基于51单片机霓虹灯

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实训报告

基于单片机的霓虹灯设计

姓名:xxx

学号:xxxxxxxxxxxxxxx

2018/5/31

1.模块功能简介

1.1 STC89C52单片机及其引脚说明

89C52是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器,它提供下列标准特征:4K字节的程序存储器,128字节的RAM,32条I/O线,2个16位定时器/计数器, 一个5中断源两个优先级的中断结构,一个双工的串行口, 片上震荡器和时钟电路。

引脚说明:

·V CC:电源电压

·GND:地

·P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,作为输出口用时,每个引脚能驱动8个TTL 逻辑门电路。当对0端口写入1时,可以作为高阻抗输入端使用。

当P0口访问外部程序存储器或数据存储器时,它还可设定成地址数据总线复用的形式。在这种模式下,P0口具有内部上拉电阻。

在EPROM编程时,P0口接收指令字节,同时输出指令字节在程序校验时。程序校验时需要外接上拉电阻。

·P1口:P1口是一带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1口的输出缓冲能接受或输出4个

TTL逻辑门电路。当对P1口写1时,它们被内部的上拉电阻拉升为高电平,此时可以作为输入端使用。当作为输入端使用时,P1口因为内部存在上拉电阻,所以当外部被拉低时会输出一个低电流

·P2口:P2是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。P2口的输出缓冲能驱动4个TTL 逻辑门电路。当向P2口写1时,通过内部上拉电阻把端口拉到高电平,此时可以用作输入口。作为输入口,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出电流

P2口在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器<例如MOVX @ DPTR)时,P2口送出高8位地址数据。在这种情况下,P2口使用强大的内部上拉电阻功能当输出1时。当利用8位地址线访问外部数据存储器时<例MOVX @R1),P2口输出特殊功能寄存器的内容。

当EPROM编程或校验时,P2口同时接收高8位地址和一些控制信号。

·P3口:P3是一带有内部上拉电阻的8位双向的I/O端口。P3口的输出缓冲能驱动4个TTL 逻辑门电路。当向P3口写1时,通过内部上拉电阻把端口拉到高电平,此时可以用作输入口。作为输入口,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出电流

·RST:复位输入。当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。

·ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许是一输出脉冲,用以锁存地址的低8位字节。当在Flash编程时还可以作为编程脉冲输出

一般情况下,ALE是以晶振频率的1/6输出,可以用作外部时钟或定时目的。但也要注意,每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

·PSEN:程序存储允许时外部程序存储器的读选通信号。当AT89C52执行外部程序存储器的指令时,每个机器周期PSEN两次有效,除了当访问外部数据存储器时,PSEN将跳过两个信号。

·EA/V PP:外部访问允许。为了使单片机能够有效的传送外部数据存储器从0000H到FFFH单元的指令,EA必须同GND相连接。需要主要的是,如果加密位1被编程,复位时EA端会自动内部锁存。

当执行内部编程指令时,EA应该接到V CC端。

·XTAL1:振荡器反相放大器以及内部时钟电路的输入端。

·XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。

1.2 单片机的最小系统电路

本次实训用到的晶振为12M,30PF的无极性电容两个,主要作用是帮助振荡器起振,晶体的振荡频率范围是 1.2~13MHZ。晶体振荡频率高,则系统的时钟频率也高,单片机运行的速度也就越快

在最小系统中用到一个轻触按键,用于单片机的复位,接单片机的第9脚.

单片机最小系统连线如图1所示:

图1 单片机最小系统

1.3电路中的发光二极管的接法共阳接法

主控模块采用的是AT89S52单片机,AT89S52是一个8位单片机,片内ROM全部采用FLASH ROM 技术,与MCS-51系列完全兼容,它能以3V的超低电压工作,晶振时钟最高可达24MHz。AT89S52是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片,有4个八位的并行双向I/O端口,分别记作P0、P1、P2、P3。第31引脚需要接高电位使单片机选用内部程序存储器;第9引脚是复位引脚,要接一个上电手动复位电路;第40脚为电源端VCC,接+5V电源,第20引脚为接地端VSS,通常在VCC和VSS 引脚之间接0.1μF高频滤波电容。第18、19脚之间接上一个12MHz的晶振为单片机提供时钟信

号。芯片与电路图:LED发光二极管如图3所示:

图3 LED发光二极管连接图

1.4 LED发光二极管

LED发光二极采用共阳接法,因为单片机I/O口输出功率比较小.如果把发光二极管阳极接在I/O 口的话,会导致二极管亮度不够.共阳接法使得发光二极管获得比较大的功率。

实训中用到16个470欧的电阻,起到限流的作用,保护LED发光二极管。

该霓虹灯是以单片机AT89S52为核心来完成的,在硬件电路中采用P2口作为8位LED数码管的驱动接口。单片机的八个输出端P0口同时又用来控制数码管的显示。8个三极管,再接于数码管阳极用于驱动数码管。因为共阳的LED数码管它的驱动电流是分开的,在单片机进行动态扫描的时候不会影响彼此的电流,故该电路中的8位LED数码管均用共阳极的数码管。在8位LED显示时,为了简化电路,降低成本,8个LED显示器共用一个8位的I/O, 8位LED数码管的位选线分别由相应的端口控制,而将其相应的段选线并联在一起,由一个8位的I/O口控制,即P0口。

主控模块采用的是AT89S52单片机,AT89S52是一个8位单片机,片内ROM全部采用FLASH ROM