八路彩灯控制器 课程设计

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EDA课程设计:八路彩灯控制器

EDA课程设计:八路彩灯控制器

EDA课程设计:八路彩灯控制器第一篇:EDA课程设计:八路彩灯控制器EDA课程设计设计题目:基于VHDL的8路彩灯控制器设计一、课程设计的目的1.熟悉QuartusⅡ软件的使用方法,使用VHDL 文本输入设计法进行任务设计。

2.增强自己实际动手能力,独立解决问题的能力。

3.通过课程设计对所学的知识进行更新及巩固.二、课程设计的基本要求本次课程设计是设计一个8路彩灯控制器,能够控制8路彩灯按照两种节拍,三种花型循环变化。

设计完成后,通过仿真验证与设计要求进行对比,检验设计是否正确。

三、课程设计的内容编写硬件描述语言VHDL程序,设计一个两种节拍、三种花型循环变化的8路彩灯控制器,两种节拍分别为0.25s和0.5s。

三种花型分别是:(1)8路彩灯分成两半,从左至右顺次渐渐点亮,全亮后则全灭。

(2)从中间到两边对称地渐渐点亮,全亮后仍由中间向两边逐次熄灭。

(3)8路彩灯从左至右按次序依次点亮,全亮后逆次序依次熄灭。

四、实验环境PC机一台;软件Quartu sⅡ6.0五、课程设计具体步骤及仿真结果1、系统总体设计框架结构分频模块:把时钟脉冲二分频,得到另一个时钟脉冲,让这两种时钟脉冲来交替控制花型的速度。

二选一模块:选择两种频率中的一个控制彩灯的花型。

8路彩灯的三种花型控制模块:整个系统的枢纽,显示彩灯亮的情况。

2、系统硬件单元电路设计1.分频模块设计实验程序:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fenpin2 isport(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end fenpin2;architecture behav of fenpin2 is beginprocess(clk)variable clkk1:std_logic:='0';beginif clk'event and clk='1' thenclkk1:= not clkk1;end if;clkk<=clkk1;end process;end behav;RTL电路图:波形图:2.二选一模块设计实验程序:library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux21 is port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end mux21;architecture behave of mux21 is begin process(a,b,s)begin if s='0' then y<=a;else y<=b;end if;end process;end behave;RTL电路图:波形图:3.8路彩灯的三种花型控制模块设计程序: library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity color8 is port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture a of color8 is signal s:std_logic_vector(4 downto 0);begin process(s,clk)begin if rst='1' then s<=“00000”;elsif clk'event and clk= '1' then if s=“11111” thens<=“00000”;else s<=s+1;end if;case s is when “00000”=>q<=“00000000”;when“00001”=>q<=“10001000”;when“00010”=>q<=“11001100”;when“00011”=>q<=“11101110”;when “00100”=>q<=“11111111”;when “00101”=>q<=“00000000”;when“00110”=>q<=“00011000”;when“00111”=>q<=“00111100”;when“01000”=>q<=“01111110”;when“01001”=>q<=“11111111”;when“01010”=>q<=“11100111”;when“01011”=>q<=“11000011”;when“01100”=>q<=“10000001”;when“01101”=>q<=“00000000”;when“01110”=>q<=“10000000”;when“01111”=>q<=“11000000”;when“10000”=>q<=“11100000”;when“10001”=>q<=“11110000”;when“10010”=>q<=“11111000”;when“10011”=>q<=“11111100”;when“10100”=>q<=“11111110”;when“10101”=>q<=“11111111”;when“10110”=>q<=“11111110”;when“10111”=>q<=“11111100”;w hen“11000”=>q<=“11111000”;when“11001”=>q<=“11110000”;when“11010”=>q<=“11100000”;when“11011”=>q<=“11000000”;when“11100”=>q<=“10000000”;when“11101”=>q<=“00000000”;when others=>null;end case;end if;end process;end;RTL电路图:波形图:4.综合程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fenpin2 isport(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end fenpin2;architecture behav of fenpin2 is beginprocess(clk)variable clkk1:std_logic:='0';beginif clk'event and clk='1' thenend if;clkk<=clkk1;end process;end behav;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux21 is port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end mux21;architecture behave of mux21 is begin process(a,b,s)begin if s='0' then y<=a;else y<=b;end if;end process;end behave;library ieee;clkk1:= not clkk1;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity color8 is port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture a of color8 is signal s:std_logic_vector(4 downto 0);begin process(s,clk)begin if rst='1' then s<=“00000”;elsif clk'event and clk= '1' then if s=“11111” thens<=“00000”;else s<=s+1;end if;case s is when “00000”=>q<=“00000000”;when“00001”=>q<=“10001000”;when“00010”=>q<=“11001100”;when“00011”=>q<=“11101110”;when“00100”=>q<=“11111111”;when“00101”=>q<=“00000000”;when“00110”=>q<=“00011000”;when“00111”=>q<=“00111100”;when“01000”=>q<=“01111110”;when“01001”=>q<=“11111111”;when“01010”=>q<=“11100111”;when“01011”=>q<=“11000011”;when “01100”=>q<=“10000001”;when “01101”=>q<=“00000000”;when“01110”=>q<=“10000000”;when“01111”=>q<=“11000000”;when“10000”=>q<=“11100000”;when“10001”=>q<=“11110000”;when“10010”=>q<=“11111000”;when“10011”=>q<=“11111100”;when“10100”=>q<=“11111110”;when“10101”=>q<=“11111111”;when“10110”=>q<=“11111110”;when“10111”=>q<=“11111100”;when“11000”=>q<=“11111000”;when“11001”=>q<=“11110000”;when“11010”=>q<=“11100000”;when“11011”=>q<=“11000000”;when“11100”=>q<=“10000000”;when“11101”=>q<=“00000000”;when others=>null;end case;end if;end process;end;library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity balucaideng is port(clk,s,rst:in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end;architecture one of balucaideng issignal h0,h1:std_logic;component fenpin2port(clk:in std_logic;clkk:out std_logic);end component;component mux21 port(a,b,s:in std_logic;y:out std_logic);end component;component color8 port(clk,rst :in std_logic;q:out std_logic_vector(7 downto 0));end component;begin u1: fenpin2 port map(clk=>clk,clkk=>h0);u2: mux21 port map(a=>h0,b=>clk,s=>s;y=>h1);u3: color8 port map(clk=>h1,rst=>rst,q=>q);end;波形图:六、实验总结第二篇:eda课程设计-彩灯控制器1.设计目的学习EDA开发软件和MAX+plus Ⅱ的使用方法,熟悉可编程逻辑器件的使用,通过制作来了解彩灯控制系统。

