【正文】 ____________ 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計（論文）題目： 可控多顯示智能 節(jié)日彩燈系統(tǒng) 系 別： 電子 工程 系 1 專 業(yè)： 應(yīng)用電子 技術(shù) 1 班 級： 1 姓 名： 1 學(xué) 號： 1 指導(dǎo)教師： 完成時間： 年月 1 目錄 摘要 ????????????????????????????? ? 3 關(guān)鍵字 ?????? ?????????????????????? ? 4 第 一 章 課題概述 ???????????????????????? 4 課題簡介 ???????????????????????? 4 設(shè)計任務(wù) ???????????????????????? 4 系統(tǒng)的主要功能 ????????????????????? 4 流水燈的 5 種狀態(tài) ???????????????????? 5 流水燈的工作流程 ???????????????????? 5 第 二 章 硬件電路的設(shè)計 ???????? ????????????? 5 芯片的選擇 ??????????????????????? 5 晶振電路的設(shè)計 ????????????????????? 12 顯示電路的設(shè)計 ????????????????????? 12 輸入電路的設(shè)計 ????????????????????? 14 復(fù)位電路的設(shè)計 ????????????????????? 14 擴展電路的設(shè)計 ????????????????????? 15 74LS373 譯碼電路的設(shè)計 ??????????????? ?? 16 原理圖 ????????????????????????? 17 第 三 章 軟件系統(tǒng)的設(shè)計 ????????????????????? 18 主程序的程序流程圖 ??????????????????? 18 2 40mS 延時子程序設(shè)計 ??????????????????? 18 時間調(diào)整子程序流程圖 ?????????????????? 19 狀態(tài)調(diào)整子程序流程圖 下 ????????????????? 20 匯編語言程序 ?????????????????????? 20 第 四 章 系統(tǒng)仿真 ???????????????????????? 28 Proteus 軟件簡介 ?????????????????????? 28 第 五 章 畢業(yè)設(shè)計總結(jié) ????????????????????? 29 心得體會 ????????????????????????? ? 29 附錄 ????????????????????????????? 31 參考文獻 ????????????????????????? 31 元器件清單 ???????????????????????? 32 電路原理圖 …………………… …………………………………………33 3 可控多顯示智能 節(jié)日彩燈系統(tǒng) 基于 51 單片機的 32 路流水燈 【 摘要 】 科技發(fā)展日新月異 ，在電子領(lǐng)域尤其是自動化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見的速度被單片機智能控制系統(tǒng)所取代。單片機具有體積小、功能強、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點，可以說，智能控制與自動控制的核心就是單片機。 有關(guān) LED 技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展，如今的 LED 已經(jīng)成為了顯示領(lǐng)域的熱門關(guān)鍵詞，優(yōu)越的技術(shù) 特性和下降的成本讓它的普及之路越發(fā)光明，商業(yè)展示、體育場館、戶外廣告乃至日常應(yīng)用都將成為 LED 設(shè)備展示自己的舞臺 。 本設(shè)計是利用 AT89C51 單片機及外圍接口實現(xiàn)的 32 路 流水燈顯示系統(tǒng)，利用單片機的定時器 /計數(shù)器的定時和計數(shù)的原理，將軟件和 硬件有機的結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確的進行計時，同時使數(shù)碼管能夠正確的狀態(tài)，用開關(guān)做鍵盤輸出， LED 燈顯示 使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn) 32 路流水燈 的幾種 種不同的顯示狀態(tài)。 【關(guān) 鍵 詞】 單片機， 自動化，智能控制 ， LED, 流水燈 4 第一章 課題概述 課題簡介 早期單片 機開發(fā)人員就是使用人工編寫的二進制代碼交給單片機去工作的。今天，我們不必用煩人的二進制去編寫程序，完全可以將我們?nèi)菀桌斫獾?“ 程序語言 ” 通過 “ 翻譯 ” 軟件 “ 翻譯 ” 成單片機所需的二進制代碼，然后交給單片機去執(zhí)行。這里的 “ 程序語言 ” 目前主要有匯編語言和 C語言兩種；在這里我們所說的 “ 翻譯 ” 軟件，同行們都叫它為 “ 編譯器 ” ，將 “ 程序語言 ” 通過編譯器產(chǎn)生單片機的二進制代碼的過程叫編譯。 我們將流水燈實驗寫為匯編語言程 序。 單片機的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成， 硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到流水燈循環(huán)點亮的現(xiàn)象，我們 還需要告訴單片機怎么來進行工作，即編寫程序控制單片機管腳電平的高低變化，來實現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。 