基于单片机的广州塔论文

基于单片机的广州塔

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摘要 (1)

1 绪论 (2)

1.1 项目研究背景及意义 (2)

2 总体设计方案及论证 (2)

2.1 总体方案设计 (2)

3 硬件实现及单元电路设计 (3)

3.1 主控制模块 (3)

3.2 电源设计 (4)

3.3 模块设计 (4)

3.3.1 LED驱动模块 (5)

3.3.2 底座LED驱动 (5)

3.3.3 音频电路的设计 ..............................................................错误!未定义书签。

3.3.4 时钟电路的设计 ..............................................................错误!未定义书签。

4 软件设计 (6)

4.1 主程序 ..........................................................................................错误!未定义书签。

5 总结 (57)

6 参考文献 (57)

附录 (58)

附件1：原理图 (58)

附件2：元件清单 (58)

附件3：实物图 (59)

摘要

STC12C5A60S2是STC系列单片机里应用比较广泛的一款，在自动控制领域里享有很高的价值，以其易用性和多功能性受到了广大电子设计爱好者的好评。本次设计主要是利用STC12C5A60S2单片机、该系统采用增强型8051单片机STC12C5A60S2为主控制器，利用单片机控制点阵的原理，控制广州塔展示效果，还通过单片机内置的ADC对音频信号进行采样，然后控制广州塔亮的层数达到根据音乐跳舞的效果。该方案具有电路结构简洁，开发、生产成本低的优点。

关键词：点阵 STC12C5A60S2 广州塔

1 绪论

1.1 项目研究背景及意义

广州塔其实又称广州新电视塔，昵称小蛮腰。它是广州最高建筑，整个塔身的设计非常有特点，特别是在夜晚的灯光装饰下，更是显得美轮美奂。现已俨然成为广州的地标。如此美的建筑怎能不让人心动。我们结合所学的单片机点阵显示技术，我们也能做出广州塔的美。我们采用STC12C5A60S2作为控制系统，显示部分采用的是16*16的点阵显示原理，通过对广州塔的制作，能更好的提升单片机对点阵显示原理的掌握。

2 总体设计方案及论证

2.1 总体方案设计

本设计包括硬件和软件设计两个部分。系统总体的设计方框图如图1所示。

图1 系统方框图

3 硬件实现及单元电路设计

3.1 主控制模块

主控制最小系统电路如图2所示。

电源

音频输入

STC12C5A60S2

主控制器模块

16*16 LED 显示

按键控制

图2 最小系统

硬件电路总设计见图3。

图3 总设计电路图

3.2 电源设计

电源部分的设计采用DC5V供电，使用了电解电容进行滤波，电路供电更加的稳定。

3.3模块设计

3.3.1 led驱动模块

LED驱动采用的是直接用单片机管脚驱动，因为stc12c5a60s2单片机的管脚电流达到20几毫安，足以驱动广州塔的LED，为了LED工作的稳定性，我们在电路中加入了限流电阻。

3.3.2 底座4个LED

底座4个LED使用的七彩LED，为了控制方便，4个LED直接到了电源，上电就能直接点亮，可以直观看出模块电源是否正常，使用七彩LED的原因是，其发出的LED光多姿多彩，给广州塔的绚丽增添多一份优美，电路如下图所示：

图4 底座led驱动电路

3.3.3 音频输入电路的设计

音频电路的设计主要是采用了T型口的USB接口，因为该接口包含了音频和电源的输入，又因为控制模板的单片机是自带了AD的，所以通过按键切换到音频模式下，我们可以看到广州随音乐在跳舞。

3.3.4时钟电路的设计

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。

因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ，一个振荡周期为1/12us，故而一个机器周期为1us。如图13所示为时钟电路。

图13 时钟电路图

4 软件设计

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define LongToBin(n) (((n>>21)&0x80)|((n>>18)&0x40)|((n>>15)&0x20)|((n>>12)&0x10)|((n>>9)&0x08 )|((n>>6)&0x04)|((n>>3)&0x02)|((n)&0x01))

#define BIN(n) LongToBin(0x##n##)

sbit anjian=P4^5;

sbit P0_0=P0^0;//层

sbit P0_1=P0^1;

sbit P0_2=P0^2;

sbit P0_3=P0^3;

sbit P0_4=P0^4;

sbit P0_5=P0^5;

sbit P0_6=P0^6;

sbit P0_7=P0^7;

sbit P4_6=P4^6;

sbit P1_1=P1^1;

sbit P1_2=P1^2;

sbit P1_3=P1^3;