8×8 led点阵屏模仿电梯运行的楼层显示-课程本科学位论文
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郑州科技学院《单片机》课程设计题目8x8LED点阵显示的技术学生姓名X X X专业班级电气工程及其自动化X班学号XXXXXX院(系)电气工程学院指导教师X X完成时间2015 年XX 月X 日目录1 设计目的 (3)2 设计任务及要求 (3)3 设计方案 (3)4 设计原理及功能说明 (4)5 元器件的介绍及选用 (5)6单元电路设计说明 (9)7 硬件的焊接与调试 (11)7.1元器件焊接 (11)7.2电路调试 (12)8 软件介绍 (13)9 设计总结 (14)参考文献 (16)附录1:总体电路原理图 (17)附录2:实物图 (18)附录3:元器件清单 (19)1 设计目的为了进一步巩固学习的理论知识,增强学生对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力,开始为期一周的单片机课程设计。
通过实际操作使我们在巩固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。
单片机课程设计的目的是培养我们综合设计的能力,训练学生灵活应用所学知识,独立完成问题分析、总体设计和编程实现等软硬件开发全过程的综合实践能力。
巩固、深化学生的理论知识,提高编程水平,并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的学习作风。
为今后学习其他计算机课程打下基础。
课程设计为学生提供了一个既动手又动脑,独立实践的机会,将书本上的理论知识和工作、生产实际有机结合起来,从而锻炼学生分析问题、解决实际问题的能力,提高学生的编程能力和创新意识。
2 设计任务及要求利用8x8点阵显示屏,自己设计、焊接并调试电路板,实现单片机的控制下,点阵显示“电子设计”,显示方式分别为左右滚动显示、上下滚动显示。
系统功能说明:系统在正常工作模式下为上下左右循环显示“滚动光柱”,当按下复位开关时点阵显示屏开始上下左右各三次循环显示。
在点阵显示过程中按下复位开关后单片机复位,程序从新开始。
3 设计方案本设计采用STC89C52单片机作为主控制器,外部加数码管显示。
引言“单片机课程设计”是单片机原理与接口技术课程的实践性环节。
是在我们学习了《单片机原理与接口技术》等课程的基础上进行的综合性训练,我们组这次训练的课题是“8×8点阵LED显示”。
此次课程设计的课题是针对我们学习《单片机原理与接口技术》这门课程的基础上,并在其辅助下完成的。
此次进行的综合性训练,不仅培养了我如何合理运用课本中所学到的理论知识与实践紧密结合,独立解决实际问题的能力。
通过此次“单片机课程设计”我们应达到以下的基本要求:首先,综合运用单片机原理与接口技术课程中所学到的理论知识来独立完成此次设计课题,培养我们查阅手册和文献资料的良好习惯,以及培养我们独立分析和解决实际问题的能力。
其次,在学习了理论知识的基础上进一步熟悉常用电子器件的类型和特征,并掌握合理选用的原则。
再次,就是学会Protues和keil两种软件的使用的安装与使用技能,以及与同组的组员的团结合作的精神。
最后,为了满足学生对单片机课程设计的实践需求,学校特地给我们提供了为期两周的课程设计时间,这门课程将单片机技术基础理论与实际操作有机地联系起来,意在加深我们对所学理论课程的理解。
通过让我们运用已基本掌握的程序设计与调试、不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法,在单元电路设计的基础上,设计出具有各种不同用途的电子装置。
深化所学理论知识,培养综合运用能力,增强独立分析与解决问题的能力。
训练培养严肃认真的工作作风和科学态度。
同时,它也培养我们查阅资料的能力,培养我们的团队精神以及综合设计和实践能力。
就是培养我们严肃认真的工作作风和严谨的科学态度以及学会撰写课程设计报告,为以后毕业论文打好基础。
1设计任务与要求1.1 设计任务1.通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握,对单片机的应用做进一步的了解。
2.通过本次课程设计将单片机软硬件结合起来,加强理论联系实际的能力。
3.通过本次课程设计提高学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力,为毕业设计和以后工作打下一个良好的基础。
