精品单片机课程设计--节日彩灯控制器设计-定
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课程设计题目基于51单片机的节日彩灯设计学院物流工程学院专业物流工程班级姓名同组者指导教师月日附件2:课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:物流工程 __题目: 单片机节日彩灯控制器初始条件:1.Protues 7 professional的ISIS 7 professional和ARES 7 professional软件2.Keil uvision4软件3.单片机的相关资料指导书要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)设计一个节日彩灯控制器,实现不同的闪烁方式,要求:(1)P3.3: 开始,按此键则灯开始流动(由上而下);(2)P3.2: 停止,按此键则停止流动,所有灯为暗;(3)P3.1: 上,按此键则灯由上向下流动;(4)P3.0: 下,按此键则灯由下向上流动。
时间安排:十八周到十九周设计,十九周答辩指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日附件3:武汉理工大学课程设计教学检查记录表课程设计名称设计周数检查日期课程设计指导教师进行方式:集中□分散□.地点检查人附件6:本科生课程设计成绩评定表指导教师签字:年月日摘要 (1)1 设计任务 (2)2 总体方案设计与论证 (3)2.1 方案比较 (3)2.2 方案论证 (4)2.3 方案选择 (4)3 系统硬件设计 (5)3.2 单片机最小系统设计 (5)3.3 LED彩灯显示电路设计 (6)3.4 按键控制电路设计 (6)4 系统的软件设计 (8)4.1 按键扫描子程序设计 (8)4.2 主程序设计 (8)参考文献 (11)彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。
彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。
新中国成立后,彩灯艺术得到了更大的发展,特别是随着我国科学技术的发展,彩灯艺术更是花样翻新,奇招频出。
而随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多节日的气氛里可以看到彩色霓虹灯,这种LED彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用。
单片机课程设计——节日彩灯一、需求分析:1.应用场合应用于各种场合,如学校,企事业单位,家庭等可以应用于节日彩灯的控制、广告灯控制等场所。
2.设计目的1)了解单片机的基本原理以及基本应用;2)提高动手制作单片机开发板的能力;3)掌握基本I/O口的输入输出方法;4)掌握中断的处理方法以及编程方法;5)掌握焊接单片机开发板所需要的最基本的最小系统电路。
3.立题意义通过这个实验,能够对同学们的动手能力有所提高和培养,提高同学对单片机的基本原理的理解,学会一些单片机的简单应用。
二、硬件设计方案在设计中用到单片机最小系统:复位电路以及时钟(晶振)电路、程序烧写电路以及各种颜色的彩灯。
复位电路:复位是单片机的初始化操作,目的是使CPU以及各个寄存器处于一个确定的初始状态。
分为手动复位方式和上电自动方式。
时钟电路:51单片机的时钟信号可由芯片内部的震荡电路产生,也可以由外部产生。
程序烧写电路:在使用串口进行烧写电路时,用到MAX232芯片以及几个104瓷片电容。
用STC软件进行程序烧写。
三、软件设计方案首先单片机执行四种方案的程序等待中断。
中断中判断是第几次执行相应的程序。
程序流程图如图所示:图1-1 程序流程图四、系统调试问题一:在焊接电路过程中,电源正负极电压为2V解决方法:在焊接中将电源指示灯直接连接在正负极上,没有加限流电阻导致,经修改后电路正常。
问题二:在系统软件调试中,中断执行时不能返回程序解决方法:在中断中灯的延时指令for(i=0;i<200;i++) for(j=0;j<200;j++);修改为for(i=0;i<149;i++)for(j=0;j<149;j++);后,单片机正常执行指令。
五、总结通过本次课程设计,加强了我的动手操作能力,将课堂上所学的知识应用到实践中来,并且了解了单片机的基本工作原理和使用方法,在实践过程中练习了IO口的输入输出方式,熟练的掌握了中断的处理及其编程方法,掌握焊接单片机开发板所需要的最基本的最小系统电路。
机电学院单片机课程设计任务书设计名称:节假日彩灯控制器的设计学生姓名:**** 指导教师:****起止时间:自**** 年* 月* 日起至**** 年* 月* 日止一、课程设计目的运用所学的单板机知识和LED彩灯,按钮等器件,设计一个节日彩灯控制器。
