花样流水灯课程设计Word格式.docx

1、2学分 适应班级：09电气工程2班二、课程设计的意义、性质、目标、要求1. 意义 课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。2性质课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。3目标通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内

2、容做一定的扩充。4要求（1）课程设计的基本要求单片机课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。（2）课程设计的教学要求单片机课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（两周）累计旷课达

3、到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。课程设计的任务相对分散，每35名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。三、课程设计题目及设计过程 利用AT80C51单片机的自动控制功能，并结合其它电子元器件以及软件实现的流水灯，实现不同种类的 流水现象。将发光二极管LED1LED8依次点亮

4、、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯。四、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范报告书用A4纸书写，装订成册。设计报告的格式如下：1、封面 2、内容提要（摘要） 3、目录 4、正文（1） 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能； （2） 硬件电路设计及描述；1）确定元器件的型号及参数。2）画出完整的原理图。3）列出元器件清单。 （3） 软件设计流程及描述； 5、心得体会（总结）6、参考文献 7、附录（源程序代码、相关图纸）五、进度安排单片机课程设计共安排2周，合计80学时，具体分配如下：实

5、习动员及准备工作： 2学时总体方案设计： 10学时硬件设计： 16学时软件设计： 20学时撰写设计报告： 12学时答辩与总结： 8学时教师辅导：六、考核方法单片机课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。 考核分三个方面进行：平时表现20%；设计过程25%；设计报告 40%；设计答辩15%。有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理： 1、设计期间累计迟到、早退达8次；2、设计期间累计旷课达6节； 3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；4、

6、不能完成设计任务，达不到设计要求。摘 要 城市夜景中，变幻多姿的霓虹灯历来是一道亮丽的风景。利用单片机的自动控制功能，设计出相应不同的电路，可以实现彩灯不同模式的流水效果。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心即使单片机。单片机的最明显的优势，就是想入到各种仪器，设备中。本课程是利用AT80C51单片机的自动控制功能，并结合其它电子元器件以及软件实现的流水灯，实现不同种类的流水现象。关键字：AT80C51单片机,LED，花样流水灯1 绪 论1.1 课题背景单片机自1976年由Intel公司推出MCS-48开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、

7、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点，目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、PC机外围以及网络通讯等广大领域。单片机有两种结构：一种是在通用微型计算机中广泛采用的，程序存储器和数据存储器共用一个存储器空间的结构，称为“冯诺依曼”结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为“哈佛”结构，目前的单片机采用此种结构较多。本文讨论的单片机多功能时钟系统的核心是目前应用极为广泛的51系列单片机，配置了外围结构，构成了一个可编程的及时定时系统，具有体积

8、小，可靠性能高，功能多等特点，不仅能满足所需要求而且还有很多功能可供扩展，有着广泛的应用领域。1.2 单片机简介在单片机技术日趋成熟的今天，其灵活的硬件电路的设计和软件的设计，让单片机得到了广泛的应用，几乎是从小的电子产品，到大的工业控制，单片机都起到了举足轻重的作用。单片机小的系统结构几乎是所有具有可编程硬件的一个缩影，可谓是“麻雀虽小，肝胆俱全”，单片机的学习和研究是对微机系统学习和研究的简捷途径。1.2.1 单片机的分类AVR系列单片机也是ATMEL公司生产的一种8位单片机，它采用的是一种叫RISC（精简指令集单片机）的结构，所以它的技术和51系列有所不同，开发设备也和51系列是不通用的

9、，它的一条指令的运行速度可以达到纳秒级（即每秒1000000000次），是8位单片机中的高端产品。由于它的出色性能，目前应用范围越来越广，大有取代51系列的趋势。说完了AVR的，再来说说另一种-PIC系列单片机，它是美国MICROCHIP公司，叫微芯公司的生产的另一种8位单片机，它采用的也是RISC的指令集，它的指令系统和开发工具与51系列更是不同，但由于它的低价格和出色性能，目前国内使用的人越来越多，国内也有很多的公司在推广它，不过它的影响力远没有51系列的大，所以作为初学者，51系列当然是首选。1.2.2 单片机的发展状况计算机系统的发展已明显地朝三个方向发展，这三个方向就是：巨型化，单片

