单片机课程设计-LED广告灯的设计

单片机课程设计设计题目： LED广告灯的设计院系：信息与电气工程学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导老师：目录一、目的 (3)二、设计要求 (3)三、系统设计 (3)四、功能设计 (4)五、硬件设计1、单片机 (4)2、LED灯 (6)3、按键 (6)六、软件设计1、程序流程图 (7)2、设计程序 (7)七、系统调试1、硬件调试 (11)2、软件调试 (11)参考文献 (11)摘要：本文介绍了采用STC12C5A60S2单片机控制LED灯变换显示的实用电路，设计了按键控制变换功能。

已经过软件和硬件测试，并达到设计项目一要求。

关键字：单片机；LED；按键；一目的、设计要求一、课程设计目的：1、通过单片机课程设计，熟练C语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。

2、通过广告灯控制系统的设计，掌握按键及led灯的使用方法。

3、通过此次课程设计，熟练掌握电路板焊接技能，及keil编程软件、stc单片机下载程序的使用方法。

二、设计要求（1）掌握硬件原理基础上，编写C程序对LED进行控制。

（2）设置按键，按不同的按键控制LED不同的亮法。

（3）在电路板上的现有电路编写程序来实现功能。

（4）调试，并且完成课程设计报告。

最终实现: 键盘输入使8个led发光二极管作16种不同的变换的亮法。

二设计方案一、系统设计1、LED显示控制系统框图如图1所示。

图12、主要由3个模块组成：LED显示、键盘、单片机最小工作电路（包括复位，电源VCC,接地GND,晶振电路等）；二、功能设计：1、通过电源总开关实现系统通断电；2、上电初始时8个LED灯全亮，通过按键控制LED亮法，具体如下：1）、按下按键S4(最左端)，8个LED全部熄灭；2）、按下按键S3（中间），8个LED按第一种亮法开始点亮，再次按下S3键换下一种亮法，总共16种亮法通过按键循环变换；3）、按下按键S2(最右端)，8个LED显示全亮；3、通过“复位”键使LED回到初始状态；三硬件设计1、单片机简介：单片微型机计算机是微型计算机的一个重要分支，也是具有生命力的机种，单片微型计算机简称单片机。

特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件；中央处理器、存储器和I/O接口电路等。

因此，单片机只需要和适当的软件及外部部件设备和结合，便可成为一个单片机控制系统。

本课程设计所采用的单片机型号是STC12C5A60S2，其管脚图如图2所示。

图2该系列单片机正常工作所需的最小应用电路如图3所示：此次课程设计所用电路板的单片机的最小应用电路如图4：图42、LED灯本课程LED灯显示部分的硬件原理图如图5所示。

图5其中LED灯采用共阳极接法，故要使LED点亮应使LED的负极为低电平。

LED1~LED8分别接单片机的P1^0 ~ P1^7口，这样就可以通过控制单片机P1口的值来控制8个LED的亮灭。

3、按键键盘部分，设定全灭、换亮法、全亮等功能操作。

本课程设计电路板的按键原理图如图6所示：图6其中按键S2,KEY1接单片机的P3^3引脚；按键S3,KEY2接单片机的P3^4引脚；按键S4,KEY3接单片机的P3^5引脚；按键按下时，单片机的引脚由高电平变成低电平，由此来判定是否有按键按下。

四软件设计1、程序流程图程序流程图如图7所示。

此流程图采用流程图绘制软件——亿图绘制。

图72、设计程序先定义头文件key.h 以方便程序编写及改动，头文件程序如下：/******************************************************** key.h 包含1.按键等端口定义2.数据类型定义3.延时函数**********************************************************/ #ifndef _KEY_H_#define _KEY_H_#define uchar unsigned char //定义数据类型#define uint unsigned int/********************端口定义**************************/#define led P1 // P1口接led/**********定义按键及按键要实现的功能******************/sbit key1=P3^3; //开始启动全亮sbit key2=P3^4; //换下一个亮法sbit key3=P3^5; //结束复位全灭/************延时函数*********/void delay(uint x){uint i,j;for(i=x;i>0;i--) //i=x ,大约延时X毫秒即Xmsfor(j=110;j>0;j--);}#endif主程序led.c如下:/****************************************************************** 按键控制led程序功能：key1,key2,key3 分别实现三种功能key1:开始启动按钮显示全亮key2:显示切换按钮按一下换一种亮法，一共16种，可以继续增加key3:结束按钮显示全灭程序完成时间：2012年11月10日晚已经过测试测试时间：2012年11月10日晚******************************************************************/ #include <STC12C5A.H>#include<intrins.h> //包含_crol_函数的头文件_crol_左移，_cror_右移#include"key.h" //包含1.按键等端口定义2.数据类型定义3.延时函数/********************函数声明**************************/void Key_Control(); //按键控制函数void ledxs(uint); //显示函数声明void delay(uint); //延时函数声明/******************定义变量****************************/uint n=0; //用来计按键数的uchar a[]={0x00,0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0xaa,0x99,0x88,0x84, //数组中变量即为要显示的8位0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0xff};/******************************************************主函数*******************************************************/void main(){led=0xff;//小灯初始化，使灯全灭while(1){Key_Control(); //按键控制ledxs(n); //led显示}}/****************************************************** 按键控制*******************************************************/void Key_Control(){if(key1==0) //按键按下时值由1变为0{delay(10); //按键延时去抖if(key1==0) //key1开始启动{n=0; //启动按键按下时，为n=0状态，led显示全亮while(!key1); //等待按键释放//delay(10);//while(!key1);}}if(key2==0) //{delay(10);if(key2==0) //key2按下显示下一个亮法，按键计数n加1{n++;if(n>16)n=1;while(!key2);}}if(key3==0){delay(10);if(key3==0) //启动按键按下时，led显示全灭{n=17;//led = 0xff;}while(!key3);}}/****************************************************** led显示函数*******************************************************/void ledxs(uint n){led=a[n];if(n>0&&n<8){while(key1 && key2 && key3){delay(5000);led=_crol_(led,1); //左移}}else if(n>7&&n<17){while(key1 && key2 && key3){delay(5000);led=_cror_(led,1); //右移}}}五系统调试1、硬件调试检测各硬件模块是否断路或者短路，根据电路图查看接线线路是否正确。

检测接线无误后，接入电源，测量各芯片的供电电压，检查无误后，进入软件调试阶段。

2、软件调试首先使用keil编译好程序，生成HEX文件，安装好PL2303驱动程序，使用STC-ISP下载软件，将程序程序到单片机后，LED显示全亮。

接下来可以按按键S4可看到8个LED灯全灭；按下S3按键可看到LED灯变换，再次按下S3按键LED换下一种亮法，一共16亮法循环显示；按下S2，可看到8位LED灯全部点亮；按下复位S1，可看到8位LED灯恢复初始状态即全亮。

调试完成后按关停止开关可以使电路断电，LED灯熄灭。

参考文献[1]郭天祥. 新概念51单片机C语言教程--入门、提高、开发、拓展全攻略.北京：电子工业出版社，2009.1第11页。