二、课程设计任务和基本要求设计任务:1.运用单片机的理论及接口技术和LED彩灯,按钮等器件;2.实现一个节日彩灯控制器,控制彩灯灯光效果;基本要求:1. 用16盏LED彩灯,实现5中彩灯灯光效果。
2. 通过按钮可以实现在5种效果之间切换。
3. 使用定时中断延时。
课程设计报告目录摘要: (1)关键字: (1)1 前言 (2)1.1 设计目的 (2)1.2设计方案 (2)2系统的硬件设计 (3)2.1单片机AT89C51 (3)2.2按键控制模块 (4)2.3 LED彩灯显示模块 (4)3系统软件设计 (5)3.1程序设计 (5)3.2程序设计流程图 (5)3.3中断程序流程图 (6)4调试与仿真 (7)4.1调试环境 (7)4.2仿真效果 (9)5总结 (12)参考文献 (13)附录1 系统原理图 (14)附录2程序清单 (15)摘要:本系统由单片机系统、外部中断按钮、发光二极管等部分组成。
该系统能够实现流水灯,奇偶流水,双流水,高低四位流水和全灯闪烁五种功能的流水灯控制器,通过外部中断按钮可以实现上述功能的切换。
整个系统中,以按下按钮开关的次数作为输入信号,以发光二极管的亮和灭及其顺序为输出信号,软件系统中,以C语言作为基本编程语言,以左移和右移作为控制发光二极管是否发光和发光顺序的基本方式。
关键字:AT89C51单片机,发光二极管,外部中断,C51语言1 前言1.1 设计目的通过课程设计使我们进一步掌握单片机及接口技术课程的相关知识,通过查阅资料,阅读程序,提高设计程序的能力及动手能力,使编程水平有一定的提高,同时也提高了我们通过动手进行硬件设计及程序设计的能力,从而提高解决实际问题的能力。
第2章节日彩灯控制器的设计一: 设计目的1.了解节日彩灯控制器的工作原理2.掌握按键输入的消抖处理程序和延时程序的编写3.掌握独立电源设计方法及原理4.掌握电路板的实物焊接二: 设计要求设计4个按键K1, K2, K3,K4K1—上, 按此键则灯由上向下流动。
K2—下, 按此键则灯由下向上流动。
K3—全亮, 按此键则灯全亮。
K4—停止, 按此键则停止流动, 所有灯为暗。
三: 总体方案设计与选择的论证随着人们生活环境的不断改善和美化, 在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED彩灯由于其丰富的灯光色彩, 低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用, 用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现, 电路结构复杂、功能单一, 这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮, 不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。
此外从功能效果上看, 亮灯模式少而且样式单调, 缺乏用户可操作性, 影响彩灯效果, 因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
(一)设计方案彩灯控制器大致可分为两种方案实现。
一种是利用电子电路装置控制, 另一种是采用单片机控制。
方案一:根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成, 可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。
其框图如图1-1所示。
方案二:本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计, 来达到本设计的要求。
其硬件构成框图如图1-2所示, 以单片机为核心控制, 由单片机最小系统(时钟电路、复位电路、电源)、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源电路组成此设计方案中单片机的P1口接5路按键控制电路, 实现彩灯花型的切换功能;单片机的P1口引脚接上四个按钮开关以实现对彩灯闪烁频率的控制, 即实现了快慢两种节拍实现花型的变换;单片机上的P2口接二十四路LED发光二极管组成彩灯电路, 显示彩灯循环情况。
《节日彩灯控制器设计》课程设计说明书专业班级:12级电子信息科学与技术3班姓名学号:张娟*********陈晶晶080212118程文文080212130王鹏飞080212094指导教师:***设计时间: 2014.6.6物理与电气工程学院2014 年6 月6 日摘要伴随社会发展的需求,无论是生活娱乐,还是工业控制,彩灯是必不可少的元素,节日中闪烁的彩灯,不仅使人们身心愉悦,还能带来视觉享受。
