单片机课程设计8个按键控制8个LED自动设定控制流水灯Word文件下载.docx

1、3体会单片机内部资源的功能使用，以单片机开发板现有资源进行应用性设计。掌握单片机常见外围器件的使用。4对去年生产实习焊接的51开发板的程序有更深入的了解。第2章 电路工作原理STC89C52单片机工作原理单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，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/计数器等功能（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微型计算机系统。例如STC89C52单片机是经过32个输入输出口的高低电平变化

2、来实现对外部电路的控制，痛过相应的程序实现对32个输入输出口的控制，这就是单片机工作的最基本原理。如图2-1所示为STC89C52单片机工作的最小系统电路图。图2-1 STC89C52最小工作系统整个电路使用5V直流电源供电，其中复位电路能够使单片机复位；晶振电路相当于单片机的心脏，为单片机提供12MHz的高频脉冲使单片机正常工作；MAX232是将单片机输出的TTL电平转换成PC机能接收的232电平或将PC机输出的232电平转换成单片机能接收的TTL电平，实现单片机与PC机之间的通信，以便于下载程序。LED工作原理LED（light-emitting diode），即发光二极管，俗称LED小灯

3、，51开发板使用的是普通贴片发光二极管。这种二极管一般的正向导通电压是1.82.2V之间，工作电流一般在120mA之间。其中当电流在15mA之间变化时，随着经过LED的电流越来越大，肉眼会感觉到这个灯越来越亮，而当电流从520mA变化时，看到的发光二极管的亮度变化不明显了。当电流超过20mA时，LED就有烧坏的危险。因此在51开发板的使用中需要根据相应的电流参数设计一个与LED串联的限流电阻。如图2-2所示为单片机I/O口控制LED的电路原理图。图2-2 单片机控制LED电路图图中PR2为排阻，在电路中起到限流作用，防止LED被烧毁。因为单片机是能够编程控制的，即P00P07的高低电平也是能够

4、控制的，因此对应的8个LED的亮灭状态也是能够控制的，这就达到了单片机控制LED的目的。按键工作原理独立按键工作原理独立式按键比较简单，它们各自与独立的输入线相连接，如图2-3所示。图2-3 独立式按键原理图4条输人线接到单片机的I/O口上，当按健K1按下时，+5V经过电阻然后再经过按键K1最终进人GND形成一条通路，这条线路的全部电压都加到这个电阻上，P20这个引脚就是个低电平。当松开按健后，线路断开，就不会有电值经过，P20和+5V就应该是等电位，是个高电平。我们就能够经过P20这个10口的高低电平来判断是否有按键按下。矩阵按键工作原理在某一个系统设计中，如果需要使用很多按键时，做成独立按

5、键会占用大量I/O口，因此引用了矩阵键盘的设计。如图2-4所示为51开发板上的矩阵按键电路原理图，使用8个I/O口来实现16个按键。图2-4 矩阵按键原理图在程序设计中分别用四个I/O口扫描4行，另外4个扫描4列，确定了按键在哪行哪列也就确定了按键的具体位置。整体电路图如图2-5所示为键盘控制LED流水灯整体电路图。图2-5 总电路原理图本章小结本章主要介绍了单片机最小系统、LED工作原理、按键工作原理。并从硬件电路的设计出发，简单分析单片机控制LED的工作过程。理论分析基本完成，接下来就是具体的程序设计与调试，经过具体的程序来实现相应的功能，这也是单片机开发中最具技术含量的环节之一。第3章

6、C程序设计程序设计流程图如图3-1所示为主程序流程图。开计时器中断开始K1是否按下扫描矩阵键盘选择需要点亮的LEDK2是否按下保存选择的数据计时器中断程序选择数据实现LED流水灯K3是否按下是否图3-1 程序设计框图主程序由3个独立按键控制，K1，K2和K3。开始从主函数执行程序语句，不断循环扫描按键，当K1按下时，进入选择状态，程序会不断地扫描矩阵键盘，经过矩阵键盘选择需要点亮的LED；选择结束后按下K2，程序会将选定后的数据送入中断程序，中断程序根据接收的数据选泽对应的LED实现流水灯效果；当按下K3后程序又会进入矩阵键盘扫描重新选择LED。实验结果如图3-2所示，当按下K1后进入选择定状