课程名称:自动控制课程设计设计题目:8×8点阵LED显示器的设计院系:专业:年级:姓名:指导教师:西南交通大学峨眉校区年月日课程设计任务书专业姓名学号开题日期:2010 年7 月14日完成日期:2010年7 月22 日题目8×8点阵LED显示器的设计一、设计的目的进一步加强对理论知识的理解运用,结合实际情况解决现实问题。
增强自身动手能力,学会分析问题、解决问题的能力。
通过设计更好的理解51单片机的性能、各个接口,以及工作特性;学会LED的工作原理。
二、设计的内容及要求在点阵LED显示器的设计过程中,保证字符稳定显示不产生抖动具有重要意义。
点阵LED一般采用扫描式显示,实际运用分为点扫描、行扫描和列扫描三种方式。
点扫描的扫描频率必须大于16×64=1024Hz,周期小于1ms。
行扫描和列扫描方式的扫描频率必须大于16×8=128Hz,周期小于7.8ms,才能符合视觉暂留要求。
此外一次驱动一列或一行(8颗LED)时需外加驱动电路提高电流,否则LED亮度会不足。
三、指导教师评语四、成绩指导教师(签章)年月日目录第一章概述 (1)1.1LED的发展史 (1)1.2研究LED显示器的意义 (2)1.3本设计的主要研究内容 (2)第二章 AT89C52 单片机 (4)2.1 单片机的简介 (4)2.1.1 单片机发展概述 (4)2.1.2 单片机的应用领域 (5)2.2 AT89C52 单片机简介 (6)2.2.1 功能特性概述 (6)2.2.2 引脚功能说明 (7)2.2.3 特殊功能寄存器 (9)2.3 单片机的最小应用系统 (10)2.3.1 单片机的时钟电路 (10)2.3.2 复位电路 (11)2.3.3 89C2052单片机的最小应用系统 (11)第三章 8*8LED点阵 (12)3.1 LED点阵的内部结构 (12)3.2 点阵LED的工作原理 (12)3.3 点阵LED扫描法 (13)第四章硬件电路设计 (14)4.1 电源电路 (14)4.2 显示方式控制电路 (15)4.3 显示电路 (16)4.4 驱动电路 (17)第五章系统软件设计 (18)5.1 软件流程设计 (18)5.2 显示程序 (18)第六章结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录一系统程序 (23)附录二 8*8点阵LED字符的显示器的电路图 (30)摘要生活中可视广告随处可见,大多采用LED显示屏。
XXXX大学课程设计报告课题:基于AT89S51的8*8点阵设计院系:电子工程系专业:班级:姓名:学号:指导老师:日期:摘要本文介绍了一款以单片机AT89S51为控制器的LED点阵显示屏系统的设计。
该系统可实现英文字符的显示和动态特效显示.并且可以通过级连的方式来扩大显示屏幕的尺寸以达到增加显示内容的目的。
系统采用PC机作为上位机,上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码,AT89S51单片机接收并处理PC机的控制命令以及显示代码,由显示驱动模块驱动一个16×16分辨率的LED点阵显示屏的扫描显示。
PC机与单片机之间的通信采用RS-232C通信标准来实现。
所选用的AT89S51单片机具有价格低廉程序写入方便的特点使得整个系统方便维护和检修。
除此之外,该系统只占用了单片机少量的I /O口和内存,为系统留下了功能扩展的空间。
关键字:AT89S51;LED点阵显示;串行通信AbstractThis paper introduces adesign of the LED l attice display system base on MCU AT89S51。
Thesystem can display in both Chinese and English charact ers of the show and from top to bottom and move around the magic show。
And can be cascaded to expand the screen size to achieve increased content pu rposes. The PC sends controlcommands and displays code to microcontroller, AT89S51 receivescontrol commands from PC andshows the code, Driver module drives a 16×16-resolution LED lattice LED’s panel display scan showed。
