花样流水灯设计Word格式文档下载.docx

1、4.1直流稳压电源电路对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模 块，电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。 电子设备除用电池供电 外，还采用市电（交流电网）供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定 的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分。本项目直流稳压电源为 +5V。直流稳压电源的制作一般有 3 种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电 源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。 下图为稳压电源采用的是三端集成稳压 器 7805 构成的正 5V 直流电源。三端固定式集成稳压电源电路图AT89C51 单片机的工作电压范围： 4.0V-5.5V ，所以通常给单片

2、机外接 5V 直流电源。此处用 3 节 1.5V 的干电池供电。4.2单片机最小系统要使单片机工作起来， 最基本的电路的构成由单片机、 时钟电路、 复位电路 等组成，单片机最小系统如图所示。时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号， 用于外接一个 12MHz 石英晶体振荡器和 2个 30pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉 冲直接送入内部的时钟电路。复位电路： 确定单片机工作的起始状态， 完成单片机的启动过程。 单片机系 统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。 本设计采用手动按键复位， 该复 位方式同样具有上电自动复位功能。4.3 LED 电路LED 流水灯显示电路LED

3、 流水灯显示电路如图所示，实际上是由 8 个发光二极管和 8 个电阻构 成的电路。发光二极管与电阻对应串联 ,然后接在与之相对应的 P2 口上。通过软 件编程对 P2 口输出高低电平来实现不同的闪烁花型。由于发光二极管的导通电 压一般为 1.7V 以上，另外，他的工作电流根据型号不同一般为 1mA 到 30mA ， 电阻选择范围 1003000在此我们这里选用 560 的电阻。4.4 按键控制电路按键控制电路如下图所示， 是由 6 个按键开关构成的。 他们分别接在单片机 AT89C51的P1接口和 P3.0口,Key1-Key5 接在P1.0-P1.4,Key6接在 P3.7上。 为了一对一的

4、控制 LED 灯的闪烁方式。 当按下开关 Key1 时, LED 流水灯系统闪 烁第一种流水灯花型。当按下开关 Key2 时 , LED 灯系统闪烁第二种闪烁方式。 当闭合 Key6 时，流水灯闪烁节拍变慢。键盘控制电路4.5 串口电路串口电路为单片提供与 PC 机连接端口，为单片机提供下载程序到单片机程 序存储器中。串口原理图如下图所示。串口也称串行通信接口， RS-232 是目前最常用的一种串行通讯接口，由于 其形状和针脚数量的原因， 其接头又被称为 DB9 接头。RS-232 针脚定义 : 2RXD 接收数据、 3TXD 发送数据、 5GND 系统接地，一般就用到这几个引脚。串口原理图M

5、AX232 芯片是专门为电脑的 RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片 , 使用+5v 单电源供电。MAX23 内部结构基本可分三个部分：第一部分是电荷泵电路：由 1、2、3、4、5、6 脚和 4 只电容构成，功能是 产生+12v和-12v 两个电源，提供给 RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道：由 7、8、9、10、11、12、13、14 脚构成两个数 据通道，其中 13 脚（R1IN）、12 脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT） 为第一数据通道， 8 脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7 脚（T2OUT） 为第二数据通道。 T

6、TL/CMOS 数据从 T1IN 、T2IN 输入转换成 RS-232 数据从 T1OUT、T2OUT 送到电脑 DP9 插头； DP9 插头的 RS-232数据从 R1IN、R2IN 输入转换成 TTL/CMOS 数据后从 R1OUT、R2OUT 输出第三部分是供电： 15脚 DNG、16脚VCC（+5v）。五丶系统的软件设计本设计是以单片机 AT89C51 为核心控制 8个发光二极管 5种闪烁方式的变 换。硬件电路如图所示，八个发光二极管 D1D8 分别接在单片机的 P2.0P2.7 接口上，当给 P2.0口输出 “0时”，发光二极管点亮，当输出 “1时”，发光二极管熄 灭。可以运用输出端

