单片机课程设计定时器控制4只LED滚动闪烁系统解析

目录

1设计目的

1.1设计目的

1、通过单片机课程设计，熟练掌握单片机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、通过定时器控制两个LED显示器显示10秒秒表系统的设计，掌握定时/计数器和LED显示器的使用方法，同时掌握简单程序的编写，最终提高我们的逻辑抽象能力。

1.2设计内容和要求

内容：设计一个能够控制两个LED显示器显示10秒秒表的模拟系统。

要求：利用单片机的定时器定时，控制LED显示器显示。

1.3 设计思路

1.先熟悉实验原理，了解4只LED滚动闪烁系统灯的工作过程，组成滚动闪烁系统需要的组件。

2.了解各个硬件的工作原理，

3.绘制电路原理图，编写程序，并进行仿真，基本实现LED滚动闪烁系统灯的功能。

2设计原理分析

2.1十秒秒表的系统设计

通过编写程序，实现对发光二极管的控制，来4只LED 滚动闪烁灯的管理。每延时一段时间，灯的显示情况都会按LED 灯的显示规律进行状态转换。采用单片机内部的I/O 口上的P0口中的4个引脚即可来控制4个LED 灯。

2.2十秒秒表的功能要求

本设计能模拟基本的LED 滚动闪烁系统，是用中断的方式定时控制LED 定的闪烁及滚动。

2.2.1计时显示

定时/计数器工作方式寄存器，定时器采用T0定时器0工作于模式2 位数：8位计数范围：0-255 具有自动加载功能

2.2.2中断设置

每累计若干次定时器中断才执行一次闪烁。

2.3定时器控制4只LED 滚动闪烁制系统的基本构成及原理 单片机设LED 灯闪烁系统，可用单片机直接控制信号灯的状态变化可以广泛的应用到商业和工业的流程控制测电路当中。

图2.1 系统的总体框图 据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统。系统的总体框图如上所示。因为它能够准确地划分成时钟频率,与UART(通用异步接收器/发送器)量常见的波特率相关。特别是较高的波特率(19600,19200),不管多么古怪的值,这些晶振都是准确,常被使用的。当定时器1被用作波特率发生器时,波特率工作于方式1和方式3是由定时器1

的溢出率和SMOD 的值(PCON.7------双倍速波特率)决定：

方式1、3波特率= (定时器1的溢出率) 特殊时,定时器被设在自动重袋模式(模式2,TMOD的高四位为0100B),其为：方式1、 3波特率= 11.0592MHZ晶振的一些典型波特率如下：

波特率SMOD TH1 19200 1 0FDH 9600 0 0FDH 4800 0 0FAH

2400 0 0F4H 1200 0 0E8H 300 0 0A0H

更换一种计算方式,它将以修改公式达到我们需求的波特率来计算出晶振。

最小晶振频率=波特率x 384 x 2 SMOD 这就是我们所需波特率的最小晶振频率,此频率能成倍增加达到我们需求的时钟频率。

3 系统硬件电路的设计

3.1系统硬件总电路构成及原理

实现本设计要求的具体功能，可以选用AT89S51单片机及外围器件构成最小控制系统，4个发光二极管分成1组红绿蓝黄4灯构成信号灯指示模块等。

主要器件的选择：

表3-1

3.2 主控制部分――AT89C51单片机简介

89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

AT89C51单片机为４０引脚双列直插芯片，有４个I/O口，P0 ，P1，P2，P3，单片机的最小系统如图所示，18引脚和19引脚接时钟脉冲电路，XTAL1接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是震荡器倒相放大器的输入，XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端，在片内她是振荡器倒相放大器的输出端，第９引脚为复位输入端，接上电容，电阻及开关后构成上电复位电路，20引脚为接地端，40引脚为电源端。如图所示：

图3.1 晶振与单片机的连接

3.2.1 AT89C51的内部结构功能

·中央处理器：

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

·数据存储器(内部RAM)：

数据存储器用于存放变化的数据。AT89S51中数据存储器的地址空间为256个RAM单元，但其中能作为数据存储器供用户使用的仅有前面128个，后128个被专用寄存器占用。

·程序存储器(内部ROM)：

程序存储器用于存放程序和固定不变的常数等。通常采用只读存储器，且其又多种类型，在89系列单片机中全部采用闪存。AT89C51内部配置了4KB闪存。·定时/计数器(T0)：

定时/计数器用于实现定时和计数功能。AT89C51共有2个16位定时/计数器。·并行输入输出(I/O)口：

8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。每个口都由1个锁存器和一个驱动器组成。它们主要用于实现与外部设备中数据的并行输入与输出，有些I/O口还有其他功能。