8×8点阵LED数码图形显示器的课程设计第一章总体方案设计1.1总体设计要求本系统采用单片机AT89C51为LED显示屏的控制核心,制造一种简单的8×8显示屏,能够在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足,可显示图形和文字,显示图形和文字稳定、清晰无串扰,图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。
本系统具有硬件少,结构简单,容易实现,性能稳定可靠,成本低等特点。
根据设计要求,初步确定设计方案如下:1. 选择AT89C51单片机(晶振频率为f=12MHZ)作为整个系统的核心器件,对整个系统进行总体控制,发送并时时处理系统信息。
2.通过编程显示数字:“★,●,心形图”。
3.动态显示,即跑马灯文字幕,每0.25秒左移一次。
4. 扫描信号连接到单片机的P0口,显示信号连接到单片机的P2口。
5.点阵的点亮过程有程序控制,由驱动电路完成,点阵采用单色显示,其中驱动电路采共阴型高态扫描、高态显示信号的驱动电路。
1.2系统框图本文设计行、列驱动电路,显示屏电路,运用单片机的智能化,系统的将每个功能电路模块连接在一起,总体结构设计如下图1-1所示:PC上位机单片机点阵显示器行驱动电路点阵显示器列驱动电路8×8点阵LED显示器电路图1-1系统框图第二章系统硬件电路的设计本系统的硬件电路是由单片机最小系统、动态显示驱动电路两部分组成。
其中,单片机最小系统包括电源电路、复位电路和晶振电路构成;显示部分使用共阴型高台扫描、高态显示信号驱动电路,完成“跑马灯”文字幕效果。
2.1 单片机最小系统设计2.1.1 单片机的时钟电路AT89C51单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器,引线X1和X2分别是放大器的输入端和输出端。
单片机内部虽然有振荡电路,但要形成时钟,外部还需附加电路。
AT89C51的时钟产生方式有两种:内部时钟电方式和外部时钟方式。
由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中,所以此处选用内部时钟方式。
郑州交通职业学院课程设计论文(设计)论文(设计)题目:4个8*8L E D灯点阵显示所属系别:信息工程系专属班级: 10级电子信息工程技术2班姓名:李洋学号: 201008060830219指导老师:姜海撰写日期: 2011 年 12 月郑州交通职业学院课程设计论文(设计)论文(设计)题目:4个8*8L E D灯点阵显示所属系别:信息工程系专属班级: 10级电子信息工程技术2班姓名:姜永帅学号: 201008060830214指导老师:姜海撰写日期: 2011 年 12 月郑州交通职业学院课程设计论文(设计)论文(设计)题目:4个8*8L E D灯点阵显示所属系别:信息工程系专属班级: 10级电子信息工程技术2班姓名:师改超学号: 201008060830223指导老师:姜海撰写日期: 2011 年 12 月摘要LED是发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写, 是一种能够将电能转化为可见光的半导体。
LED点阵是由发光二极管排列组成的显示器件, 在我们日常生活的电器中随处可见,极为普通也广为人知。
特别是它的发光类型属于冷光源,效率及发热量是普通发光器件难以比拟的,它采用低电压扫描驱动,具有:耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品、可靠耐用、应用灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活种等特点。
目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体,已经成为城市信息现代化建设的标志。
随着社会经济的不断进步,以及LED显示技术的不断完善,人们对LED显示屏的认识将越来越深入,其应用领域将会越来越广。
关键词:发光二级管,半导体,信息传媒体,LED显示技术引言自20世纪80年代后期开始,随着LED制造技术的不断完善,在国外得到了广泛的应用。
在我国改革开放之后,提别是进入90年代国民经济的高速增长,对公众场合发布信息的需求日益强烈。
而LED显示屏作为信息传播的一种重要手段,已经成为城市信息现代化建设的标志,LED显示屏随着社会经济的不断进步,以及LED制造技术的完善,人们对LED显示屏的认识将会越来越深入,其应用领域将会越来越广;LED显示屏经多年的开发、研制、生产,其技术目前已经成熟。