7、口指令 MOV P0，A 或 MOV P0， DATA，只要给累加器 值或常数值，同理，接在 P2.1P2.7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，只要将发光二极管 LED1 LED8 依次点亮、 熄灭，8 只 LED 灯便会一亮一暗的成流水灯了。在此还应注意一点，由于视觉 暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短， 在控制二极管亮灭的时候应该延 时一段时间， 否则我们就看不到闪烁效果。 程序启动时跳转到键盘判断模块程序 中，此程序里面包含 Key1-Key5 的按键情况判断，循环检测直到有按键按下的 时候，程序转去相对应按键的流水灯显示的花型模块，与

8、此同时，当按键 Key6 有闭合时， 程序中调用延时程序时， 给延时参数赋值上另一个值， 是延时程序延 时时间发生改变，以达到不同快慢节奏闪烁的流水灯。 具体程序流程如下图所示。主程序流程图六丶系统调试与测试结果分析6.1 系统仿真本设计使用的 Keil C51软件来进行编程。 Keil C51提供了包括 C 编译器、 宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案， 通过一个集成开发环境将这些部份组合在一起。Proteus的 ISIS 是一款 Labcenter出品的电路分析实物仿真系统， 可仿真各种 电路和 IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的

9、单片 机软件仿真系统。仿真图如下：6.2仿真调试本系统的调试是把在 Keil 里面写好的程序通过编译不出现任何错误后将生 成的后缀名为 .HEX 的文件加载到 AT89C51 单片机中。测试结果及状态分析序 号测试项目测试方法测试结果行状态分析1是否能正常工作打开仿真电路图，加载程 序，点击开始运行。无任何错误提示仿真电路正常2流水灯花型控制运行仿真，随机按下任意 按键，观察流水灯显示效 果。对应按键按下，流水灯出 现不同花型。本设计实现了多控 制、多闪烁的 LED 流水灯循环。3节奏快慢控制按闭合 Key6 ，观察流水灯 循跳动节奏当闭合 Key6 是，流水灯循 环闪烁变慢。本设计实现了用快

10、 慢两种节拍实现花 型交换。经以上仿真上测试证实，能实现本设计系统要求的预期的功能结论本方案以 AT89C51 单片机作为主控核心，按键控制电路、流水灯显示电路 以及单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路，利用软件编程烧录程序到 单片机来实现对 LED流水灯进行控制，与其他 LED流水灯相比该电路结构简单、 易操作、硬件少、体积小、成本低、低能耗等优点，其电路集成度高，工作原 理简单，清晰明了，控制图案的花样多，移植性好。附录 1 程序主程序：S2:CJNE A,#b,S3ORG 0000HLCALL K3LJMP MAINS3:CJNE A,#b,S4LCALL K4S4:CJNE A,#

11、b,MAINORG 0040HLCALL K5MAIN:MOV P1,#0FFH按键程序：MOV A,P1K1:MOV A,#bCJNE A,#b,S1C1:RL ALCALL K1MOV P2,AS1: CJNE A,#b,S2LCALL DelayLCALL K2JNB P1.1,K2JNB P1.2,K3JNB P1.3,K4MOV P2,#0FFHJNB P1.4,ZLJMP C1K4:MOV P2,#BK2:MOV P2,#0FEHMOV P2,#0FCHMOV P2,#0F8HMOV P2,#0F0HMOV P2,#0E0HMOV P2,#0C0HMOV P2,#80HMOV P2,#00HK5:Z:LJMP K5K3:MOV P2,#55HMOV P2,#0AAHmov r5,#01hLJMP D5D1:MOV r5,#04hD5:mov r6,#0ffhD6:mov r7,#0ffhD7:nopdjnz r7,D7djnz r6,D6djnz r5,D5ret延时程序：Delay: JNB P3.0,D1END