八路彩灯课程设计

八路彩灯课程设计

八路彩灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握八路彩灯的基本电路原理和电路连接方式。

2. 学生能够运用所学的电子元件知识,正确选择和连接八路彩灯所需的元器件。

3. 学生能理解并解释八路彩灯控制过程中涉及的电子技术概念,如电压、电流、电阻等。

技能目标:1. 学生能够独立完成八路彩灯电路的设计与搭建,展示动手实践能力。

2. 学生能够运用问题解决策略,分析和解决在搭建八路彩灯过程中遇到的技术问题。

3. 学生通过小组合作,培养团队协作和沟通能力。

情感态度价值观目标:1. 学生通过参与八路彩灯的制作,培养对科学技术的兴趣和好奇心,增强学习动力。

2. 学生在实践过程中,培养耐心、细致、勇于尝试和创新的科学精神。

3. 学生能够关注电路在生活中的应用,认识到科技与生活的紧密联系,提高环保意识和节能意识。

课程性质:本课程为实践性强的电子技术课程,旨在通过学生动手实践,将理论知识与实际应用相结合。

学生特点:五年级学生,具有一定的电子元件知识基础,好奇心强,喜欢动手实践。

教学要求:注重理论与实践相结合,关注学生的个体差异,鼓励学生思考、提问,培养解决问题的能力。

通过课程目标的设定,分解学习成果,使学生在实践中掌握知识,提升技能,培养情感态度价值观。

二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材内容,组织以下教学大纲:1. 电子元件知识回顾:复习之前学过的电阻、电容、二极管等电子元件的基本原理和功能。

2. 八路彩灯电路原理:讲解八路彩灯电路的设计思路,包括串联、并联电路的特点及其在彩灯中的应用。

3. 元器件选择与连接:详细介绍如何根据电路需求选择合适的电子元件,并教授正确的连接方法。

4. 搭建八路彩灯电路:指导学生动手搭建八路彩灯电路,掌握电路连接和调试技巧。

5. 故障分析与解决:教授学生在搭建过程中遇到问题的分析方法,培养解决问题的能力。

教学内容安排与进度:第一课时:回顾电子元件知识,介绍八路彩灯电路原理。

第二课时:学习元器件选择与连接,进行电路搭建前的准备工作。

8彩灯控制器课程设计

8彩灯控制器课程设计

8彩灯控制器课程设计一、课程目标知识与理解:1. 学生能理解8彩灯控制器的基本原理,掌握其电路组成及功能。

2. 学生能描述8彩灯控制器的编程方法,了解与掌握相关编程语言的运用。

3. 学生了解8彩灯控制器在现实生活中的应用,认识到其在科技领域的重要性。

技能与运用:1. 学生能够独立完成8彩灯控制器的组装,并运用所学知识进行调试。

2. 学生能够运用编程语言对8彩灯控制器进行编程,实现不同的灯光效果。

3. 学生能够运用8彩灯控制器解决实际问题,培养创新意识和动手能力。

情感态度与价值观:1. 学生在课程学习中培养对电子科技的兴趣,激发学习热情。

2. 学生通过团队合作,培养沟通、协作能力和集体荣誉感。

3. 学生在创作过程中,体验科技与艺术的结合,提高审美情趣。

课程性质:本课程为电子技术与编程实践课程,注重理论知识与实际操作相结合,培养学生的动手能力、创新意识和实际问题解决能力。

学生特点:学生处于中学阶段,具备一定的电子基础和编程知识,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。

教学要求:教师需引导学生通过理论学习和实践操作,掌握8彩灯控制器相关知识,注重培养学生的实际操作能力和创新精神。

同时,关注学生的情感态度价值观的培养,使学生在课程学习中获得全面发展。

二、教学内容1. 8彩灯控制器基础知识:- 电路原理与组成:介绍8彩灯控制器的电路结构、元件功能及其相互关系。

- 控制器编程语言:学习控制器编程的基础语法,掌握编程方法。

2. 实践操作:- 8彩灯控制器组装:按照电路图完成控制器组装,学习使用相关工具和仪器。

- 灯光编程与调试:运用编程语言,设计不同的灯光效果,并进行调试。

3. 应用与创新:- 实际案例分享:分析8彩灯控制器在现实生活中的应用案例,激发学生创新意识。

- 创意设计实践:指导学生运用所学知识,完成创意8彩灯控制器设计。

教材章节关联:1. 电路原理与组成:对应教材第3章“电子电路基础”。

2. 控制器编程语言:对应教材第5章“编程基础与技巧”。

EDA8路彩灯课程设计

EDA8路彩灯课程设计

EDA8路彩灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解EDA8路彩灯的基本原理,掌握电路设计与搭建的基本知识。

2. 学生能描述并解释彩灯控制电路中各个元件的功能及相互关系。

3. 学生掌握基本的编程知识,能够通过编程控制EDA8路彩灯的显示效果。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计并搭建简单的EDA8路彩灯控制电路。

2. 学生能够编写简单的程序代码,实现彩灯的不同显示效果。

3. 学生能够通过实践操作,培养动手能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标:1. 学生对电子设计与编程产生兴趣,提高学习的积极性和主动性。

2. 学生在实践过程中,培养解决问题的耐心和毅力,增强自信心。

3. 学生通过团队合作,培养沟通与协作能力,提高集体荣誉感。

本课程旨在让学生结合课本知识,通过实践操作,掌握EDA8路彩灯的设计与搭建方法。

课程注重培养学生的动手能力、编程思维和团队协作能力,激发学生对电子技术的兴趣,提高学生的综合素质。

在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,因材施教,确保课程目标的实现。

通过本课程的学习,学生将能够达到以上所述的知识、技能和情感态度价值观目标。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. EDA8路彩灯基础知识:- 介绍EDA8路彩灯的基本原理及电路组成,关联教材中有关电子元件、电路原理的内容。

- 分析彩灯控制电路中各个元件的功能及相互关系,对应教材中相关章节。

2. 编程与控制:- 指导学生掌握基本的编程知识,如循环结构、条件语句等,关联教材中编程语言的基础知识。

- 引导学生编写简单的程序代码,实现EDA8路彩灯的不同显示效果,对应教材中编程实践内容。

3. 实践操作与团队协作:- 安排学生进行EDA8路彩灯的设计与搭建,结合教材中实践操作环节,培养学生动手能力。

- 组织学生进行团队协作,共同完成彩灯控制项目,提高学生的沟通与协作能力。

教学大纲安排如下:1. 基础知识学习(1课时)2. 编程知识讲解与实践(2课时)3. EDA8路彩灯设计与搭建(2课时)4. 团队协作与展示(1课时)教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,确保学生在掌握理论知识的基础上,能够顺利进行实践操作,达到课程目标。