我们希望节日彩灯能够启动、停止;能够通过开关进行功能选择;能够体现循环、组合和色彩变化的控制功能和效果。
本次设计利用单片机程序以及利用集成电路芯片、LED灯和按键来设计彩灯,将软、硬件有机地结合在一起,实现设计的目的。
通过按键的选择可以控制彩灯及数码管显示,另外还设置一中断按键在突发场景下给人以提醒。
电路结构简单,变换效果多样,在实际生活中操作简单、易于实现。
关键词LED灯;键盘;STC89C52;集成电路芯片;数码管目录1 概述 (1)2 彩灯设计内容简要 (1)2.1 彩灯设计内容 (1)2.2 彩灯设计要求 (1)2.3 彩灯设计原理 (1)2.4 彩灯总体控制框图 (2)3 硬件电路设计 (2)3.1 STC89C52单片机介绍 (2)3.2 系统的硬件构成及功能描述 (4)4 系统软件设计 (6)4.1 程序流程图 (6)4.2 软件程序 (7)5 仿真结果与结论 (10)6 设计体会 (13)7 参考文献 (13)1 概述节日彩灯使生活中常常用到的装饰物品。
它集中地运用了单片机、LED、,自动控制等技术,是典型的基于单片机的电子产品。
本设计以STC89C52单片机为控制核心,采用模块化的设计方案,运用LED 彩灯、按键、数码管等组成电路,实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。
按键可以在彩灯使用的时候选择不同的亮法,使彩灯变化多样,七段数码管可以清楚显示彩灯样式编号,易于选取操作。
随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快 ,智能度越来越高 ,应用范围也得到了极大的扩展。
单片机彩灯控制器课程设计一、课程目标单片机彩灯控制器课程设计旨在让学生掌握以下知识、技能及情感态度价值观:1. 知识目标:(1)了解单片机的硬件结构,理解各部分功能及相互关系;(2)掌握单片机编程的基本方法,学会使用C语言编写程序;(3)掌握单片机与外围电路的接口技术,了解彩灯控制原理。
2. 技能目标:(1)能够运用所学知识设计简单的单片机彩灯控制器;(2)能够分析并解决彩灯控制器在运行过程中出现的问题;(3)培养团队协作能力和动手实践能力。
3. 情感态度价值观目标:(1)培养学生对单片机及电子制作的兴趣,激发创新精神;(2)培养学生严谨、认真的学习态度,提高解决问题的自信心;(3)培养学生关注社会、关爱他人的责任感,使其认识到科技对生活的影响。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,要求学生在理论学习的基础上,动手实践,培养实际操作能力。
学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的电子知识和编程基础,具有较强的求知欲和自主学习能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,以学生为主体,教师为主导,引导学生通过自主探究、团队合作等方式完成课程任务。
在教学过程中,关注学生的学习成果,及时进行评估与反馈,确保课程目标的达成。
二、教学内容根据课程目标,教学内容分为以下三个部分:1. 理论知识学习:(1)单片机硬件结构:介绍单片机的内部结构、工作原理及性能特点,关联教材第3章;(2)C语言编程:学习单片机编程基础,掌握C语言语法,关联教材第4章;(3)接口技术:了解单片机与外围电路的连接方法,学习彩灯控制原理,关联教材第6章。
2. 实践操作:(1)设计简单的单片机彩灯控制器:根据理论知识,动手设计并搭建彩灯控制器,关联教材第7章;(2)程序编写与调试:编写彩灯控制程序,进行调试与优化,关联教材第8章;(3)团队协作:分组进行项目实践,培养团队协作能力。
3. 教学进度安排:(1)第1周:理论知识学习,了解单片机硬件结构、C语言编程基础;(2)第2周:理论知识学习,学习接口技术及彩灯控制原理;(3)第3-4周:实践操作,设计、搭建彩灯控制器,编写程序并进行调试;(4)第5周:团队协作,项目总结与展示。
1 任务及要求1.1 设计任务1. 设计一个基于单片机的节日彩灯控制器。
2. 设计出硬件电路;3. 设计出软件编程方法,并写出源代码;4. 用PROTEUS进行仿真;1.2 设计要求1.用C语言或汇编语言编实现程序设计。
2.利用查表,中断等方式实现目的。
3.系统的各各功能模块要清楚,有序。
4.程序运行时有友好的用户界面2 设计思想2.1 硬件设计思想节日彩灯控制器是利用将单片机的CPU、RAM、ROM、定时器/计数器及输入/输出(I/O)接口电路集成在一块集成电路芯片上的特点。
通过其与发光二极管及驱动电路的连接,从而构成一个完整的硬件电路。
然后通过对单片机的ROM进行编程,实现对彩灯闪烁的控制。
