【正文】 產(chǎn)出來 的產(chǎn)品 看著 體積 比較 大，成本 也比較 高， 而 且由于長期使用，元器件 可能會出現(xiàn) 老化，控制的 準確 度 很可能 也會達不到合格 。計算機的 生產(chǎn) 加快了人類改造 和建造 世界的 腳步 ，但是它體積 還是比較 大 的 。截止今日，單片機應(yīng)用 快速 發(fā)展， 在 因特網(wǎng)輸入一個 “ 單片機 ” 的搜索，將會看到 很多 介紹單片機的網(wǎng) 頁 ， 而且 這還不 算 國外的。本文編寫的主導思想是軟硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來進行各功能模塊的編寫。本文介紹一種新型的彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，以 AT89S51 單片機作為主控核心，與按鍵，顯示器等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實現(xiàn)對彩燈進行控制。單片機即單片微型計算機，是集 CPU ,RAM ,ROM ,定時，計數(shù)和多種接口于一體的微控制器。本設(shè)計以數(shù)字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)，單片機技術(shù)為核心。 在上海 召開了全國首屆單片機開發(fā)與應(yīng)用交流會，有的地 方 還成立了單片 機 應(yīng)用協(xié)會，那是全國第一次高潮。它是把中央處理器、隨機存取存儲器、只讀存儲器、輸入輸出端口等主要計算機功能 結(jié)構(gòu) 都集 中 在一塊集成電路芯片上的。 ，從計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)中 自動化過程的控制和 一些精密 數(shù)據(jù) 處理， 還有 生活中 比較普遍 使用的 多種的電子卡等，這些都 和 開單片機 相關(guān)聯(lián) 。它的吸引力在于他對中華民族傳統(tǒng)文化的繼承與發(fā)揚，并且結(jié)合現(xiàn)代節(jié)日的特點 ，生產(chǎn)出了各種各樣適合不同場合的產(chǎn)品，這體現(xiàn)了與時俱進的基本要求。 自新中國成立以來，節(jié)日彩燈藝術(shù)更是得到了前所未有的發(fā)展 隨著我國科學技術(shù)的快速發(fā)展，節(jié)日彩燈的種類更是種類頻多，五彩斑斕。 單片機的特點和發(fā)展 單片機特點 （ 1） 高集成度，體積小，高可靠性 （ 2）控制功能強 （ 3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 (4）易擴展 單片機的發(fā)展 ◆智能儀器儀表 單片機用于各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時還簡化了儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，從而可以方便地完成儀器儀表產(chǎn)品的升級換代。典型產(chǎn)品如機器人、數(shù)控機床、自動包裝機、點鈔機、醫(yī)療設(shè)備、打印機、傳真機、復(fù)印機等。典型應(yīng)用如電機轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、自動生產(chǎn)線等。如汽車自動駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子還有分 布式系統(tǒng)的前端模塊等等。完成本次的設(shè)計目標。當工作在正向偏置狀態(tài)時， LED 發(fā)光二極管與普通的二極管極其相似，其同樣具備單向?qū)щ娞匦裕煌巸H在于當加上正向偏置時， LED 發(fā)光二極管將向外發(fā)光，此時能量通過 PN 結(jié)的載流子 過程從電能轉(zhuǎn)換為光能。 該電路由 P0（第一控制輸出口）、 P1（第二控制輸出口）、 P2（第三控制輸出口）、P3（第四控制輸出口）實現(xiàn)控制彩燈變化。比較細致的學習各個打 下了良好的基礎(chǔ)。本次課題主要研究的就是 了解當今社會對單片機的的使用情況 及發(fā)展應(yīng)用前景；樹立起科學技術(shù)與工程實際相統(tǒng)一的辯證觀點；培養(yǎng)綜合應(yīng)用所學理論知識分析解決工程實際問題的能力，了解電氣工程的建設(shè)程序；掌握電氣工程設(shè)計，編程的方法步驟。 其硬件構(gòu)成框圖如圖 12 所示，以單片機為核心控制，由 單片機最小系統(tǒng) （時鐘電 路、復(fù)位電路、電源） 、 按鍵控制 電路、 LED 發(fā)光二極管和 5V 直流 電源 電路組成。 