8彩灯控制器课程设计

8彩灯控制器课程设计

8彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握8彩灯控制器的基本原理,包括电路组成、工作流程及功能特点。

2. 学生能描述8彩灯控制器的编程方法,运用相关指令实现不同灯光效果的切换。

技能目标:1. 学生能够独立完成8彩灯控制器的组装和调试,具备实际操作能力。

2. 学生能够运用已学知识,设计出具有创意的8彩灯控制程序,实现个性化灯光效果。

情感态度价值观目标:1. 学生通过学习8彩灯控制器,培养对电子技术和编程的兴趣,激发创新意识和探索精神。

2. 学生在团队合作中,学会相互沟通、协作,培养集体荣誉感和责任感。

课程性质:本课程为电子技术实践课程,注重理论与实践相结合,强调学生的动手能力和创新能力。

学生特点:六年级学生具备一定的电子技术基础,对新事物充满好奇心,喜欢动手实践,但需引导培养团队合作意识。

教学要求:教师应关注学生的个体差异,提供个性化指导,鼓励学生积极参与,充分发挥学生的主观能动性。

同时,注重培养学生的安全意识,确保实践活动顺利进行。

通过本课程的学习,使学生将理论知识与实际操作相结合,提高综合素养。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 8彩灯控制器原理介绍:讲解控制器的基本组成、工作原理及功能特点,对应教材第3章“智能控制器原理与应用”。

2. 电路组成与连接:学习如何识别并连接8彩灯控制器所需元器件,掌握电路搭建方法,对应教材第4章“电子电路的搭建与调试”。

3. 编程方法与指令:学习8彩灯控制器的编程方法,掌握相关指令,实现灯光效果的切换,对应教材第5章“控制器编程与应用”。

4. 实践操作:分组进行8彩灯控制器的组装、调试与编程,培养实际操作能力,对应教材第6章“实践项目:智能控制器应用”。

5. 创意设计与展示:鼓励学生运用所学知识,设计具有创意的8彩灯控制程序,进行作品展示,对应教材第7章“创新设计与实践”。

教学进度安排如下:1. 第1课时:8彩灯控制器原理介绍,电路组成与连接。

8路彩灯FPGA课程设计

8路彩灯FPGA课程设计

8路彩灯FPGA课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解FPGA的基本原理和编程方法,掌握8路彩灯控制电路的设计与实现;2. 学会运用硬件描述语言(HDL)进行程序设计,实现8路彩灯的显示控制;3. 了解数字电路的设计流程,掌握基本的时序逻辑和组合逻辑电路的分析与设计。

技能目标:1. 能够运用所学知识独立完成8路彩灯FPGA课程设计,具备实际操作能力;2. 培养学生动手实践、问题解决和团队协作能力;3. 提高学生运用FPGA技术进行数字系统设计与开发的能力。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对电子信息技术和数字电路的兴趣,培养良好的学习习惯和探索精神;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与创新,提高学生的自信心和成就感;3. 增强学生的环保意识,引导学生关注绿色电子产品的设计与开发。

课程性质:本课程为实践性课程,结合理论知识与实际操作,以项目为导向,培养学生的实际工程能力。

学生特点:学生具备一定的数字电路基础知识,具有较强的动手实践能力和探索精神。

教学要求:教师需引导学生掌握FPGA技术的基本原理和编程方法,注重理论与实践相结合,鼓励学生创新思维,提高学生的实际问题解决能力。

通过课程学习,实现预定学习成果的分解与达成。

二、教学内容本课程教学内容紧密结合课程目标,按照以下大纲进行组织和安排:1. 数字电路基础回顾- 时序逻辑与组合逻辑电路原理- 硬件描述语言(HDL)基础2. FPGA基本原理与编程- FPGA结构与工作原理- 硬件描述语言(VHDL/Verilog)编程基础- FPGA开发环境介绍3. 8路彩灯控制电路设计- 设计原理与需求分析- 电路设计与仿真- 程序编写与调试4. 实践操作与项目实施- FPGA芯片编程与下载- 8路彩灯电路搭建与调试- 项目展示与评价教学内容进度安排:1. 数字电路基础回顾(1课时)2. FPGA基本原理与编程(2课时)3. 8路彩灯控制电路设计(3课时)4. 实践操作与项目实施(4课时)教材关联章节:1. 数字电路基础:《数字电子技术》第1-3章2. FPGA基本原理与编程:《FPGA原理与应用》第1-2章3. 8路彩灯控制电路设计:《数字电路设计与应用》第4章教学内容确保科学性和系统性,注重理论与实践相结合,使学生在掌握基本原理的同时,能够独立完成实际项目设计。

EDA八路彩灯课程设计

EDA八路彩灯课程设计

EDA八路彩灯课程设计1 设计任务及要求任务要求:1根据设计题目要求进行方案设计并编写相应程序代码2对编写的VHDL程序代码进行编译和仿真3总结设计内容,完成课程设计说明书主要内容:要求控制器能控制8路彩灯按照两种节拍、三种花型循环变化。

两种节拍分别为0.25秒和0.5秒。

三种花型分别是:①8路彩灯从左至右按次序渐亮,全亮后逆次序渐灭。

②从中间到两边对称地渐亮,全亮后由中间向两边逐灭③从两边到中间对称地渐亮,全亮后全灭。

2设计原理及总体框图根据功能要求,可将8路彩灯控制器的输出按花形循环要求列成表格,其中。

Q7-Q0是控制器输出的8路彩灯的控制信号,高电平时彩灯亮。

状态标识flag 是为了便于有规律地给8路输出赋值而设立的不同花形的检测信号。

序号Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0 状态标识flag说明0 0 0 0 0 0 0 0 0000 第一种花形:渐亮1 1 0 0 0 0 0 0 02 1 1 0 0 0 0 0 03 1 1 1 0 0 0 0 04 1 1 1 1 0 0 0 05 1 1 1 1 1 0 0 06 1 1 1 1 1 1 0 07 1 1 1 1 1 1 1 08 1 1 1 1 1 1 1 19 1 1 1 1 1 1 1 0001 第一种花形:渐灭10 1 1 1 1 1 1 0 011 1 1 1 1 1 0 0 012 1 1 1 1 0 0 0 013 1 1 1 0 0 0 0 014 1 1 0 0 0 0 0 015 1 0 0 0 0 0 0 016 0 0 0 0 0 0 0 017 0 0 0 1 1 0 0 0010 第二种花形:渐亮18 0 0 1 1 1 1 0 019 0 1 1 1 1 1 1 020 1 1 1 1 1 1 1 121 1 1 1 0 0 1 1 1011 第二种花形:渐灭22 1 1 0 0 0 0 1 123 1 0 0 0 0 0 0 124 0 0 0 0 0 0 0 025 0 0 0 1 1 0 0 0100 第三种花形:渐亮26 0 0 1 1 1 1 0 027 0 1 1 1 1 1 1 028 1 1 1 1 1 1 1 129 0 0 0 0 0 0 0 0两种节拍的交替需要将4Hz的时钟脉冲二分频,得到一个2Hz的时钟脉冲,让这两种时钟脉冲交替控制花形循环。

plc8个彩灯课程设计

plc8个彩灯课程设计

plc8个彩灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和工作过程;2. 学生能够掌握PLC编程中涉及的8个彩灯控制的相关指令和程序设计;3. 学生能够了解并描述8个彩灯控制在实际工程中的应用场景。

