内容提要
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。
所以说对于单片机课程的学习对于我们电子信息工程专业的学生来说至关重要，然而学习单片机课程设计是其一个极为重要的实践环节，无论
是硬件扩展、接口应用还是编程方法、程序调试，都离不开该环节。单片机课程设计过程中，学生通过查阅资料、接口设计、程序设计、安装调试等环节，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。通过该环节，学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到全面的锻炼和提高。
目录
一、课程设计目的: (4)
二、已知技术参数和条件 (4)
三、设计任务和要求 (4)
四、需求分析 (5)
五、硬件电路图设计及描述 (6)
六、软件设计思想及流程 (9)
七、实验效果 (12)
八、源程序代码 (15)
九、课程设计体会 (29)
十、参考文献 (30)
一、课程设计目的:
通过课程设计，使学生巩固和加深对单片机基本知识的理解，能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来，而且能够对电子电路、电子元器件等方面的知识进一步加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到全面的锻炼和提高。学会查寻资料、方案设计、方案比较，以及单元电路设计计算等环节，进一步提高学生综合运用所学知识的能力，提高分析解决实际问题的能力。锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，通过此综合训练，为以后毕业设计打下一定的基础。
二、已知技术参数和条件
（1）STC89C51单片机
（2）LED七段数码显示器及8个LED小彩灯
（3）74HC595串口转并口芯片
（4）电位器
（5）按键
(6) PCF8591 AD-DA数模转换芯片
（7）电阻箱,5V电源, 电阻若干，导线若干
（8）KEIL 软件
（9）MCS-51单片机官方烧写程序软件STC_ISP_V488.exe
三、设计任务和要求
1．通过单片机的I/O口直接控制8盏LED小灯，实现 7 种彩灯灯光效果（左移、右移、中间向两边展开、两边向中间合拢等，不含全部点亮，全部熄灭）；
2.用按键来切换控制器的灯光模式，能显示当前的运行模式号；
3．彩灯效果的移动速度基于AD输入量的大小（控制器通过 PCF8591 对
0~5V信号进行采样，根据模拟信号的大小而改变彩灯移动速度）；彩灯控制器还要显示当前模拟输入信号的大小（数码管显示）；
4．彩灯效果中的延时采用定时中断实现。按键、数码管直接用C51的I/O 驱动
扩展：可以通过串口通讯芯片595来控制彩灯效果的切换，将AD采样结果显示的数码管上。
四、需求分析
根据本次课程设计题目分析及其题目简化，需要做的是通过电位器来控制8盏彩灯的扫描显示速度，并且显示此时AD芯片的采样值，并且通过一个按键来切换不同的彩灯的7种显示模式。于是乎，可以将系统分为两个部分：其一，模拟采样部分；其二，彩灯显示部分。
最后得到以下的设计方案：
○1通过一个电位器来得到一个可以改变的模拟值；
○2采用 PCF8591 采样电位器所产生的模拟值，并将其转化为数字信号；
○3 MCU 通过I2C总线读取 PCF8951 内部ROM 中所缓存的数值；
○4编写数码管显示函数，通过单片机的I/O口驱动数码管显示 PCF8591 所采样的值。（数码管高四位显示PCF8591所采样的数值，低四位显示当前PCF8591所采取的精确电压值，精确到小数点后三位）；
○5编写LED彩灯的显示，利用定时器0 来控制每一盏小灯的显示延迟时间，利用定时器1和 pcf8591所采样的数字信号来共同确定LED彩灯的扫描速度，即通过调节电位器可以改变LED灯的扫描速度（通过ＭＣＵ的I/O驱动74HC595芯片实现串口转并口来驱动8个LED小彩灯的显示）；
○6采用外部中断0 来切换LED彩灯的显示模式。
五、硬件电路图设计及描述
注：电路图原图另有PDF文件