2.2 软件设计思想通过编程改变P1口的状态,从而改变彩灯的闪烁。
本程序主要可分为主程序模块,比较模块LOOP0、LOOP1、LOOP2、LOOP3、LOOP4、LOOP5和状态显示程序模块k1_light、k2_light、k3_light、k4_light延时程序模块del10ms 等模块。
其中延时时间t1 = T×20×248;t1 = T×C3H×FFH;T为单片机的机器周期3 电路原理与电路图3.1 电路原理以AT-89C52单片机作为主控核心,与按键、电阻等较少的辅助硬件电路相结合,利用软件实现对LED彩灯进行控制,材料有单片机AT89C52、多色发光二极管LED、电阻RES。
3.2 电路原理图4 流程图与算法描述4.1 流程图图4-1 主程序流程图4.2 算法描述本程序主要可分为主程序模块,比较模块,状态显示程序模块和延时程序模块。
比较模块LOOP0、LOOP1、LOOP2、LOOP3、LOOP4、LOOP5。
状态显示程序模块k1_light、k2_light、k3_light、k4_light延时程序模块del10ms等模块。
5程序清单org 0000hljmp startorg 0003hljmp ext1org 0020hstart: mov r0, #0ffh ; 对r0赋值,r0为所设标志位 setb ea ; 开中断setb ex0 ; 允许外部中断0申请中断setb it0 ; 外部中断0为跳变方式触发 mov sp, #70h ; 设置中断loop0: cjne r0, #0ffh, loop1 ; r0不为ff, 转到loop1ajmp main_light ; 否则执行左右流水灯loop1: cjne r0, #01h, loop2 ; r0不为01, 转到loop2ajmp k1_light ; 否则执行左向流水灯loop2: cjne r0, #02h, loop3 ; r0不为02, 转到loop3ajmp K2_light ; 否则执行右向流水灯loop3: cjne r0, #03h, loop4 ; r0不为03, 转到loop4ajmp k3_light ; 否则执行双亮点向中间移动loop4: cjne r0, #04h, loop5 ; r0不为04, 转到loop5ajmp k4_light ; 否则执行双亮点向两边移动loop5: ajmp loop0 ; 返回重新查询ext1: clr ea ; 关中断push accpush pswmov a, p1 ; 读入键值anl a, #0fh ; 屏蔽高四位mov 30h, a ; 键状态存入30hlcall del10msmov a, p1 ; 再次读入键值anl a, #0fhcjne a, 30h, pass ; 两次键值不同,是抖动,退出中断ajmp k1_check ; 如果相等,进行键识别k1_check: cjne a, #0eh, k2_check ; 不是k1, 判断是不是k2mov r0, #01h ; 是k1, 置标志为01ajmp passk2_check: cjne a, #0dh, k3_check ; 不是k2, 判断是不是k3mov r0, #02h ; 是k2, 置标志为02ajmp passk3_check: cjne a, #0bh, k4_check ; 不是k3, 判断是不是k4mov r0, #03h ; 是k3, 置标志为03ajmp passk4_check: cjne a, #07h, pass ; 不是k4, 退出中断mov r0, #04h ; 是k4, 置标志为04ajmp passpass: pop psw ; 现场恢复pop accsetb ea ; 开中断reti ; 中断返回main_light: mov r7, #08h ; 左右流水灯程序mov r6, #06hmov a, #0fehl_loop: mov r1, a ; r1保存现在亮点位置,做样式变换时从该处开始mov p0, alcall del100msrl adjnz r7, l_loopmov a, #0bfhr_loop: mov r1, amov p0, alcall del100msrr adjnz r6, r_loopajmp loop0k1_light: mov r1, a ; 左向流水灯mov p0, alcall del100msrl amov r1, aajmp loop0k2_light: mov r1, a ; 右向流水灯mov p0, alcall del100msrr amov r1, aajmp loop0k3_light: mov p0, #07eh ; 双亮点向中间移 lcall del100msmov p0, #0bdhlcall del100msmov p0, #0dbhlcall del100msmov