集成穩(wěn)壓器 輸入電源經(jīng)過 SEP2W10 整流橋整流及平滑電容 C1 濾波后得到非穩(wěn)定 8— 12V 直流電壓加到 7805 輸入端， C3 為輸入穩(wěn)定電容，當穩(wěn)壓器輸入阻抗降低時，防止發(fā)生振蕩，可采用 — 1uF 的陶瓷電容，若平滑電容 C1 離 7805 很近時，此電容可省去，故將此電容省去。 在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外接晶體振蕩器 (簡稱晶振 )或陶瓷諧振器，就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式。晶振頻率的典型值為 12MHz，采用 6MHz 的情況也比較多。 單片機的最小系統(tǒng)圖 要使單片機工 作起來，最基本的電路的構(gòu)成由單片機 、 時鐘電路 、 復(fù)位 電路 等 組成。 單片機系統(tǒng)的復(fù)位方式有上電自動復(fù)位和手動按鍵復(fù)位。當系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個高電平并維持 2 個機器周期 (24 個振蕩周期 )以上，則 CPU 就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。當人為按下按鈕時，則 Vcc 的 +5V 電平就會直接加到 RST 端。上電復(fù)位的工作過程是在加電時，復(fù)位電路通過電 容加給 RST 端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著 Vcc 對電容的充電過程而逐漸回落，即 RST 端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。另外，在復(fù)位期間，端口 引腳處于隨機狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全 “l(fā)” 態(tài)。 湖北理工學院畢業(yè)設(shè)計 圖 顯示模塊的電路原理圖 充分利用了單片的所有引腳，使彩燈的亮滅效果更加的顯著，而且更有視覺效果，比較讓人容易理解其原理。 SB10uFC110KR1C322PFC2EA/VPP31XTAL119XTAL218RST9(RD)17(WR)16(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)1512345678(AD0)39(AD1)38(AD2)37(AD3)36(AD4)35(AD5)34(AD6)33(AD7)32(A8)21(A9)22(A10)23(A11)24(A12)25(A13)26(A14)27(A15)28PSEN29ALE/PROG30(TXD)11(RXD)10GND20VCC40ICAT89S52VCCVCCVCC6MHzXTAL 圖 26 總的電路原理圖 湖北理工學院畢業(yè)設(shè)計 設(shè)計 方案比較簡潔節(jié)省材料，而且彩燈亮滅方式多，有七種不同的方式，采用高低電平的控制方式。 找到所有需要的原理圖元器件后，就可以開始繪制原理圖了。 與原理圖元器件庫一樣， Altium Design Summer 09 也不可能提供所有的元器件的封裝。但從另一方面講，通孔安裝元件與 PCB 連接較好，機械性能好。此外，應(yīng)用表面安裝技術(shù)的封裝元件比通孔安裝元件要便宜一些，所以目前的 PCB 設(shè)計廣泛采用了表面安裝元件。最后將原理圖傳輸?shù)窖b入網(wǎng)絡(luò)表和元器件封裝后，我們要把元件封裝放入工作去，這樣需要我們對 PCB 板中，在網(wǎng)絡(luò)報表、設(shè)計規(guī)則和原理圖的引導下布局和布線。在自 動布局前，首先要設(shè)置自動布局約束參數(shù)。在 PCB 板上，可以通過對元件的移動來完成手動布局的操作，但是單純的手動移動不夠精細，不能非常整齊的擺放元件，為此自動布線會 出現(xiàn)一些不合理的布線情況，例如有較多的繞線、走線不美觀等。因此，合理地設(shè)置網(wǎng)格，會更加方便設(shè)計者規(guī)劃布局和放置導線。制作硬件電路是制作這個儀器的前提保證，所以也是非常重要的一步?？紤]到軟件調(diào)試和以后更換的需要，STC15F104E、電阻、微動開關(guān)要插入插座使用，所以布局時使用插座。 第三步：將打印好 PCB 的轉(zhuǎn)印紙平鋪在覆銅板上，準備轉(zhuǎn)印。 第七步： 將轉(zhuǎn)印制版好的 PCB 銅板放入專門的腐蝕箱中進行腐蝕， 注意不要腐蝕過度，腐蝕結(jié)束，準備焊接。 焊接完后， 再就是硬件的調(diào)試。