江西科技师范学院《综合设计实训III》LED点阵模仿电梯楼层数字流动显示姓名:黄彬学号: 20081782班级: 08电信一班实训地点:理工楼指导教师:宗文军通信与电子学院编制2011年 6 月 10 日一. 实训课题:点阵屏模仿电梯楼层数字流动显示二.实训目的:提高学生实践动手能力,通过实用性强的项目训练,让学生能通过实训加深理论知识的掌握,同时了解项目产品开发的一般过程。
设计一个点阵屏模仿电梯楼层数字流动显示,步骤:1、设计五层电梯,由五个按钮控制(S1、S2、S3、S4、S5);2、单片机开机上电,电梯初始化在第一层,并在LED点阵上显示“1”;3、当按下S5时,在LED点阵上从下到上依次流动显示“1→2→3→4→5”;4、当按下S1时,在LED点阵上从下到下依次流动显示“5→4→3→2→1”。
三.实训要求:1、根据选题查找相关资料;2、确定方案后,画出电路原理图;3、根据实训的要求,编写好软件程序(利用Keil软件开发)4、根据电路原理图,在Proteus6.0软件里画好仿真原理图,并将Keil 软件开发的可执行文件加载到Proteus软件的仿真芯片中(即单片机芯片中);5、在仿真没有问题的前提下,依据方案,确定选用器件;6、安装、烧录、调试;7、完成实训报告;8、实训结束,要求每组交实训作品一件,程序源代码一份,实训报告一份。
四.实训原理:设计好相关程序后,在keil软件中编译得到HEX文件,再利用proteus软件将编译得到HEX格式文件加载到单片机芯片中,实现仿真电路,得到仿真电路结果,然后再把HEX文件加载到实物单片机芯片中,得到实物显示效果。
五.实训仪器:电脑,keil软件,proteus软件,焊接相关工具。
六.所需元件:8X8点阵一个,AT89C51单片机芯片一块,八个三极管,十千欧、一千欧、两百欧电阻各十个,排阻一个,导线若干,电容三个,晶振一个,按钮开关六个。
6.1、8X8点阵的实际外观图如下:一共64个发光点构成,上下两排引脚,每排8个,一共16个点阵侧面有文字的那面对准自己,8*8点阵实际的引脚(图一)的不是一排阳极,一排阴极,(就像键盘一样不是abcd按顺序排的)所以焊接有点麻烦,8×8LED点阵引脚图如下:8X8点阵的显示原理:8X8点阵共由64个发光二极管组成,且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上,当对应的某一行置1电平,某一列置0电平,则相应的二极管就亮;如要将第一个点点亮,则1脚接高电平a脚接低电平,则第一个点就亮了;如果要将第一行点亮,则第1脚要接高电平,而(a、b、c、d、e、f、g、h)这些引脚接低电平,那么第一行就会点亮;如要将第一列点亮,则第a脚接低电平,而(1、2、3、4、5、6、7、8)接高电平,那么第一列就会点亮.6.2、 AT89C51简介AT89C51引脚说明:VCC:供电电压。
8*8LED点阵设计学生:XX 指导教师:XX内容摘要:本设计就是实现利用AT89C51单片机控制一个8X8的LED点阵显示的方法。
每两个8X8的LED常规显示点阵构一列,每两个74HC138控制8个行扫描序列,这样数据并行进入到8X8的LED点阵模块,只有当74HC138译码器控制的行扫描序列有效时,相对应列的数据才能有效进入到点阵模块中进行显示。
本设计就是实现了通过Atmel公司的AT89C51单片机控制点阵显示的方法。
该方法就是在AT89C51内部设置一个带显示的字库,字库的内容是通过LED点阵显示取模软件获得的字符、图片等的字符编码,编码一数组的形式存储在单片机中。
再通过编程控制字库数据按要求输出,这样就可以实现LED的点阵显示。
为了进一步提升功能,本设计设计了输入按键,通过按键输入可以选择相应的点阵显示模式,从而实现可以对内容进行实时控制诸如固定显示、滚动显示等功能的LED点阵显示设计。
关键词:8X8LED 点阵显示字库 AT89C51Design for SCM of LED dot matrix display design Abstract: This design is realized using AT89C51 single-chip microcomputer to control a 8X8 LED dot matrix display method. Every two 8X8 LED display dot matrix structure a list of conventional, one of the two 74 HC138 control 16 scanning sequence, such data parallel to 8X8 into of LED dot matrix modules, only when the 74 HC138 