【正文】 第 1 頁 共 21 頁 廣東機電職業(yè)技術(shù)學院 電子產(chǎn)品設(shè)計 論文題目 : 多功能迷你跑馬音樂盒 專 業(yè) : 計算機控制技術(shù) 班 級 : 學生姓名 : 指導教師 : 二零一零年五月 第 2 頁 共 21 頁 目 錄 摘要 .................................................................................................................................................................................. 3 1 設(shè)計的作用、目的 ???????????????????????? 3 2 設(shè)計的具體實現(xiàn) ………………………………………………………………… .3 系統(tǒng)概述 ?????????????????????????? .3 單元電路設(shè)計與分析 ????????????????????? 4 電路的安裝與調(diào)試 ?????????????????????? 7 3 心得體會及建議 ????????????????????????? 8 心得體會 ??????????????????????? ??? 8 建議 ???????????????????????????? 8 4 附錄 ?????????????????????????????? 9 5 參考文獻 ???????????????????????????? 18 第 3 頁 共 21 頁 摘 要 跑馬燈，顧名思義，就是 “ 會像馬兒一樣跑動 ” 的小燈，故取名 “ 跑馬燈 ” 。跑馬燈在單片機系統(tǒng)中一般是用來指示和顯示單片機的運行狀態(tài)，一般情況下，單片機的跑馬燈由 多 個 LED 發(fā)光二極管組成 。 在單片機運行時，可以在不同狀態(tài)下讓跑馬燈顯示不同的組合，作為單片機系統(tǒng)正常的指示。當單片 機系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以利用跑馬燈顯示當前的故障碼，對故障做出診斷。此外，跑馬燈在單片機的調(diào)試過程中也非常有用，可以在不同時候?qū)⑿枰募拇嫫骰蜿P(guān)鍵變量的值顯示在跑馬燈上，提供需要的調(diào)試信息。 1 設(shè)計的作用、目的 （ 1）． 使用 32個 彩色 LED 燈 ，用這 32個發(fā)光二極管以不同的模式循環(huán)點亮 ； （ 2） 、三個 功能鍵 ， K1 模式鍵，通過按鍵調(diào)整顯示結(jié)果， 總共 有 十 種模式； K2 加速鍵； K3減速鍵； （ 3）當撤換 最 后一個功能模式時，蜂鳴器將會播放音樂，此時 LED將當作音頻燈使用； （ 4）十 種模式通過一個共 陽 數(shù)碼管顯示出來， 十個模 式分別顯示為 0～ 9。 通過發(fā)光二極管的動態(tài)閃亮，顯示非常炫目的效果， 應用于 各種建筑物，大樓，酒吧， KTV，夜總會等娛樂場所 ， 拖尾燈，以及各種休閑娛樂場所用的動態(tài)燈光顯示，通過此次設(shè)計，可以加深對 51單片機的應用、 C51編程和 protues軟件操作的能力。了解 51單片機的外圍引腳，以及各個端口的功能，還可以通過對走馬燈的程序編寫讓我們對程序的執(zhí)行方式和特點有一個初步的認識，同時掌握 C51軟件與 protues聯(lián)機調(diào)試程序，對進一步學習單片機打下堅實基礎(chǔ)。 2 設(shè)計的具體實現(xiàn) 系統(tǒng)概述 本設(shè)計的要求是設(shè)計一個 有多種功能的走馬燈，有多種不同的顯示方式，加速功能和減速功能，這里的加速減速還有顯示方式都是由單片機內(nèi)部的程序控制，在這里我將 32 個光二極管分別接在 P0 和 P1，通過程序控制這兩個端口的電平高低，將 32 個光二極管的正極接電源，負極接 P0和 P1口，即發(fā) P0和 P1口的相應端口為高電平時，發(fā)光二極管的兩端都為高電平，所以發(fā)光二極管不亮，當發(fā)光二極管的相應端口為低電平時就能被點亮。再通過程序循環(huán)的讓各個端口以不同的方式點亮來達到走馬的效果，并且當中要有一定的延時，延時時間小于人眼視覺暫留時間，否則人眼看上去每個燈都是 亮的也就沒有跑馬效果。 第 4 頁 共 21 頁 系統(tǒng)框圖如圖一： 圖一 系統(tǒng)框圖 單元電路設(shè)計與分析 1. 主控芯片 AT89S52 AT89S52 是一個低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復擦寫 1000次的 Flash只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)制造，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8位中央處理器和 ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的 AT89S51 可為許多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。 2. AT89S52 性能簡介 AT89S52 具有如下特點： 40 個引腳， 4k Bytes Flash 片內(nèi)程序存儲器， 128 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM）， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）口， 5個中斷優(yōu)先級 2層中斷嵌套中斷， 2個 16位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口，看門狗（ WDT）電路，片內(nèi)時鐘振蕩器。 此外， AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率可為 0Hz 并可通過軟件設(shè)置省電模式?？臻e模式下 ， CPU暫停工作，而 RAM 定時計數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電模式凍結(jié)振蕩器而保存 RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。 