p0, #0e7hlcall del100msajmp loop0k4_light: mov p0, #0e7h ; 双亮点向两边移lcall del100msmov p0, #0dbhlcall del100msmov p0, #0bdhlcall del100msmov p0, #07ehlcall del100msajmp loop0del10ms: ; 10ms延时子程序(12M) mov r5, #20temp1: mov r4, #248djnz r4, $djnz r5, temp1retdel100ms: mov r3, #0c3h ;100.036mstemp2: mov r2, #0ffh ;511usdjnz r2, $djnz r3, temp2retend6仿真结果图 6.1 从上到下闪烁图 6.2 从下到上闪烁图 6.3 上下同时闪烁7 设计总结7.1 设计体会通过这次的设计使我认识到我对单片机方面的知识太重要了,对于书本上的很多知识还不够熟悉,有很多我们需要掌握的知识还没掌握,我会在以后的学习生活中弥补我所缺少的知识。
节日彩灯控制器设计方案1绪论现在可以说单片机是百花齐放,百家争鸣的时期,世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机,从8位、16位到32位,数不胜数,应有尽有,有与主流C51系列兼容的,也有不兼容的,但它们各具特色,互成互补,为单片机的应用提供广阔的天地。
MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW 左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。
象80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。
CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。
所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径自从第一台计算机诞生以来,伴随着半个世纪的迅猛发展,人们看到了一个信息时代的美好前景。
现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。
甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。
此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。
现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。
节日彩灯使生活中常常用到的装饰物品。
它集中地运用了单片机、LED、,自动控制等技术,是典型的基于单片机的电子产品。
本文以AT89C51单片机为控制核心,采用模块化的设计方案,运用LED彩灯、按键等组成电路,实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。
单片机课程设计报告题目:彩灯控制器的设计专业:电气工程及其自动化班级:电气081学号:3080421034学生姓名:廖诗宇指导老师:王水鱼2010年秋季学期起止时间:2011年1月10日至2011年1月14日平时(10%)任务完成(30%)答辩(30%)课设报告(30%)总评成绩彩灯控制器设计一.系统功能及要求分析1)用8盏LED灯实现至四种以上的彩灯灯光效果。
2)通过输入按钮实现彩灯灯光效果的切换。
3)通过输入按钮实现暂停彩灯效果。
在暂停期间小灯全亮。
4)使用定时器实现通过89C51芯片控制LED。
使其显示出四种彩灯效果:自动先从上到下再从下到上。
自动分为从上到下和从上到下。
闪烁,先亮一.三.五.七,再亮二.四.六.八。
交替亮.,暂停时,小灯全亮。
二.方案设计及其说明以AT-89C51单片机作为主要控制器,与按键.显示器等硬件相结合.利用软件实现对LED彩灯进行控制.该系统特点有极小,硬件少,电路结构简单及容易操作等优点。
我们在实验中采用了一种基于AT-89C51单片机的彩灯控制方案。
本方案以AT-89C51单片机作为控制核心,与显示.驱动等模块组成主要控制模块,在主控模块上没有五个按键和8位LED显示器,根据用户需要可以编写若干种亮灯模式。
利用其内部定时器TD实现一个基本时间的定时中断,根据各种亮灯时间的不同需要,在不同的时刻输出灯亮或者灯灭的控制信号,然后驱动各种颜色的灯亮或者灯灭,整个系统龚做由软件控制运行,根据需要,用户可以在LED彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯的时间和亮灯闪动的频率。