decoder of effective control scanning sequence, corresponding to the list of data to be effective access to dot matrix modules displayed. This design is realized through the Atmel company AT89C51 single-chip microcomputer control dot matrix display method. This method is set up inside a in AT89C51 with word of the show, the content of the word stock is through of LED dot matrix display model for software take character, the picture and so on character encodings, code for a array of storage in the SCM. Again programming control word stock data as required output, which can realize LED dot matrix displaying. In order to improve function, this design of the input buttons, through the keystroke can choose corresponding dot matrix display mode, which can realize real-time control the content such as fixed display, rolling display function of LED dot matrix display design.Keywords: 8X8 LED dot matrix display word stock AT89C51.目录前言 (1)1 8*8LED点阵相关知识 (1)1.1 LED阵列介绍及原理 (1)1.1.1 8*8LED点阵外观 (1)1.1.2 8*8 LED点阵内部连线及引脚编号 (2)1.1.3 LED相关知识 (3)2 总设计 (5)2.1 设计目的 (5)2.2 设计要求 (5)2.3 设计任务和内容 (5)3 程序设计 (5)3.1 程序框图 (5)3.2系统框图 (6)4 硬件系统设计 (6)4.1 单片机最小系统 (7)4.2 设计论证 (7)5 软件设计 (8)6 显示驱动程序设计 (8)7 系统主程序设计 (9)8 结束语 (9)附录1:8*8点阵滚动显示 (11)附录2:LED流动显示电子钟汇编源程序 (16)参考文献: (29)8*8LED点阵设计前言八十年代以来出现了组合型LED点阵显示器,以发光二极管为像素,它是高亮度发光二极管芯阵列组合后,环氧树脂和塑模封装而成。
目录第一章引言 (1)第二章方案选择及总体设计 (3)2.1 方案确定 (3)2.1.1 功能要求 (3)2.1.2 方案确定 (3)2.2 器件选择 (3)第三章控制系统硬件设计 (4)3.1 整体模块设计 (4)3.2 单片机最小系统设计 (4)3.2.1 晶振电路设计 (4)3.2.2 复位电路设计 (5)3.3 驱动电路设计 (6)3.4 LED点阵显示设计 (7)第四章控制系统软件设计 (10)4.1 软件设计思想 (10)4.2 主程序流程图 (11)第五章系统仿真及性能分析 (12)5.1 软件系统仿真 (12)5.2 硬件仿真结果分析 (12)第六章总结致谢 (15)第七章参考文献 (17)附录 (18)附录A 硬件结构图 (18)附录B 主程序清单 (18)附录C 元件清单 (22)第一章引言LED是光二极管LIGHT EMINTTING DIODE的英文缩写,是一种直接能将电能转化为可见光的半导体。
LED点阵是由发光二极管排列组成的显示器件,在日常生活中随处可见,其发光类型属于冷光源,效率及发热量是普通发光器件难以比拟的。
它采用低电压扫描驱动,具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐用、应用灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活等特点。
随着社会经济的不断进步,人们对LED显示器的认识不断加深,其应用领域越来越广。