使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)： 32 路流水燈 4種不同的顯示狀態(tài)。 設(shè)計任務(wù) 每當(dāng)夜幕降臨，我們可以看到大街各式各樣廣告牌上漂亮的霓虹燈，看起來令人賞心悅目，為夜幕中的城市增添了不少亮麗色彩。其實這些霓虹燈的工作原理和單片機流水燈是一樣的，只不過霓虹燈的花樣更多，看起來更漂亮一些。 本課題詳細地介紹了一種由AT89C51 集成塊編程實現(xiàn)的控制電路，它完成了單片機流水燈控制功能，并給出了具體的硬件電路和相應(yīng)的程序。 通過這次 設(shè)計掌握 51 單片機的原理 , 鞏固已學(xué)的理論知識，建立單片機理論和實踐的結(jié)合 。 系統(tǒng)的主要功能 本系統(tǒng)是利用單片機采用模塊化設(shè)計的 32 路流水燈， P0， P2 口作為輸出口，控制32 個 LED 燈， P1 口作為 LED 數(shù)碼管顯示輸出，用于顯示流水燈的 5 個狀態(tài)， ， 外接兩個按鍵 S2， S3，其中 S2 調(diào)整功 能， S3 調(diào)整時間。 5 流水燈的 5 種的狀態(tài) 狀態(tài) 0：數(shù)碼管顯示 0，燈不亮。 狀態(tài) 1: 數(shù)碼管顯示 1，燈一位暗點左移 32次，再一位亮點右移 32 次，依次循環(huán)。 狀態(tài) 2：數(shù)碼管顯示 2，先 PB,PA 口 依次向右移動， PC,PA2 依次向左移動；再 PA,PB口依次向左移動， PA2,PC 口依次向右移動。 狀態(tài) 3：數(shù)碼管顯示 3，燈 2位點亮左移 31次，再右移 31 次，依次循環(huán) 狀態(tài) 4：數(shù)碼管顯示 4，循環(huán)上述狀態(tài) 1 到狀態(tài) 3。 流水燈的工作流程 流水燈的工基本作原理：在系統(tǒng)運行過程中，主要是通過外接的 2個按鍵來分別改變顯示狀態(tài)和控制 LED燈點亮的速度， 2個按鍵在使用時，設(shè)定為下降沿觸發(fā)，當(dāng)有按鍵按下，響應(yīng)中斷一次。 第 二 章 硬件電路的設(shè)計 芯片的選擇（簡介 ） 芯片的選擇 按照單片機系統(tǒng)擴展與系 統(tǒng)配置狀況，單片機應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。 AT89C51 簡介 ： AT89C51 單片機是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機，具有豐富的內(nèi)部資源： 4kB 閃存、 128BRAM、 32根 I/O 口線、 2 個 16 位定時 /計數(shù)器、 5個向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、 2個全雙工的串行口，具有 ～ 的電壓工作范圍和 0～ 24MHz 工作頻率 。 6 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除 只讀存儲器 （ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器， AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除 1000 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C 單片機為很多 嵌入式控制系統(tǒng) 提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖所示 主要特 性 ： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24MHz 三級程序存儲器鎖定 1288 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個 16位 定時器 /計數(shù)器 5 個中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明： VCC：供電電壓。 GND：接地。 P0 口 ： P0口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P0口的管腳第一次寫 1 時，被定義為 高阻 輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進行校驗時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口 ： P1 口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 7 4TTL 門電流。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口 ： P2口為一個內(nèi)部上拉 電阻的 8位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1” 時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3 口 ： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙 向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將 跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起 8 作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的