技能目标:1. 学生能够运用所学知识,设计出实现8个彩灯控制的具体PLC程序;2. 学生能够通过实际操作,完成8个彩灯的控制,并解决过程中遇到的问题;3. 学生能够通过小组合作,进行程序调试和优化,提高解决问题的能力。

情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养对自动化控制技术的兴趣和热情;2. 学生通过小组合作,培养团队协作精神和沟通能力;3. 学生能够认识到PLC技术在工程实际中的应用价值,激发学习动力;4. 学生在课程实践中,培养严谨、细致、负责的学习态度,提高自身综合素质。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. PLC基础知识:PLC的定义、结构、工作原理及在工业控制中的应用;教材章节:第一章《PLC概述》。

2. PLC编程基础:编程软件的使用、编程语言(梯形图、指令表等)的介绍;教材章节:第二章《PLC编程基础》。

3. 彩灯控制原理:彩灯控制电路设计、控制流程及程序设计;教材章节:第三章《PLC控制系统的设计与应用》。

4. 8个彩灯控制实例:以8个彩灯为载体,详细讲解控制程序的设计与实现;教材章节:第三章《PLC控制实例》。

5. 程序调试与优化:程序下载、调试方法、故障分析与处理;教材章节:第四章《PLC程序调试与优化》。

6. 小组合作与实践:分组进行8个彩灯控制程序的设计、调试与优化;教材章节:第五章《PLC控制系统实践》。

教学内容安排和进度:共分为6个课时,具体如下:1课时:PLC基础知识学习;2课时:PLC编程基础学习;3课时:彩灯控制原理学习;4课时:8个彩灯控制实例讲解与实操;5课时:程序调试与优化;6课时:小组合作与实践。

8彩灯plc循环控制课程设计

8彩灯plc循环控制课程设计

8彩灯plc循环控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和功能;2. 掌握8彩灯PLC循环控制的相关知识,包括PLC编程、I/O配置及程序下载;3. 学会运用PLC实现8彩灯循环控制的基本步骤和技巧。

技能目标:1. 能够独立进行8彩灯PLC循环控制程序的编写和调试;2. 能够分析并解决8彩灯PLC循环控制过程中出现的问题;3. 培养学生的动手操作能力和团队协作能力。

情感态度价值观目标:1. 激发学生对PLC技术及自动化控制领域的兴趣和热情;2. 培养学生严谨、细致、负责任的学习态度;3. 增强学生的创新意识和实践能力,使其认识到科技对社会发展的作用。

分析课程性质、学生特点和教学要求,将课程目标具体分解如下:1. 针对课程性质,结合PLC技术的实际应用,使学生掌握8彩灯循环控制的相关知识;2. 针对学生特点,以直观、易懂的方式讲解PLC编程和调试方法,提高学生的学习兴趣;3. 针对教学要求,注重理论与实践相结合,让学生在实际操作中掌握PLC循环控制技术;4. 通过团队合作,培养学生的沟通与协作能力,提高解决问题的效率。

二、教学内容本章节教学内容依据课程目标,结合教材内容进行选择和组织,主要包括以下几部分:1. PLC基本原理与结构:介绍PLC的定义、功能、工作原理及结构,使学生了解PLC的基本概念。

2. PLC编程基础:讲解PLC编程语言(如梯形图、指令表等),使学生掌握PLC编程的基本方法。

3. 8彩灯PLC循环控制原理:分析8彩灯循环控制系统的组成、工作原理及控制要求。

4. PLC I/O配置与程序下载:学习如何配置PLC的输入输出端口,并下载程序至PLC。

5. 8彩灯PLC循环控制编程与调试:教授如何编写8彩灯循环控制程序,并通过调试实现预期效果。

6. 故障分析与处理:分析8彩灯PLC循环控制过程中可能出现的故障,教授相应的解决方法。

具体教学安排如下:1. 第1课时:PLC基本原理与结构;2. 第2课时:PLC编程基础;3. 第3课时:8彩灯PLC循环控制原理;4. 第4课时:PLC I/O配置与程序下载;5. 第5课时:8彩灯PLC循环控制编程与调试;6. 第6课时:故障分析与处理。

八路彩灯控制课程设计

八路彩灯控制课程设计

八路彩灯控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并掌握八路彩灯的基本电路原理和控制方法。

2. 学生能够运用所学的电子元件,如电阻、电容、二极管等,分析并搭建八路彩灯电路。

3. 学生能够描述并解释八路彩灯电路中涉及的物理现象,如电流、电压、颜色变化等。

技能目标:1. 学生能够运用电路图绘制工具,设计八路彩灯电路图,并展示其功能。

2. 学生能够运用编程软件,编写控制程序,实现八路彩灯的多样式切换和自动控制。

3. 学生能够运用实验器材,动手搭建八路彩灯电路,并解决实际操作中遇到的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养对电子技术的兴趣和热情,提高科技创新意识。