AT89S52 PDIP Pin Configurations 如圖二： MCU(AT89S51) LED顯示陣列 12M 晶振 復位 電路 7段共陰數(shù)碼管 鍵盤 第 5 頁 共 21 頁 圖二 AT89S52 Pin Configurations ：顯示部分用 32 個發(fā)光二極管分別接在 P0 和 P1，通過程序控制 P0 和 P2的 16個端口按照一定的方式依次為低電平以點亮相應端口的 LED。 LED 陣列如圖三： 圖三 LED顯示陣列 4. 模式顯示部分：模式即跑馬的方式 ，共十種。相應方式由數(shù)碼管顯示出來，每當模式按鈕按下時，相應的模式加一 ，數(shù)碼管顯示相應模式。 共陰數(shù)碼管結(jié)構(gòu)如圖四： a 各段代碼 b 實物外觀 圖四 共陽數(shù)碼管結(jié)構(gòu) ：該部分主要涉及功能的實現(xiàn)方式，即程序編寫。程序要實現(xiàn)的功能包括讀鍵盤 ， 通過對讀入鍵盤的值控制 LED 點亮方式和數(shù)碼管顯示。鍵盤有三個按鍵 KK K3， K1 控制 LED 點亮模式， K K3 鍵控制跑馬燈速度， K2 加速， K3 減速。不論 K1 被按下多少次， LED 九種點亮模式是循環(huán)的， K K3 鍵控制速度分 別有上限和下限，多按無效。 第 6 頁 共 21 頁 6．音樂播放部分：撤換 最 后一個功能模式時，蜂鳴器將會播放音樂，此時 LED 將當作音頻燈使用。當中共有三首音樂，分別是《我的驕傲》 《同一首歌》和《兩只蝴蝶》 此時 K2 加速充當下一曲的作用， K3 減速充當上一曲的作用，歌曲是循環(huán)播放的，此時 LED 彩色燈將從當隨音頻變化的指示燈。 程序設(shè)計思路 :主程序中默認執(zhí)行左右流水燈 ,在中斷服務程序中，首先讀取按鍵狀態(tài)，然后延時 10ms，再次讀取按鍵狀態(tài)。把兩次獲得的按鍵狀態(tài)比較，如果不同，就表示是抖動，退出中斷；否則，就去判斷是哪個按鍵按下。如果是 K1，就執(zhí)行下一個跑馬；如果是 K2，就執(zhí)行跑馬加速；如果是 K3，就執(zhí)行跑馬減速。采用置標志位的方法。即在主程序中設(shè)定兩個標志位，一個跑馬模式標志位，一個跑馬速度標志位。不斷的對這三個標志進行查詢：如果是跑馬模式標志為狀態(tài) 0，就執(zhí)行右向跑馬；如果是狀態(tài) 1，就執(zhí)行左向跑馬燈，依次類推。跑馬速度標志默認值為 10，對應延時值為 200ms。而在中斷服務程序中，只需要進行如下工作：去抖動，鍵盤識別，改變標志位。 程序流程圖如圖五： 第 7 頁 共 21 頁 圖五 程序流程圖 電路的安裝與調(diào)試 用 keil 將程序編寫好之后，檢查程序有 無錯誤。有錯誤就改正，直到?jīng)]有錯誤，最后生成． HEX 文件，再用 peoteus 畫好硬件電路圖，將單片機指向剛生成的． HEX 文件并進行仿真調(diào)試，在調(diào)試過程當中通過調(diào)試的結(jié)果完善程序。一切ＯＫ之后，下面就進行最后階段，即在面包板上搭電路，然后用燒寫器將． HEX文件下載到 AT89S52單片機中。調(diào)試電路，帶著笑容欣賞勝利的成果。 第 8 頁 共 21 頁 仿真圖如圖： 3 心得體會及建議 心得體會 通過此次課程設(shè)計，不僅初步掌握了 51 單片機的一些基本功能應用，還學會了使用 keil和 protues 兩個軟件。知道了怎 么用 keil 新建工程文件、編寫調(diào)試程序、生成． HEX 文件；怎么用 protues 軟件畫圖，特別是總線的畫法，怎么仿真等。 我會以此為起點，進一步學習和使用單片機，為將來工作打基礎(chǔ)。 感謝我的 51 單片機啟蒙老師李建波老師的教誨。 建議 希望老師多我們講一些單片機的研究方向，平時也多給我們出一些小設(shè)計課題，我覺得像這樣自己做一個設(shè)計對理論學習是一個很好的總結(jié)，當我們有不懂的東西的時候也可以得到老師的指點，這樣才能夠更全面的認識和學好單片機。 第 9 頁 共 21 頁 4 附錄 實物圖如圖六： C 程序如下 : include include unsigned char RunMode。 //**********************************System Fuction************************************************* void Delay1ms(unsigned int count) { unsigned int i,j。 for(i=0。icount。i++) for(j=0。j120。j++)。 } 第 10 頁 共 21 頁 unsigned char code LEDDisplayCode[] = { 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, //0~7 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E,0xFF}。 void Display(unsigned char Value) { P3 = LEDDisplayCode[Value]。 } void LEDFlash(unsigned char Count) { unsigned char i。 bit Flag。 for(i = 0。 iCount。i++) { Flag = !Flag。 if(Flag) Display(RunMode)。 else Display(0x10)。 Delay1ms(100)。 } Display(RunMode)。 } unsigned char GetKey(void) { unsigned char KeyTemp,CheckValue,Key = 0x00。 CheckValue = P2amp。0x32。 if(CheckValue==0x32) return 0x00。 Delay1ms(10)。 KeyTemp = P2amp。0x32。 if(KeyTemp==CheckValue) return 0x00。 if(!(CheckValueamp。0x02)) Key|=0x01。 if(!(CheckValueamp。0x10)) Key|=0x02。 if(!(CheckValueamp。0x20)) Key|=0x04。 return Key。 } unsigned int Timer0Count,SystemSpeed,SystemSpeedIndex。 void InitialTimer2(void) { T2CON = 0x00。 //16 Bit AutoRel