10、化，网络化。单片机用以解决复杂系统计算和高速数据处理的仍然是巨型机在起作用，故而，巨型机在目前在朝高速及处理能力的方向努力。单片机在出现时，Intel公司就给其单片机取名为嵌入式微控制器（embedded microcontroller）。单片机的最明显的优势，就是可以嵌入到各种仪器、设备中。这一点是巨型机和网络不可能做到的。1.2.3 单片机的应用前景观察之前几年以来各家厂商的销售地区比重，可以发现中国大陆市场比重逐渐提升，台湾与北美市场则逐渐衰退， 主要原因在于多项产品制造基地转移至大陆，MCU在大陆的需求也随之提升。销货至大陆的MCU产品，多应用于 电话、Caller ID、玩具与LCD

11、等产品，预计在未来，销货至大陆的比重仍将持续增加。在中国产品应用领域可分 为五大项目，包括电脑周边（高速Modem、DSC、NB中的电源管理等）、通讯产业、消费性产品（家电、冷气等）、 车用市场（定速器、控制器、防盗器）及工业上的应用。有部份场家将特别瞄准消费性产品市场跨入，如Audio方式 将朝多媒、MP3解决方案前进，另外在PC连结应用上，包括无线、网路及标准应用产品，都会有一系列产品推出。 另外在电源系统应用方面，在UPS（不断电系统）、Server Power（伺服器电源）、Charger（充电器）等应用上；以及 在周边应用领域方面，针对Game Device、记忆卡、读卡机、及Pen

12、 Drive（随身碟）等应用上。逻辑IC包括 微处理器（MPU）、微控制器（MCU）、特殊应用IC（ASIC）、可程式逻辑元件（PLD）以及一般的标准应用IC（ASSP）等， 不同的逻辑IC有其发展方向，而MCU产品则朝向整合型产业发展。2 系统设计方案2.1设计思路单片机的应用系统由硬件和软件组成，由原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。2.2设计要求要实现流水灯功能，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。在此我们还

13、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。3 硬件系统的设计3.1硬件系统组成 按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.255.50V的电压工作范围和024MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水

14、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。3.2流水灯设计原理 原理图中可以看出，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。图3.1 流水灯硬件原理图4 软件系统的设计4.1 软件编程单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，

15、即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。软件编程是单片机应用系统中的一个重要的组成部分，是单片机学习的重点和难点。下面我们以最简单的流水灯控制功能即实现8个LED灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的软件编程方法。#include /51系列单片机定义文件#define uchar unsigned char /定义无符号字符#define uint unsigned int /定义无符号整数void delay（uint）; /声明延时函数void main（void） uint i;uchar temp;while（1）temp=0x01;for（i=0;i8;i

16、+） /8个流水灯逐个闪动P1=temp;delay（100）; /调用延时函数temptemp=0xFE;i+） /8个流水灯依次全部点亮P1=temp;temp=0x7F;i+） /8个流水灯依次反向全部点亮void delay（uint t） /定义延时函数register uint bt;for（;t;t-）for（bt=0;bt255;bt+）;结 论 通过这次单片机课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们的杨老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风

17、一直是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次课程设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导。而您开朗的个性和宽容的态度，帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我十分乐意接受你们的批评与指正，本人将万分感谢。参考文献：1徐煜明，韩雁.单片机原理及接口技术M.北京：电子工业出版社，2005.12万光毅，严义，邢春香.单片机实验与实践教程M.北京：北京航空航天大学出版社，2006.43例说51单片机（C语言版） 人民邮电出版社 张义和等 编著4单片机原理及接口技术 清华大学出版社 北京交通大学出版社 梅丽凤等