2. 学生通过团队合作完成课程任务,培养沟通协作能力和集体荣誉感。

3. 学生在学习过程中,认识到电子技术在实际生活中的应用,增强环保意识和节能意识。

课程性质:本课程为电子技术实践课程,旨在让学生通过动手实践,掌握电子元件的应用和电路搭建方法。

学生特点:初三学生,具备一定的物理知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇心。

教学要求:注重理论与实践相结合,引导学生主动探索,培养解决问题的能力和创新精神。

将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。

二、教学内容1. 电子元件基础知识:介绍电阻、电容、二极管等基本电子元件的原理和特性,关联课本第三章第二节。

2. 八路彩灯电路原理:讲解八路彩灯电路的设计原理,包括电路图绘制、元件连接方式等,关联课本第四章第一节。

3. 编程控制方法:介绍编程软件的使用,编写控制程序实现八路彩灯的多样式切换,关联课本第五章第三节。

4. 实践操作:指导学生动手搭建八路彩灯电路,进行实际操作,解决问题,关联课本第六章实践环节。

教学大纲安排:第一课时:电子元件基础知识学习,认识电阻、电容、二极管等元件,了解其作用。

第二课时:学习八路彩灯电路原理,分析电路图,了解元件连接方式。

第三课时:编程控制方法学习,掌握编程软件的使用,编写基础控制程序。

8路彩灯控制器课程设计

8路彩灯控制器课程设计

8路彩灯控制器课程设计1. 引言8路彩灯控制器是一种用于控制多个彩灯的设备,可以实现对彩灯的亮度、颜色、闪烁等功能进行调节。

本课程设计旨在通过设计和实现一个基于Arduino的8路彩灯控制器系统,让学生了解并掌握彩灯控制器的原理和应用。

本文将从以下几个方面进行详细介绍:系统设计概述、硬件设计、软件设计、系统测试与调试以及课程教学建议。

2. 系统设计概述本系统采用Arduino作为主控芯片,通过与8个彩灯模块的连接,实现对彩灯的控制。

系统具有以下特点:•支持多种亮度和颜色调节方式,如PWM调光和RGB颜色混合。

•支持闪烁效果的设置和控制。

•可以通过串口或无线通信进行远程控制。

3. 硬件设计3.1 硬件组成本系统的硬件组成如下:•Arduino UNO开发板:作为主控芯片,负责接收指令并控制彩灯。

•彩灯模块:共8个,每个模块包含一个彩灯和相应的控制电路。

•电源模块:用于为Arduino和彩灯模块提供电源。

3.2 连接方式将Arduino与彩灯模块连接如下:•将8个彩灯模块的控制引脚分别连接到Arduino的数字IO口。

•将彩灯模块的电源引脚连接到电源模块的输出端。

•将Arduino的GND引脚与电源模块的GND引脚相连。

4. 软件设计4.1 控制逻辑系统的控制逻辑如下:1.初始化系统,设置各个IO口的功能和初始化默认参数。

2.进入主循环,等待指令。

3.接收指令并解析,根据指令类型执行相应操作。

4.执行完毕后返回主循环。

4.2 主要功能实现本系统的主要功能包括:•彩灯亮度调节:通过PWM信号控制彩灯亮度,可以实现从全亮到全暗的无级调光效果。

•彩灯颜色调节:通过RGB三基色混合,可以实现多种颜色的选择和调节。

•彩灯闪烁效果:通过控制彩灯的开关状态和亮度,可以实现闪烁效果。

4.3 程序框架系统的程序框架如下:void setup() {// 初始化系统}void loop() {// 等待指令// 解析指令// 执行操作}5. 系统测试与调试在完成硬件和软件设计后,需要进行系统测试与调试,以确保系统功能正常。

8路循环彩灯课程设计

8路循环彩灯课程设计

8路循环彩灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生理解并掌握8路循环彩灯的基本原理,包括电路组成、循环控制方式等;2. 学生能够运用所学知识,设计并搭建简单的8路循环彩灯电路;3. 学生了解并掌握8路循环彩灯程序编写的基本方法,能够实现基本的灯光控制效果。

技能目标:1. 学生培养动手操作能力,能够独立完成电路搭建和程序编写;2. 学生提高问题解决能力,能够分析并解决8路循环彩灯在运行过程中遇到的问题;3. 学生培养团队协作能力,能够在小组合作中发挥积极作用,共同完成项目任务。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对电子制作的兴趣和热情,激发创新意识;2. 学生树立安全意识,遵循实验操作规程,确保实验过程安全;3. 学生培养环保意识,注重废弃物的分类处理和回收利用;4. 学生通过小组合作,培养沟通、分享和尊重他人的品质。

课程性质:本课程属于电子制作实践课程,注重理论联系实际,提高学生的动手能力和创新能力。

学生特点:本课程针对的学生群体为具有一定电子知识基础和编程能力的学生,他们对新鲜事物充满好奇,喜欢动手实践。

教学要求:教师在教学过程中应注重启发式教学,引导学生主动探索、思考问题,同时关注学生的个别差异,给予个性化指导。

在教学评估中,关注学生的知识掌握、技能提升和情感态度价值观的培养。

通过分解课程目标为具体学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

,正文直接输出以下内容:一、课程目标知识目标:1. 掌握8路循环彩灯的基本电路原理及电路搭建方法;2. 学习并理解循环控制程序编写技巧,实现8路彩灯的循环点亮与熄灭;3. 了解电子元件的功能及其在8路循环彩灯中的应用。

技能目标:1. 能够独立完成8路循环彩灯的电路搭建和程序编写;2. 学会使用调试工具,解决电路及程序中可能出现的问题;3. 培养团队合作能力,与小组成员共同完成项目任务。

情感态度价值观目标:1. 培养对电子制作的兴趣,激发创新思维和动手实践欲望;2. 树立安全意识,遵守实验操作规程,确保实验过程安全可靠;3. 增强环保意识,养成废弃物品分类处理的好习惯;4. 学会沟通与分享,尊重他人意见,培养团队协作精神。

8路旋转彩灯课程设计

8路旋转彩灯课程设计

8路旋转彩灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解并掌握8路旋转彩灯的基本电路原理和电路连接方式。

2. 学生能运用所学的电子元件知识,识别并使用8路旋转彩灯所需的电阻、电容、二极管等电子元件。

3. 学生能了解并描述8路旋转彩灯的程序设计原理,包括循环、延时等基本编程概念。

技能目标:1. 学生能够独立完成8路旋转彩灯电路的搭建和调试。

2. 学生能够编写简单的程序,实现8路旋转彩灯的不同灯光效果。

3. 学生通过实践操作,提高动手能力和问题解决能力。

情感态度价值观目标:1. 学生在课程学习中,培养对电子技术和编程的兴趣,激发创新意识和探索精神。

2. 学生通过团队合作完成项目,培养团队协作能力和沟通能力,增强集体荣誉感。

3. 学生能够认识到科技与生活的紧密联系,增强学以致用的意识,培养环保和节能的观念。

课程性质:本课程为电子技术与编程实践课程,结合学生特点,注重实践操作和团队合作。

学生特点:六年级学生,具备一定的电子元件知识和编程基础,好奇心强,喜欢动手操作。

教学要求:课程设计需注重理论与实践相结合,强调学生的动手实践能力和创新能力培养。

教学过程中,教师应引导学生主动探究,鼓励学生提问和解决问题。

通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,达到学以致用的目的。

二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材内容,组织以下教学大纲:1. 电子元件知识回顾:复习电阻、电容、二极管等基础电子元件的原理与功能,对应教材第3章。

