D7为数据总线接口） 2、外部扩展存储器时，当作地址线（如图1中的A0A7为地址总线接口）3、不扩展时，可做一般的I/O使用，但部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。P1口只做I/O口使用：其部有上拉电阻。P2口有两个功能1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用 2、做一般I/O口使用，其部有上拉电阻；P3口有两个功能除了作为I/O使用外（其部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置，具体功能请参考我们后面的引脚说明。有部EPROM的单片机芯片（例如8751），为写入程序需提供专门的

6、编程脉冲和编程电源，这些信号也是由信号引脚的形式提供的， 即：编程脉冲：30脚（ALE/PROG） 编程电压（25V）：31脚（EA/Vpp） 接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池，这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源，当外接电源下降到下限值时，备用电源就会经第二功能的方式由第9脚（即RST/VPD）引入，以保护部RAM中的信息不会丢失。3）汇编指令指令由于操作码和操作数。分为单字节指令，双字节指令，三字节指令。4）寻址方式：立即寻址：操作数包含在指令字节中，指令操作码后面字节的容就是操作数本身。直接寻址：1部数据存储器的低128个字节单元（00H-7FH）2位

7、地址空间；3专用功能寄存器 寄存器寻址：由指令指出某一个寄存器中的容作为操作数，这种寻址方式称为寄存器寻址。寄存器间接寻址：由指令指出某一个寄存器的容作为操作数的地址。基址寄存器加变址寄存器间接寻址：用于访问程序存储器中的数据表格。相对寻址：以PC的容作为基地址，加上指令中给定的偏移量所得结果作为转移地址，只适用于双字节转移指令。4 系统分析4.1 系统分析介绍4.1.1 技术可行性51系列单片机是目前应用最为广泛的一类微处理器，它以低廉的价格和强大的功能，受到广大电子设计爱好者和工程师的欢迎。51系列单片机部具有丰富的硬件资源，例如定时器/计数器、中断系统、串行接口，并且它还提供了详尽的指令

8、操作系统，可以供程序员很方便地进行程序设计。在51系列单片机的开发过程中，程序设计是重点也是难点。初学者往往很难快速掌握单片机指令的应用、各个功能部件的编程方法及程序设计思路。 因此，技术上完全可行。4.1.2 经济可行性本系统由于本身并不复杂，不需要投入太多的人力、物力，从而开发所需要的资金投入也不会很大，在经济上是完全可行的。4.1.3 操作可行性分析随着校园网的建成与发展，正是此系统大显身手的好机会，且此系统是在校园部网上运行的。通过以上方面的分析得出结论：基于校园网的毕业设计综合管理系统符和软件开发是完全可行的。4.2 系统的综合要求1、设计4个按键key5、key6、key7、key

9、8, key5开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。 key6停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。 key7上，按此键则灯由上向下流动。 key8下，按此键则灯由下向上流动。2、由按键控制功能的流水灯,其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED的/口送出低电平，可实现题目要求的功能。3、要求做出实物。 5 系统设计5.1 系统总体设计5.1.1 系统的综合要求1、了解节日彩灯控制器的工作原理2、掌握按键输入的消抖处理程序和延时程序的编写3、掌握电路板的实物焊接5.1.2 系统的电路图电路图连接如下 图5.1.2 系统的电路图 6 程序设计代码代码如下:#includeintrins.h/

10、单片机上的4个独立按键sbit key5 = P14; /开始键sbit key6 = P15; /停止键sbit key7 = P16; /上sbit key8 = P17; /下void delay_ms（int n） /延时n毫秒 int i,j; for（i=0;in;i+） for（j=0;j110;j+）;void main（） char tmp; int key = 7, flag=0; tmp = 0xfe; /让最低位的LED灯得到低电平点亮 while（1） if（key5=0） /判断按键key5是否按下 delay_ms（10）; /延时重新判断按键是否按下，延时消除抖

11、动 if（key5=0） key = 5; if（key6=0） /判断按键key6是否按下 if（key6=0） key = 6; if（key7=0） /判断按键key7是否按下 if（key7=0） key = 7;if（key8=0） /判断按键key8是否按下 if（key8=0） key = 8; if（key=5） flag=1; key=7; if（key=6） flag=0; if（flag=1） if（key=7）tmp=_crol_（tmp,1）; /灯开始由上而下流动 if（key=8）tmp=_cror_（tmp,1）; /灯由下向上流动 P0=tmp;delay_ms（300）; /亮300毫秒 7 运行结果7.1 正向运行7.2 反向运行总结通过本次课程设计，我对51系列单片机有了更进一步的了解，同时对汇编语言的使用也有了更深一步的认识。学会了Proteus以及keil51这两款软件的使用，知道了如何用这两款软件进行程序