檢查無誤后，接下來就是上電，這是單片機要插上。 然后進行顯示電路，用同樣的方法對顯示部分進行調(diào)試后，給單片機與外部連接的輸出的各個引腳加高低不同電平。 在考慮一個應(yīng)用工程項目時就需先分析該系統(tǒng)完成的任務(wù)，明確軟硬件個承擔哪些工作，有時，實際上這種情況很多，就是一些任務(wù)可用軟件完成，也可以用硬件構(gòu)成，還需考慮采用軟件或硬件它們優(yōu)勢，一般均以最優(yōu)的方 案為首選。 當系統(tǒng)中各功能模塊的狀態(tài)改變時，只須修改相應(yīng)的標志即可，無須具體地管理狀態(tài)變化對其他模塊的影響，這些需要在繪制流程圖時，清晰地標識出程序流程中各標志的功能。高級語言（如 C 語言）也在單片機設(shè)計中發(fā)揮越來越重要的角色，性能也越來越好，但不管是使用何種語言，最終還是需要匯編成機器語言，調(diào)試正常后，通過燒錄器固化到單片機或 ROM 中。各部分子程序在后幾節(jié)列出。 flower_Flag 的值在增減中斷函數(shù)被改變。詳細說了在一種花 樣中高低電平變化，使彩燈產(chǎn)生不同的亮滅方式。 11 uchar code table3[]= {0xaa,0xaa,0xaa,0xaa,0xaa,0xaa,0xaa,0xaa}。 15 uchar code table7[]= {0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00,0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff}。i0。 23 1 } 24 25 void dis1() 26 { 27 1 for(i=0。 31 2 } 32 1 P0=0xff。 37 2 delayms(100)。i++)//查表可以簡單的顯示各種花樣 實用性更強 42 1 { 43 2 P2=table1[i]。i8。 54 1 55 1 for(i=8。 59 2 } 60 1 P3=0xff。 65 2 delayms(100)。i++)//查表可以簡單的顯示各種花樣 實用性更強 70 1 { 71 2 P1=table1[i]。i16。 82 1 P1=0xff。 86 1 } 87 軟硬件的結(jié)合調(diào)試 程序采用匯編語言編寫 經(jīng)常用到 AT 系列單片機，但是在 Keil C 中沒有對應(yīng)的單片機型號，調(diào)試起來就比較麻煩，最近經(jīng)過試驗，終于導入成功，將 STC 單片機型號加入到 Keil uVision4 中，并且與通用型號共存，能夠分別選擇使用。 如果還要用到這些通用元件，可以將原來備份的 重新復(fù)制回來。然后打開 Keil 安裝目錄下的 文件 ，在 BOOK0=UV4\(uVision Release Notes) 下面加入 CDB0=UV4\(STC CPU Data Base)，然后保存即可。 完成 Keil 的配置后，先編每一個測試模塊。 把程序下載到單片機中，看其是否實現(xiàn)所要求的功能，如果不行，則要進行反復(fù)的調(diào)試，不斷的對軟件和硬件進行修改。系統(tǒng)會提示找到新硬件。點擊“設(shè)備管理器”然后插上 USB 轉(zhuǎn)串口線 ,會看到端口中多了一個“ USBSERIALCH340（ COM6)”，這 個就是 USB 轉(zhuǎn)串口線在這臺電腦所占用的 COM 口。 選擇下載軟件 選擇 軟件 ,軟件為免安裝版本在 AT 官網(wǎng)上可以直接下載另外，選取其他版本的軟件也可以，只要里面包含 AT89S51 單片機即可。 選擇波特率，建議最高波特率設(shè)置為“ 9600”，這樣下載更加穩(wěn)定。 單片機的下載注意的事項。 單擊“ MCU Type”菜單，選擇單片機型號這里一點要選 AT89S51 單擊 “ OPENFile/打開文件” 選擇要下載的文件必需為 HEX 文件。本次畢業(yè)設(shè)計選取的單片機為內(nèi)部晶振，故這一塊直接選擇即可。不使用專門的下載器的話，也可拔下電源上的杜邦線再重新連上，這樣也相當于給開發(fā)板上電。第三、如果你連接了步進 電機，直流電機大功率的器件，也許會影響下載。由于 while(1)的無限循環(huán)， LED發(fā)光二極管跑馬燈應(yīng)不停地亮滅閃動。為了指示單片機目前正常工作，通常使用動態(tài)的跑馬燈對正常狀態(tài)進行指示，以便能夠通過觀察直接從跑馬燈的狀態(tài)得知當前單片機正在正常運行，沒有出現(xiàn)“跑飛”或“死循環(huán)”的現(xiàn)象，這在單片機調(diào)試過程中是十分有效的。我們編程實現(xiàn)流水燈的方法是循環(huán)移位法，下面我們就來簡述一下循環(huán)移位法的工