本设计是基于AT89C5151的8×8点阵LED数码字符显示器的设计,LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
本文讲述了基于AT89C51单片机8×8 LED数码字符显示器的基本原理、硬件组成与设计,Proteus软件仿真,程序设计等基本环节与相关技术。
LED电子显示屏具有所显内容信息量大,外形美观大方,操作使用方便灵活。
本科课程设计(论文)8×8 LED点阵屏模仿电梯运行的楼层显示学院信息工程学院专业测控技术与仪器(光机电一体化方向)年级班别 20 级(1)班学号学生姓名指导教师2014年01 月 13日摘要伴随着我国现代化程度的提高,电梯成为高层建筑中的重要交通工具,它是高层建筑中安全、可靠、垂直上下的运载工具,对改善劳动条件、减轻劳动强度起到很大的作用。
同时也给人们的生活带来了便利,为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。
电梯的应用范围很广,可用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所,仓库以及居民住宅大楼等。
因此,在现代社会中电梯已成为人类必不可少的垂直运输交通工具。
利用单片机控制电梯有成本低,通用性强,灵活性大以及易于实现复杂控制等优点。
本课程设计采用了一种采用单片A T89C51芯片进行电梯控制系统的设计方法,主要阐述如何使用单片机进行编程来实现电子设计的方法,利用单片机编程实现功能,简洁而又多变的设计方法,缩短了研发周期,同时使电梯控制系统体积更小功能更强大。
本设计实现了电梯控制系统所需的一些基本功能,能通过数字按键选择楼层,点阵显示实时楼层数。
原理图采用proteus专业软件来设计。
关键词:单片机;电梯;系统;控制;C语言目录摘要 (1)1任务提出与方案论证 (3) (3) (3) (3)2总体设计 (4) (4)3硬件设计元器件选择 (5)AT89C51单片机 (5)74LS245 (7)LED点阵 (8)4模块设计 (9) (9) (10) (11) (11) (12) (12) (13)5 软件设计 (14)6 总结 (15)附录A 程序清单 (16)附录B 元器件目录表 (23)参考文献 (24)1 任务提出与方案论证1、设计采用单片机控制8*8 LED点阵屏来模仿电梯运行的楼层显示装置。
2、单片机的Pl口的8只引脚接有8只按键开关Kl~K8,这8只按键开关K1~K8分别代表l楼~8楼。
本科课程设计(论文)8×8 LED点阵屏模仿电梯运行的楼层显示学院信息工程学院专业测控技术与仪器(光机电一体化方向)年级班别 20 级(1)班学号学生姓名指导教师2014年01 月 13日摘要伴随着我国现代化程度的提高,电梯成为高层建筑中的重要交通工具,它是高层建筑中安全、可靠、垂直上下的运载工具,对改善劳动条件、减轻劳动强度起到很大的作用。
同时也给人们的生活带来了便利,为我国现代化建设的加速发展提供了强大的保障。
电梯的应用范围很广,可用于宾馆、饭店、办公大楼、商场、娱乐场所,仓库以及居民住宅大楼等。
因此,在现代社会中电梯已成为人类必不可少的垂直运输交通工具。
利用单片机控制电梯有成本低,通用性强,灵活性大以及易于实现复杂控制等优点。
本课程设计采用了一种采用单片AT89C51芯片进行电梯控制系统的设计方法,主要阐述如何使用单片机进行编程来实现电子设计的方法,利用单片机编程实现功能,简洁而又多变的设计方法,缩短了研发周期,同时使电梯控制系统体积更小功能更强大。
本设计实现了电梯控制系统所需的一些基本功能,能通过数字按键选择楼层,点阵显示实时楼层数。
原理图采用proteus专业软件来设计。
关键词:单片机;电梯;系统;控制;C语言目录摘要 (1)1任务提出与方案论证 (3)1.1设计任务及要求 (3)1.2课题设计内容 (3)1.3方案论证 (3)2总体设计 (4)2.1设计原理及方法 (4)3硬件设计元器件选择 (5)3.1 AT89C51单片机 (5)3.2 74LS245 (7)3.3 LED点阵 (8)4模块设计 (9)4.1单片机最小系统模块 (9)4.2开关控制模块 (10)4.3显示模块 (11)4.4声光模块 (11)4.5按键中断检测模块 (12)4.6电源电路模块 (12)4.7电路总图 (13)5 软件设计 (14)6 总结 (15)附录A 程序清单 (16)附录B 元器件目录表 (23)参考文献 (24)1 任务提出与方案论证1.1课程设计要求1、设计采用单片机控制8*8 LED点阵屏来模仿电梯运行的楼层显示装置。
2、单片机的Pl口的8只引脚接有8只按键开关Kl~K8,这8只按键开关K1~K8分别代表l楼~8楼。
