单片机的花样彩灯设计

课程设计报告书题目: 单片机控制的花样彩灯设计

专业：电气工程及其自动化（1）班

学号：

学生姓名：

指导教师：

2010年12 月 1 日

南昌工程学院

课程设计（论文）任务书

一、课题设计(论文)题目：

基于单片机控制的花样彩灯设计

二、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：

设计要求：以MCS51单片机为核心，辅以外围接口电路，设计一个由键盘控制的四种花样LED闪烁彩灯，使八个LED实现流水灯（跑马灯）、逐点点亮、间隔点亮、逐点熄灭四种花样。要求采用键盘查询方式（非中断方式）实现花样转换。在当前花样循环显示时，按下相应的花样选择按钮，能立即转换至对应的闪烁花样（但必须在去干扰或消除抖动之后）。四个按钮S1、S2、S3、S4分别对应花样1、花样2、花样3、花样4。程序开始运行时自动执行花样1（流水灯）。时间间隔采用定时/计数器控制为1S左右（误差不超过10%）。

1、单片机控制系统硬件电路设计，包括单片机时钟和复位电路的设计、LED驱动和键盘设计等。

2、控制软件设计与调试，包括1S定时功能的实现、键盘响应程序和显示控制程序等。

三、课程设计(论文)工作内容及完成时间：

1、查找相关文献，进行方案选择。2天 11.22---11.23

2、系统硬件电路设计，绘制电路原理图。3天 11.24---11.26

3、绘制软件流程图，编写与调试软件。3天 11.29---12.1

4、完成课程设计报告，答辩。2天 12.2---12.3

四、主要参考资料：

1、《单片机原理及应用》，李建忠，西安电子科技大学出版社，2002年

2、《单片微型计算机与接口技术》，李群芳等，电子工业出版社，2002年

3、《单片微型计算机原理与接口技术》，陈光东等，华中科技大学出版社，1999年

4、《单片机实验与实践》，周立功等，北京航空航天大学出版社，2004年

5、《开放式综合实验/仿真系统MCS51实验分册》，伟福公司

电气与电子工程系 07电气工程电力系统专业 1 班

学生：王文虎

日期：自 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12 月 3 日

指导教师：章彧

助理指导教师(并指出所负责的部分)：

教研室：电气工程教研室主任：

目录

1引言 (4)

2 设计原理 (5)

2.1MCS51 (5)

2.2 LED (6)

2.3中断指令 (8)

2.4硬件接原理图 (9)

3程序流程图 (11)

3.1主流程图 (11)

3.2流水灯子流程图 (12)

3.3中断程序流程图 (13)

4汇编程序 (14)

4.1主程序 (14)

4.2一秒钟定时程序 (17)

5小结 (18)

参考文献 (19)

1.1引言

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。 LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的 LED 彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

课程设计是学完一门课后应用本课知识及以前的知识积累而进行的综合性、开放性的训练，是培养学生工程意识和创新能力的重要环节。进一步巩固和加深“单片机”课程的基本知识，了解单片机设计知识在实际中的应用。综合运用“单片机”课程和先修课程的理论及生产实际知识去分析和解决电路设计问题，进行单片机电路设计的训练。学习单片机设计电路的一般方法，了解和掌握单片机电路的设计过程和进行方式，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体电路设计能力。通过计算和绘图，学会运用标准、规范和查阅有关技术资料等，培养单片机电路设计的基本技能。

该程序示例了单片机键盘控制p1口流水灯花样的方法;具体表现为:p3.2 3.2

3.4 3.5四个小本文提出了一种基于AT89S51单片机的彩灯控制方案，实现对LED 彩灯的控制。按键，分别实现了四个控制。通过这次实验，我们也了解了团队合作的重要性，集体的力量是伟大的，一个人如何融入一个团队是是一个重要问题，讲究合作才能取得最后的成功！

2设计原理

2.1 MCS51单片机

引脚说明

MCS 单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。图2-9为引脚排列图， 40条引脚说明如下：

P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.7

8RST/VPD 9RXD P3.010TXD P3.111INT0 P3.212INT1 P3.313T0 P3.414T1 P3.515WR P3.616RD P3.717XTAL218XTAL119VSS 20

P2.0

21

P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE/PROG

30EA/VPP 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC 408031 8051 8751

1、主电源引脚Vss 和Vcc ① Vss 接地

② Vcc 正常操作时为+5伏电源 2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2

① XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚接地。

② XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。

3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD ，ALE/PROG ，PSEN 和EA /Vpp ① RST/VPD 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位

在Vcc 掉电期间，此引脚可接 图2-9 8051引脚排列图 上备用电源，由VPD 向内部提供备用电源，以保持内部RAM 中的数据。

② ALE/PROG 正常操作时为ALE 功能（允许地址锁存）提供把地址的

低字节锁存到外部锁存器，ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的

6

1

）周期性地发出正脉冲信号。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲，ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL 电路。 对于EPROM 型单片机，在EPROM 编程期间，此引

脚接收编程脉冲（PROG 功能）

③ PSEN 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间，PSEN 在每个机器周期内两次有效。PSEN 同样可以驱动八LSTTL 输入。

④ EA /Vpp 、 EA /Vpp 为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当

EA /Vpp 为高电平时，访问内部程序存储器，当EA /Vpp 为低电平时，则访问外

部程序存储器。

对于EPROM 型单片机，在EPROM 编程期间，此引脚上加21伏EPROM 编程电源（Vpp ）。

4、输入/输出引脚P0.0 - P0.7，P1.0 - P1.7，P2.0 - P2.7，P3.0 - P3.7。 ① P0口（P0.0 - P0.7）是一个8位漏极开路型双向I/O 口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线，P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL 负载。

② P1口（P1.0 - P1.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O 口。能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL 负载。。

③ P2口（P2.0 - P2.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O 口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址。P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL 负载。