同时通过按键,可以实现工作模式切换的功能。
三.原理线路设计1.)原理线路(见打印图)2)工作原理说明通电后,接通开关1,系统经过初始化,会直接自动进入自动模式,即LED彩灯会自动顺序亮灯,而在自动模式下,用户根据自己需要选择其他手动模式,并且可以改变每种模式下的时间和频率的参数,本实验设定的默认延迟200MS,当开关2接通后会进入手动模式,手动模式下,有两种工作模式,当开关3断开断开时,LED灯会按照从上往下的顺序亮灯,最下方的灯亮后又会回到最上方的灯亮,当开关3接通时,LED灯则会按照从下到上的顺序亮灯。
单片机 彩灯的课程设计一、课程目标知识与理解目标:使学生掌握单片机的基本原理和编程方法,理解彩灯控制电路的工作原理,学会运用单片机控制彩灯的亮灭、闪烁和颜色变换。
通过本课程的学习,学生将能够描述单片机的内部结构,解释彩灯电路的原理,并掌握相关的基础知识。
技能目标:培养学生具备独立设计单片机彩灯控制程序的能力,能够运用所学知识解决实际问题。
具体包括:1)正确连接单片机与彩灯电路;2)编写程序实现彩灯的不同控制效果;3)调试并优化程序,提高彩灯控制的稳定性。
情感态度价值观目标:激发学生对电子科技的兴趣,培养创新意识和团队合作精神。
通过课程实践,使学生体验科技创作的乐趣,增强自信心和成就感,培养良好的学习习惯和探索精神。
针对课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标具体、可衡量,旨在使学生在掌握单片机与彩灯控制技术的基础上,提高实际操作能力,培养创新思维和团队协作能力。
课程目标分解为具体学习成果,便于后续教学设计和评估。
二、教学内容依据课程目标,教学内容主要包括以下几部分:1. 单片机基础知识:介绍单片机的内部结构、工作原理、编程语言等,对应教材第二章。
- 单片机内部结构及功能- 汇编语言基础与编程方法2. 彩灯电路设计:讲解彩灯电路的组成、原理和设计方法,对应教材第三章。
- 彩灯电路元件及其功能- 彩灯控制原理及电路设计3. 单片机与彩灯控制编程:教授如何编写程序实现单片机控制彩灯,对应教材第四章。
- 编程控制彩灯亮灭、闪烁- 编程实现彩灯颜色变换4. 实践操作与调试:指导学生进行实际操作,调试程序,优化彩灯控制效果,对应教材第五章。
- 连接单片机与彩灯电路- 编写、调试彩灯控制程序- 优化程序,提高控制稳定性教学内容按照教学大纲安排,确保科学性和系统性。
课程进度合理安排,使学生逐步掌握单片机与彩灯控制相关知识,为后续课程实践打下坚实基础。
三、教学方法为确保教学效果,本章节将采用以下多样化的教学方法:1. 讲授法:教师以讲解、示范为主,系统传授单片机与彩灯控制的相关理论知识。
课程设计报告题目:节日彩灯控制器设计课程:单片机原理及应用课程设计专业:电气工程及其自动化第一部分任务书《单片机原理及应用》课程设计任务书一、课题名称详见《单片机课程设计题目(一)》:主要是软件仿真,利用Proteus软件进行仿真设计并调试;《单片机课程设计题目(二)》:主要是硬件设计,利用单片机周立功实验箱进行设计并调试。
二、课程设计目的课程设计是课程教学中的一项重要内容,是达到教学目标的重要环节,是综合性较强的实践教学环节,它对帮助学生全面牢固地掌握课堂教学内容、培养学生的实践和实际动手能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。
《单片机原理及应用》是一门理论性、实用性和实践性都很强的课程,课程设计环节应占有更加重要的地位。
单片机原理及应用课程设计的目的是让学生在理论学习的基础上,通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并具有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用,使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能进一步加深对电子电路、电子元器件等知识的认识与理解,同时在软件编程、排错调试、相关软件和仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。
为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。
通过单片机硬件和软件设计、调试、整理资料等环节的培训,使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。
三、课程设计内容设计以89C51单片机和外围元器件构成的单片机应用系统,并完成相应的软硬件调试。
1. 系统方案设计:综合运用单片机课程中所学到的理论知识,学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计。