2. 8路旋转彩灯电路原理:学习8路旋转彩灯的电路设计,分析电路中各元件的作用,对应教材第4章。

3. 电路搭建与调试:指导学生进行8路旋转彩灯电路的搭建,并进行调试,确保电路正常运行,对应教材第5章。

4. 程序设计原理:学习循环、延时等基本编程概念,分析8路旋转彩灯的程序设计,对应教材第6章。

5. 编程实践:指导学生编写程序,实现8路旋转彩灯的不同灯光效果,对应教材第7章。

6. 创新设计与展示:鼓励学生发挥创意,设计独特的8路旋转彩灯效果,并进行团队展示,对应教材第8章。

8路plc彩灯控制课程设计

8路plc彩灯控制课程设计

8路plc彩灯控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解8路PLC彩灯控制的基本原理,掌握PLC编程的基本指令;2. 学生能描述8路PLC彩灯控制系统的电路连接方式,了解各元件的功能;3. 学生了解自动化控制系统中PLC的应用,掌握相关术语和概念。

技能目标:1. 学生能够运用PLC编程软件进行8路彩灯控制程序的编写和调试;2. 学生能够根据实际需求设计简单的8路PLC彩灯控制方案;3. 学生能够通过小组合作,解决实际操作过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标:1. 学生培养对自动化控制技术的兴趣,激发创新意识;2. 学生在团队协作中,学会相互尊重、沟通和解决问题,增强合作意识;3. 学生认识到科技发展对社会进步的重要性,树立正确的价值观。

课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识和实际操作,培养学生对PLC控制技术的应用能力。

学生特点:八年级学生对电子技术有一定的基础,好奇心强,喜欢动手操作,但需引导他们掌握正确的学习方法。

教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的积极性,引导他们主动探索,提高解决问题的能力。

在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能达到课程目标。

通过课程目标的分解,使学生在学习过程中获得具体的学习成果,为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. PLC基础知识:- PLC的基本结构、工作原理和性能特点;- PLC编程软件的使用方法,基本指令的学习;- 介绍与8路彩灯控制相关的基础知识,如输入输出接口、继电器等。

2. 8路PLC彩灯控制电路设计:- 电路原理图的绘制,电路连接方法;- PLC与各元件的接线方式,如电源、输入输出端口等;- 介绍教材中相关章节内容,结合实际案例进行分析。

3. PLC编程与调试:- 编写8路彩灯控制程序,学习梯形图编程方法;- 调试程序,观察并解决实际问题;- 教学大纲中明确各阶段的学习内容和进度,确保学生循序渐进地掌握知识。

eda八路彩灯控制器课程设计

eda八路彩灯控制器课程设计

课程名称:EDA八路彩灯控制器设计课程目的:1. 了解EDA软件的基本操作和应用;2. 掌握数字电路设计的基本理论和方法;3. 熟悉FPGA设计流程;4. 学习彩灯控制器的设计原理和实现方法;5. 培养学生的团队合作能力和实际动手能力。

课程大纲:1. EDA软件的基本操作和应用1.1 EDA概念及发展历史1.2 常见的EDA软件及其特点1.3 EDA软件的安装和基本操作2. 数字电路设计基础2.1 逻辑门及其运算2.2 组合逻辑电路设计2.3 时序逻辑电路设计2.4 FPGA概念及应用3. 彩灯控制器设计原理与方法3.1 LED灯控制器的基本原理3.2 PWM调光原理及实现3.3 彩灯控制器的电路设计与原理图绘制3.4 彩灯控制器的FPGA设计与仿真4. 课程实践4.1 彩灯控制器实验板的制作4.2 EDA软件仿真实验4.3 彩灯控制器的硬件调试与验证4.4 彩灯控制器的功能实现与效果展示课程评价:本课程通过结合理论学习和实践操作相结合的教学方式,让学生全面掌握EDA软件的使用方法,深入理解数字电路的设计原理,以及彩灯控制器的具体实现方法。

通过实践环节,培养学生的动手能力和团队合作精神,使学生在课程中获得知识的能够运用所学知识解决实际问题。

通过该课程的学习,学生将掌握FPGA设计流程,了解数字电路设计的基础知识,并具备彩灯控制器设计和制作的能力。

结语:EDA八路彩灯控制器设计课程旨在培养学生的实际操作技能,通过设计和制作彩灯控制器,让学生在实践中巩固所学的EDA软件操作和数字电路设计知识,同时培养学生的团队合作和解决问题的能力。

希望学生能够在课程中认真学习,勇于实践,在实验中不断探索和创新,不断提高自己的实际动手能力和工程实践能力。

在接下来的1500字内容中,我们将进一步细化课程设计的细节,包括每个主题下的具体教学内容、示例和案例分析等部分。

3. 彩灯控制器设计原理与方法3.1 LED灯控制器的基本原理LED(Light Emitting Diode)是一种半导体器件,是一种能将电能转化为光能的二极管。

8路彩灯控制器课程设计

8路彩灯控制器课程设计

8路彩灯控制器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解8路彩灯控制器的基本原理,掌握相关电子元件的功能和连接方式。

2. 学生能描述8路彩灯控制器的电路图,并解释其工作原理。

3. 学生了解8路彩灯控制器在现实生活中的应用,并能够举例说明。

技能目标:1. 学生能够正确使用工具和仪器进行8路彩灯控制器的组装和调试。

2. 学生通过动手实践,掌握基本的电路故障排查和解决问题的方法。

3. 学生能够运用所学知识,设计简单的8路彩灯控制程序,实现不同的灯光效果。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子制作和编程的兴趣,激发创新意识和探索精神。

2. 培养学生团队协作意识,学会与他人共同解决问题,提高沟通与表达能力。

3. 增强学生对科技与生活的联系的认识,培养环保意识和责任感。

课程性质分析:本课程属于电子技术与应用领域,结合实际操作,注重培养学生的动手能力、创新思维和实际应用能力。

学生特点分析:初中年级的学生对新鲜事物充满好奇心,动手能力强,但理论知识相对薄弱,需要通过实践操作来加深理解。

教学要求:1. 理论与实践相结合,注重培养学生的实际操作能力。

2. 教学过程中注重启发式教学,引导学生主动探究、发现问题、解决问题。

3. 关注学生的个体差异,提供个性化的辅导,使每个学生都能在课程中收获成长。

二、教学内容1. 电子元件认知:介绍常用电子元件如电阻、电容、二极管、三极管等,结合教材相关章节,让学生了解其功能及在8路彩灯控制器中的作用。

2. 电路原理:分析8路彩灯控制器的电路图,讲解各部分电路的功能及相互关系,对应教材中电路分析的内容。

3. 组装与调试:指导学生按照电路图组装8路彩灯控制器,学习焊接、接线等基本技能,参照教材相关章节进行实践操作。

4. 编程与控制:介绍简单的编程方法,使学生能够通过编程实现不同的灯光效果,结合教材中编程与控制部分的内容进行教学。

5. 故障排查:教授学生如何分析并解决8路彩灯控制器在运行过程中可能出现的故障,运用教材中故障排查技巧进行实践。

八路彩灯控制器课程设计

八路彩灯控制器课程设计

第1章绪论彩灯,又名花灯,是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。

彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。

彩灯的产生,是从人类运用火、发明灯、制造灯具等发展而来的。

随着我国科学技术的发展,彩灯艺术更是花样翻新,奇招频出,传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合,将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作,把形、色、光、声、动相结合,思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一的典范。