如果某一楼层的按键按下,单片机控制的点阵屏将从当前位置向上或向下平滑滚动显示到指定楼层的位置。
3、在上述功能的基础上,向电路中添加LED指示灯和蜂呜器,使系统可以同时识别依次按下的多个按键,在到达指定位置后蜂鸣器发出短暂声音且LED闪烁片刻,数字继续滚动显示。
4、如果在待去的楼层的数字中,有的在当前运行的反方向,则数字先在当前方向运行完毕后,再依次按顺序前往反方向的数字位置。
1.2课题设计内容本课题的主要任务是完成一个电梯系统的智能控制模块,即根据每个楼层不同顾客的按键要求,让电梯做出合理的判断,正确高效的指导电梯完成各项载客任务。
设计基于单片机的电梯智能控制系统的硬件电路与软件程序,给出硬件系统的电路原理图,对硬件电路与软件分别进行调试,得到调试成功的基于单片机的电梯智能控制系统。
根据此任务,本课题需要研究的内容有:1、根据系统的技术要求,进行系统硬件的总体方案设计;2、学习单片机的相关知识,并且加以运用;3、选择适当的芯片,并对其内部协议有所掌握,便于应用。
4、研究单片机C语言编程,并且规定电梯的工作规则,用C语言加以实现;5、对软件和硬件进行调试,让其协调工作,完成指定任务。
1.3方案论证本次设计的基本思想是采用AT89C51单片机作为核心,利用其丰富的I/O接口与外围电路配合进行控制。
按题目要求采用8*8点阵来实时显示电梯所在楼层。
由于是8层楼,采用8个独立键盘。
当电梯到达目的楼层时,LED灯亮起,蜂鸣器响,此时即可进、出乘客,然后电梯根据乘客的选择判断去哪一层,继续运行。
电梯的正常运行通过单片机的控制来实现。
2 总体设计2.1设计原理及方法根据层次化设计理论,该设计问题自顶向下可分为单片机最小系统模块、显示模块、开关控制模块、电机驱动模块、稳压模块,其系统框图如图2.1所示。
图2.1 电梯控制系统框图本次设计是采用键盘控制实现上下到指定楼层,通过稳压模块使电机转动带动电梯箱上下运动,到达指定楼层。
显示模块是显示此时的楼层以及要求到达的楼层。
电梯初始显示0。
单片机的Pl口的8只引脚接有8只按键开关K1~K8,这8只按键开关K1~K8分别代表l楼~8楼。
如果按下代表某一楼层的按键,单片机控制的点阵屏将从当前位置向上或向下平滑滚动显示到指定楼层的位置。
在上述功能的基础上,向电路中添加LED指示灯和蜂呜器,使系统可以同时识别依次按下的多个按键,在到达指定位置后蜂鸣器发出短暂声音且LED闪烁片刻,数字继续滚动显示。
例如,当前位置在l 层时,用户依次按下6、5时,则数字分别向上滚动到5、6时暂停且LED闪烁片刻,同时蜂鸣器发出提示音。
如果在待去的楼层的数字中,有的在当前运行的反方向,则数字先在当前方向运行完毕后,再依次按顺序前往反方向的数字位置。
用P2口做8*8点阵的行选通,Pl口完成按键的读取及确认。
3.硬件电路器件选择P0口在闪烁编程时,P0口接收指令,在程序校验时,输出指令,需要接电阻。
P1口:P1口一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。
对端口写“1”,通过内部的电阻把端口拉到高电平,此时可作为输入口。
因为内部有电阻,某个引脚被外部信号拉低时输出一个电流。
闪烁编程时和程序校验时,P1口接收低8位地址。
P2口:P2口是一个内部带有上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动4个TTL电路。
对端口写“1”,通过内部的电阻把端口拉到高电平,此时,可作为输入口。
因为内部有电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时,P2口送出高8位地址数据。
在访问8位地址的外部数据存储器时,P2口线上的内容在整个运行期间不变。
闪烁编程或校验时,P2口接收高位地址和其它控制信号。
P3口:P3口是一组带有内部电阻的8位双向I/O口,P3口输出缓冲故可驱动4个TTL电路。
对P3口写如“1”时,它们被内部电阻拉到高电平并可作为输入端时,被外部拉低的P3口将用电阻输出电流。
P3口除了作为一般的I/O表2-1P3口还接收一些用于闪烁存储器编程和程序校验的控制信号。
RST:复位输入。
当震荡器工作时,RET引脚出现两个机器周期以上的高电平将使单片机复位。
ALE/ :当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。
即使不访问外部存储器,ALE以时钟震荡频率的1/16输出固定的正脉冲信号,因此它可对输出时钟或用于定时目的。