2. 硬件电路设计:对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算,包括元器件的选择和电路参数的计算,并画出总体电路图。
3. 软件设计:根据已设计出的软件系统框图,用汇编语言或C51编制出各功能模块的子程序和整机软件系统的主程序。
4. 调试:在单片机EDA仿真软件环境Proteus下进行仿真设计并调试;或在单片机周立功实验箱上进行相关设计并调试。
四、课程设计要求以单片机为核心,设计一个节日彩灯控制器:P1.0—开始,按此键则灯开始流动(由上而下)并将第几个灯亮送给液晶显示和LED 数码管。
P1.4—停止,按此键则灯停止流动,液晶显示和LED数码管停止工作。
P1.4—停止,按此键则停止流动,所有灯为暗并清屏。
P1.2—上,按此键则灯由左向右下流动并将第几个灯亮送给液晶显示和LED数码管。
P1.3—下,按此键则灯由右向左流动并将第几个灯亮送给液晶显示和LED数码管五、进度安排序号内容天数1 布置任务,熟悉课题要求0.52 总体方案确定,硬件电路设计 1.53 软件编程 1.54 Proteus仿真,或在周立功实验箱上调试 25 总结,撰写课程设计报告 1.5七、课程设计报告内容:总结设计过程,写出设计报告,设计报告具体内容要求如下:1.课程设计的目和设计的内容。
2.课程设计的要求。
3.控制系统总框图及系统工作原理。
4.控制系统的硬件电路连接图,电路的原理。
5.软件设计流程图及其说明。
6.电路设计,软件编程、调试中遇到的问题及分析解决方法。
7.实验结果及其分析。
8.体会。
第二部分课程设计报告目录1、课题简介............................................ - 7 -1.1、设计需求分析...................................... - 7 -2、方案设计............................................ - 8 -2.1、控制系统总体框图.................................. - 8 -2.2、工作原理.......................................... - 8 -3、硬件电路设计........................................ - 8 -3.1、AT89C51单片机硬件结构............................ - 9 -3.2、1602字符型液晶显示............................... - 12 -3.3、 AT89C51最小系统................................. - 15 -3. 3、电路设计........................................ - 15 -4、软件设计原理....................................... - 16 -3.1 程序设计........................................... - 16 -3.2 主程序设计......................................... - 17 -4.1、系统程序:....................................... - 19 -5、电路仿真........................................... - 25 -5.1、仿真结果......................................... - 25 -3.2、仿真结果分析...................................... - 28 -6、小结............................................... - 29 -参考文献........................................... - 30 -附录.................................................. - 31 -1、课题简介1.1、设计需求分析节日彩灯使生活中常常用到的装饰物品。
它集中地运用了单片机、LED、,自动控制等技术,是典型的基于单片机的电子产品。
本文以AT89C51单片机为控制核心,采用模块化的设计方案,运用LED彩灯、按键等组成电路,实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。
按键可以在彩灯使用的时候选择不同的亮法,使彩灯变化多样,键一可以使彩灯依次循环点亮,健二可以使彩灯从左到又从右到左循环点亮,三号键使两端灭,中间亮,再对半交替亮,然后再奇偶亮。