现今生活中,市场上为能吸取顾客的注意;搞出各式各样的方法,其中彩灯的装饰便是一种非常普遍的一种,即可起装饰宣传作用,又可以烘托起现场气氛,城市也因众多的彩灯而变得灿烂辉煌。

本设计的彩灯确能成为现实的一种,但技术上日后将会有更大的改善和提高。

本设计以IC CD40194和IC CD4069和IC CD4071芯片实现,提出一种手动彩灯控制器,它的主要元件均采用CMOS 数字电路,驱动部分采用三极管9014,因此具有电路简洁、工作可靠,控制形式多样,使用安全方便的特点。

第2章功能及方框图2.1 功能简介彩灯控制器能够使彩灯控照一定的形式和规律闪亮,起到烘托节日氛围、吸引公众注意力的作用。

彩灯控制器多种多样,本设计的彩灯控制器主要功能:(1)可以控制8路彩灯。

(2)彩灯点亮方式既可以向左(逆时针)移动,也可以向右(顺时针)移动,还可以左右交替移动。

(3)起始状态可预置(4)移动速度和左右交替速度均可调节。

2.2 电路方框图图1 彩灯控制方框图第3章电路附录1所示为彩灯控制器电路图。

它的主要元器件均彩CMOS数字电路,驱动部分采用晶体管VT,因此具有电路简洁、工作可靠、控制形式多样,使用安全方便的特点.3.1电路功能结构组成整机电路包括以下功能单元:整机的核心是两个CD40194级联组成的8位双向移位寄存器,控制8路彩灯按一定规律闪亮。

(1) S1、S2、SB组成的预置数控制电路,它控制8位移存器的初始状态,即8路彩灯的起始状态。

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目录第一章总体设计 (5)1.1设计目的 (5)1.2设计任务与要求 (5)1.3基本工作原理 (5)1.4设计方案 (5)第二章单片机简介 (6)2.1单片机结构 (6)2.2单片机的封装形式、引脚定义及功能 (7)2.3单片机的工作原理 (8)2.4 CPU的工作原理 (8)2.5存储器结构 (9)2.6 CPU时序及时钟电路 (10)2.7复位操作 (12)第三章硬件设计 (14)3.1整体硬件接结构 (14)3.2功能模块电路 (14)3.3系统硬件原理电路图 (16)第四章软件设计 (17)4.1软件总体结构设计 (17)4.2各功能模块设计 (18)总结与心得 (25)参考文献: (26)第一章总体设计1.1设计目的1)了解单片机的基本原理及相关的简单应用。

2)掌握用单片机设计系统的一般步骤。

3)了解LED数码管的基本知识和驱动方法。

4)掌握单片机系统各个组成部分的作用以及分布位置。

5)学会运用单片机的硬件资源。

1.2设计任务与要求8个彩灯的控制电路的任务为:用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。

要求:完成以下花形变化:1) 从左到右依次点亮,8个灯全亮;从右到左依次熄灭,8个灯全灭。

时间节拍为1秒。

2)从两边向中间依次点亮,8个灯全亮;从中间向两边依次熄灭,8个灯全灭。

时间节拍为1秒。

3)循环往复,用LED管模拟彩灯。

4)用汇编语言编程,用proteus仿真。

1.3基本工作原理此次使设计一个能控制八路彩灯的控制器,其中彩灯用发光二极管模拟。

由P1.6和P1.7口控制电路启动与停止,根据彩灯的亮灭要求,利用数据指针查表,将查到的内容送给P2口进行显示,然后调用1s延时程。

若查到的内容为跳出代码就重新开始循环。

1.4设计方案软件方面:通过汇编语言编程实现不同要求的状态,由延时程序实现1秒的延时时间。

硬件方面:彩灯启动与停止由P1.6和P1.7口进行控制,彩灯的显示状态由AT89C51的P2口输出显示。

芯片的控制由AT89C51的外接晶振和复位电路进行控制。

第二章单片机简介2.1单片机结构2.1.1 80C51单片机的功能结构如下图所示,单片机是属于三总线结构,80C51单片机功能方框图如图2-1所示:图2-1单片机内部结构框图2.1.2 单片机内容结构单片机的内部结构如图2-2所示。

从图中看出,它具有以下特征;适于控制应用的8位CPU56字节片内数据存储器,分高低两个128字节4K字节片内程序存储器64KB程序存储器空间64KB数据存储器空间4个8位共32根双向并可按位寻址的I/O口线两个16位定时/计数器;一个全双工的串行I/O接口有5个中断源有片内时钟振荡器具有布尔处理(位处理)能力图2-2 单片机内部结构2.2单片机的封装形式、引脚定义及功能2.2.1 80C51封装80C51系列单片机具有双列直插式和方形两种封装。

2.2.2 80C51系列单片机引脚功能①引脚分布:如图2-3所示为双列直插式引脚分布图②引脚功能VCC----工作电源+5VGND----电源地ALE/ PROG -----访问外部存储器时作为低8位地址锁存控制信号;在对EPROM编程时作为编程脉冲输入;在不访问外部存储器和非EPROM编程状态下,该脚输出频率为1/6单片机晶振频率的方波信号,该信号,可作为时钟脉冲,但在访问数据存储器时会丢失一个脉冲;PSEN——外部程序存储器读选通信号。