要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲时,闪烁存储器编程时,这个引脚还用于输入编程脉冲。
如果必要,可对特殊寄存器区中的8EH单元的D0位置禁止ALE操作。
这个位置后只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被应用。
此外,这个引脚会微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。
PSEN:程序储存允许输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C51由外部程序存储器读取指令时,每个机器周期两次PSEN 有效,即输出两个脉冲。
在此期间,当访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN 信号不出现。
EA/VPP:外部访问允许。
欲使中央处理器仅访问外部程序存储器,EA端必须保持低电平。
需要注意的是:如果加密位LBI被编程,复位时内部会锁存EA端状态。
如EA端为高电平,CPU则执行内部程序存储器中的指令。
闪烁存储器编程时,该引脚加上+12V的编程允许电压VPP,当然这必须是该器件是使用12V编程电压VPP。
XTAL1:片内振荡器反相放大器和时钟发生线路的输入端。
使用片内振荡器时,连接外部石英晶体和微调电容。
XTAL2:片内振荡器反相放大器的输出端。
当使用片内振荡器时,外接石英晶体和微调电容。
3.2 74LS245A02A13A24A35A46A57A68A79B018B117B216B315B414B513B612B711E 19DIR1VC C 20GND10U374LS245图3.2 74LS24574LS245是我们常用的芯片,用来驱动LED 或者其他的设备,它是8路相同三态双向总线收发器,可双向传输数据。
74LS245还具有双向三态功能,既可以输出,也可以输入数据。
当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0口最大负载能力时,必须接入74LS245等总线驱动器。
当片选端/CE 低电平有效时,DIR=“0”,信号由B 向A 传输;(接收) DIR=“1”,信号由A 向B 传输;(发送)当CE 为高电平时,A 、B 均为高组态。
由于P2口始终输出地址的高8位,接口时74LS245d 三态控制端1G 和2G 接地,P2口与驱动器输入线对应相连。
P0口与74LS245输入端相连,E 端接地,保证数据线畅通。
8051的/RD 和/PSEN 相与后接DIR,使得RD 且PSEN 有效时,74LS245输入(P0.1←D1),其他时间处于输出(P01→D1)。
3.3.LED点阵4 模块设计4.1单片机最小系统模块图4.1单片机最小系统单片机最小系统包括主芯片,复位电路和晶振脉冲产生电路。
X1为12MHz晶振,与30Pf电容并联,产生1us的脉冲信号作为单片机的“心脏”部分。
复位电路是开关与10uf电容并联组成的上电自动复位电路,在RST端为高电平时单片机清零,也即开关按下会产生清零信号。
RP1为排阻,作为P0端的上拉电阻,接此原因是P0端口是由OC门组成。
U1为数据输入端口,通过电脑编程能将程序通过此接口烧录入单片机中。
8位CPU·4kbytes,程序存储器(ROM) (52为8K),128bytes的数据存储器(RAM) (52有256bytes 的RAM),32条I/O口线·111条指令,大部分为单字节指令,21个专用寄存器,2个可编程定时/计数器,5个中断源,2个优先级(52有6个),一个全双工串行通信口,外部数据存储器寻址空间为64kB,外部程序存储器寻址空间为64kB,逻辑操作位寻址功能,双列直插40PinDIP封装,单一+5V电源供电。
CPU:由运算和控制逻辑组成,同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器;RAM:用以存放可以读写的数据,如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据;ROM:用以存放程序、一些原始数据和表格;I/O口:四个8位并行I/O口,既可用作输入,也可用作输出;T/C:两个定时/记数器,既可以工作在定时模式,也可以工作在记数模式;一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I/O口,用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信;片内振荡器和时钟产生电路,石英晶体和微调电容需要外接。