7、态。图3-2 选择LED如图3-2，控制矩阵键盘分别选择了第1，6，8盏灯。再按下K2键，让选择的第1，6，8盏灯实现流水灯效果。如图3-3所示。图3-3 流水灯如图3-3，按下K2之后，LED由之前第1，6，8盏灯亮变为第1，2，7盏灯亮，实现了流水灯右移的效果。当按下K3键，实验结果如图3-4所示。图3-4 回到初始状态由图3-4可知，当按下K3键之后，程序又回到了设定LED的状态。由实验结果能够看出，本次单片机课程设计已达到预期要求，电路工作稳定，满足设计要求。在整个设计过程中，程序设计与调试最为复杂，出现过按键灯不亮，没有出现滚动流水等现象等一系列程序问题。但最终在不断地检查、调试之后

8、，问题也逐渐得到解决。最终实现按键控制流水灯的效果。总结及体会本次设计经过对单片机进行编程控制，进而控制外部电路，成功地设计了八个按键控制八盏灯亮灭实现流水灯的效果。深入了解到单片机开发软件Keil的使用，熟悉单片机电路设计，根据实际应用电路对程序进行调试。熟悉单片机硬件开发平台的应用，掌握了单片机编程器、仿真器的使用，能检查和分析软硬件故障。体会到单片机内部资源的功能使用，以单片机开发板现有资源进行应用性设计。经过这次实习使我进一步弄懂所学到的课本知识，巩固和深化对单片机的结构、指令系统、中断系统、键盘/显示系统、接口技术、系统扩展、定时/控制、程序设计、应用开发、等基本理论知识的理解，提高

9、单片机应用于技术的实践操作技能，掌握单片机应用系统设计、研制的方法，培养利用单片机进行科技革新、开发和创新的基本能力，为毕业后从事与单片机相关的工作打下一定的基础。参考文献1 童诗白，华成英.模拟电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社， .2 阎石.数字电子技术基础（第五版）M.北京：3 韩建，全星慧，周围.电子技术课程设计指导M.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社， .4 黎小桃.数字电子电路分析与应用M.北京： 北京理工大学出版社， .5 高吉祥. 电子技术基础实验与课程设计M.北京：电子工业出版社， .6 陈明义. 电子技术课程设计实用教程（第3版） M. 长沙：中南大学出版社， .7

10、 程春雨. 模拟电子技术实验与课程设计M. 北京：8 宋雪松，李东明，崔长胜. 手把手教你学51单片机（C语言版）M. 北京：清华大学出版社， .附录：#include intrins.h#define KEY P1sbit k1=P20;sbit k2=P21;sbit k3=P22;sbit k4=P23;unsigned char LED=0x00,LED1=0x00;unsigned char x=0;unsigned char KeyValue;unsigned char A1=0x00,A2=0x00,A3=0x00,A4=0x00,A5=0x00,A6=0x00,A7=0x00,

11、A8=0x00;void Delay10ms（unsigned int c）;void KeyDown（）; /矩阵键盘检测void kongzhil（）;void kongzhi2（）;void main（void） TMOD=0x01; /定时器工作状态为1 TH0=（65536-50000）/256; TL0=（65536-50000）%6; EA=1; /开总中断 ET0=1; /开定时器中断 TR0=1; /开启定时器 while（1） int n=0; if（k1=0） Delay10ms（1）; if（k1=0） n=1; if（k3=0） if（k3=0） n=3; if（k4

12、=0） if（k4=0） n=4; switch（n） case 1:KeyDown（）;break; case 3:kongzhil（）; case 4:kongzhi2（）; default: void KeyDown（void） int k=1; while（k） char a=0; KEY=0x0f; if（KEY!=0x0f） Delay10ms（1）; /延时消抖 if（KEY! KEY=0X0F; switch（KEY） /扫描行 case（0X07）: KeyValue=0; case（0X0b）: KeyValue=4; case（0X0d）: KeyValue=8; case（0X0e）: KeyValue=12; KEY=0XF0; switch（KEY） /扫描列 case（0X70）: KeyValue=KeyValue+3; case（0Xb0）: KeyValue=KeyValue+2; case（0Xd0）: KeyValue=KeyValue+1; case（0Xe0）: KeyValue=KeyValue; while（a0;c-） for （b=38;bb-） for （a=130;aa-）; 指导教师评语及成绩评定： 成绩： 指导教师签字： 年 月 日