EA/VPP——访问程序存储器控制信号。

当EA为低电平时,只读外部存储器,当EA为高电平时则先读内部程序存储器,再读外部程序存储器;这个引脚在编程时接编程电压VPP.XTAL1——片内振荡电路输入端。

XTAL2——片内振荡电路输出端。

P0-P3——输入输出端口。

2.3单片机的工作原理2.3.1 指令与程序图2-3引脚分布1)指令规定计算机执行特定操作的命令,分成操作码和操作数,以二进制编码形式出现,具有固定的格式。

2)程序程序就是跟据要求编制的指令集合。

2.4 CPU的工作原理CPU是微机的核心部件,由控制器和运算器两部分组成。

1)控制器控制器由指令部件、时序部件、控制部件三部分组成。

①指令部件:由程序计数器、指令寄存器和指令操作码译码器构成。

程序计数器——用来存放指令的地址的部件。

指令寄存器——用来暂时存放指令的部件。

指令操作码译码器——对指令操作码进行分析、解释并在输出端产生各种电平。

②时序部件:由时钟系统和节拍发生器构成。

时钟系统——它产生具有一定频率和宽度的脉冲信号。

节拍发生器——节拍发生器产生节拍电位和节拍脉冲。

③微操作控制部件:对节拍信号和指令操作码信号进行加工处理,产生各种信号。

2)运算器运算器是数据进行算术运算和逻辑运算的执行部件,单片机不仅有很强的算术运算能力,而且有非常强的位处理能力,因此,特别适合用在实时控制场合。

3)单片机执行程序的过程系统复位,程序计数器PC的值为0000H。

在控制信号的作用下,根据PC值从内存单元中取出相应的指令。

将取出的指令送指令寄存器,经指令译码器分析,译码信号与时序信号合成,形成所需的各种微操作信号。

循环往复执行,直到结束。

2.5存储器结构2.5.1单片机存储器空间分布如图2-4所示,80C51单片机存储器在物理结构上分片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器四个空间;在逻辑结构上(使用上)分成片内外统一编址的64KB程序存储器、256B的片内数据存储器以及64KB片外数据存储器。

图2-4 单片机存储器结构2.5.2 程序存储器1)程序存储器的作用用来存放操作程序。

2)程序存储器的空间分布分片内和片外,共64KB空间,EA=1,先访问片内程序存储器再访问片外存储器,其地址是连续的;当EA=0时,只访问片程序存储器。

复位时PC=0000H,值得注意的是,程序存储器从0003H~0030H共40个单元作为中断处理用。

2.5.3数据存储器1)数据存储器的作用数据存储器用于存放中间运算结果、数据暂存和缓冲、标志位等。

2)数据存储器空间分布数据存储器由片内256字节(含低128单元和高128单元)和片外64KB两个存储空间组成,结构如图2-5所示:2-5单片机数据存储器2.6 CPU时序及时钟电路CPU从取指令、分析指令到执行指令的全过程中,都是在时序控制下一拍一拍地进行的。

下面介绍时序的几个概念:时钟周期又叫节拍,定义为时钟脉冲频率的的倒数,如f=12MHZ,则T=1/12。

CPU完成一种基本操作所需的时间称机器周期。

如CPU取指令、分析指令、执行指令等。

一个机器周期分6个状态,记为S1—S6,因此,一个周期由12个节拍组成。

CPU执行一条指令所需要的时间称之为指令周期,如图2-6所示。

图2-6 单片机指令周期2.6.1指令时序1)取指令和执行指令:取指令:CPU在每出现一次ALE取一次指令,一个周期出现二次ALE。

第一次出现在S1P2、第二次出现在S4P2,宽度为一个状态。

执行指令:80C51共有111条指令,指令时序分成单字节、单周期指令时序;双字节单周期指令时序;单字节双周期指令时序;二字节二周期指令时序;一字节四周期指令时序。

2)指令执行过程(如图2-7是单片机指令执行过程):图2-7 单片机指令执行过程现说明如下:①单字节、单周期指令时序:在S1期间读入操作码,并把它送入指令寄存器,接着开始执行,并在本周期的S2P2执行完毕。

如:INC A ;②双字节单周期指令时序:在S1期间读入指令操作码并锁存,在S4期间读入指令第二字节,指令在相周期的S6P2期间执行完毕。

如:ADD A ,#data③单字节双周期指令时序:在S1期间读入操作码并锁存,然后开始执行,在第二周期的最后一个状态S6P2执行完毕。

如:MOVX A ,@DPTR 2.6.2振荡器和时钟电路如图2-8所示,80C51的时钟主生方法分内部时钟方式和外部时钟方式:1)内部时钟电路此时在芯片XTAL1和XTAL2两端跨接晶体,C 取30PF ;若跨接陶瓷谐振器,C 取47pF ;晶振频率可在1.2~12MHZ 之间选择。

2)外部时钟方式此方式是利用外部振荡脉冲接 入XTAL1或XTAL2。

HMOS 和CHMOS 单片机外时钟信号接入方式不同。

如图2-9所示:8051的时钟信号由XTAL2输入,考虑到XTAL2不是TTL 电平,因此接有上拉电阻。

80C51的时钟由XTAL1输入。

2.7复位操作复位操作是单片机的初始化操作,单片机在进入运行前和在运行过程中程序出错或操作失误使系统不能正常运行时,需要进行复位操作。

复位操作后,程序将从0000H 开始重新执行,复位时特殊功能寄存器的状态如表3所示。

除此之外,复位操作还使单片机的ALE和PSEN引脚信号在复位期间变为无效状态。

单片机对复位信号的要求:一是复位信号为高电平,二是复位信号有效持续时间不少于24个振荡脉冲(两个机器周期)以上。

在这里特别要提醒的是,在一个应用系统中,如果有几片单片机同时工作,在程序上有连接关系,系统复位时,应确保每一片单片机同时复位。

复位信号由单片机的RST 引脚输入,复位操作有上电自动复位、按键复位和外部脉冲复位三种方式。

第三章 硬件设计3.1整体硬件接结构所谓接口是CPU 与外界的连接部件,以实现CPU 与外部设备的耦合和匹配。

本课题只要求外接晶振电路、复位电路、控制电路、显示接口电路。

根据总体设计要求,确定系统功能接口,设计出系统的电路原理图(如图3-1所示)。

显示设备为8个LED 灯,采用共阳极接法。

利用89C51的P2口进行显示输出和P1.6和P1.7进行启动和停止控制。

3.2功能模块电路3.2.1外接晶振电路每个单片机系统里都有晶振,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。

晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。

外接晶振电路是向AT89C51芯片提供基准频率。

外接晶振电路图如下:AT89C51显示电路外接晶振电路复位电路控制电路 图3-13.2.2复位电路关于单片机的复位,是为了把电路初始化到一个确定的状态,而在单片机内部,复位的时候单片机是把一些寄存器以及存储设备装入厂商预设的一个值。

当单片机的复位引脚出现2个机器周期以上的高电平时,单片机就执行复位操作。

如果RST持续为高电平,单片机就处于循环复位状态。

复位电路图如下:3.2.3控制电路利用单片机芯片AT89C51的P1.6和P1.7口进行彩灯的启动和停止这两个状态的控制,如果按下P1.6的开关按钮彩灯就启动,当按下P1.7的按钮时彩灯就立即停止(全部熄灭)。

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