通过按键能方便使用者选择不同样的亮法随着计算机、微电子、信息技术的快速进步,智能化技术的开发速度越来越快,智能度越来越高,应用范围也得到了极大的扩展。
在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。
在娱乐方面,场地的装饰离不开彩灯。
在建筑方面也采用彩灯来装饰高楼大厦。
彩灯又灵活多变的点亮方式,装饰效果非常好,特别时晚上使得高楼大厦更加漂亮。
是彩灯的应用才使得城市的夜景非常迷人。
在国内外,微控制系统主要采用单片机作为控制核心。
因此,单片机的发展将有助于简单实用电子产品的开发。
在本设计中,采用比较先进的AT89C51单片机为控制核心,它的功耗很低。
单片机技术发展至今,掌握最先进技术的仍然是国外的几大公司。
如Intel公司发展的MCS-51系列的新一代产品,如8xC152、80C51FA/FB、80C51GA/GB、8xC451、8xC452,还包括了Philips、Siemens、ADM、Fujutsu、OKI、Harria-Metra、ATMEL等公司以80C51为核心推出的大量各具特色﹑与80C51兼容的单片机。
新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩展,以实现Microcomputer完善的控制功能为己任,可连接一些外部接口功能单元如A/D、PWM、PCA(可编程计数器阵列)﹑WDT(监视定时器)﹑高速I/O口、计数器的捕获/比较逻辑等。
这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式。
Philips公司还为这一代单片机80C51系列8xC592单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线---CAN(Controller Area Network BUS)。
2、方案设计2.1、控制系统总体框图2.2、工作原理如流程图示,P1口读控制按键的状态,AT89C51根据P1口的信号的不同给P3口不同的信号使8个LED 工作,在这同时给P0、P2口发送相应的信号以显示8个LED 中哪个灯正在亮。
晶震器及复位发生器是用以给AT89C51提供时钟信号;复位发生器是当系统异常工作时用以复位初始化。
3、硬件电路设计一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容:一是系统扩展,即单片机内部8个L E DAT89C51晶体显示8位L EPP2P晶震器及复位发生器控制按键P的功能单元,如ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定时/记数器﹑中断系统等能量不能满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。
二是系统配置,既要按照系统功能要求配置外围设备,如键盘显示器﹑打印机﹑A/D﹑D/A转换器等,又要设计合适的接口电路。
本系统采用AT89C51单片机作为中央处理器。
其主要任务收集按键的信息,判断按键时否按下来执行相应彩灯的点亮方式在本系统中,AT89C51单片机的P1口用于接按键,方便使用者选择方式。
P0口接的时LED彩灯。
3.1、AT89C51单片机硬件结构AT89C51是一种低功耗/低电压、高性能的八位CMOS单片机,片内有一个4KB的FLASH 可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory),它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术,而且其输出引脚和指令系统都与MSC—51兼容。
片内置通用8位中央处理器(CPU)和FLASH存储单元,片内的存储器允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程。
因此,AT89C51是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机,可方便的应用于各种控制领域[11]。
3.1.1 、主要特性(1)与MCS-51产品指令系统兼容(2)4K字节可编程闪烁存储器(3)寿命:1000写/擦循环(4)数据保留时间:10年(5)全静态工作:0Hz-24Hz(6)三级程序存储器锁定(7)128*8位内部RAM(8)32可编程I/O线(9)两个16位定时器/计数器(10)6个中断源(11)可编程串行通道(12)低功耗的闲置和掉电模式(13)片内振荡器和时钟电路另外,AT89C51是用静态逻辑来设计的,其工作频率可下降到零并提供两种软件的省电方式-空闲方式和掉电方式。