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1、郑州科技学院单片机课程设计题目单片机掌握流水灯学生姓名XXX专业班级 电气工程及其自动化 X 班学号201XXXXXX院 系电气工程学院指导教师XX完成时间2023 年 XX 月 XX 日13绪论当今时代是一个技术层出不穷，不断更的时代，在电子领域尤其是电气自动化智能系统掌握领域，传统的电子元器件或数字规律电路构成的掌握系统，正以前所未见的速度被单片灵巧能掌握系统所代替。目前，一个学习以及对单片机的应用高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。本次课程设计用AT89C52单片机自制了一款简易的把戏流水灯，介绍了其硬件电路，仿真电路及软件编程方法，在实践中了解单片机的自动掌握功能和各个管脚的作
2、用。该设计具有实际意义，可以在广告业、媒体宣传、装饰业等领域得到广泛应用。学习单片机的最有效方法就是理论与实践相结合，现在我设计单片机掌握流水灯，需要更深的去了解单片机的很多功能和作用，努力的去查找资料，才能把它有效地利用到电路中发挥它的作用。本课题将以发光二极管作为发光器件，对单片机进展程序设计进而实现自动掌握，实现一个简易的把戏流水灯设计目 录1. 课程设计的目的42. 设计的目的和要求43. 设计的方案与论证44. 元器件的介绍54.1 单片机55. 硬件电路设计75.1 掌握电路75.2 时钟电路95.3 复位电路106. 软件电路设计117. 硬件的安装与调试128.总结12参考文献
3、13附录 1：总体电路原理图14附录 2：实物图15附录 3：元器件清单16附录 4：源程序171. 课程设计的目的1、理论与实践相结合，更好的运用自己学过的学问，提高自己动手操作的力量。2、提高自己自主学习的力量，通过查阅相关资料，进而提高自己的学问储藏。3、可以提高自己的动手力量，提前为以后走向社会，适应社会而做预备。4、在自己动手的同时，遇到不懂的可以请教教师，可以查阅资料，也可以通过自己的思考解决问题，这些都可以提高自己对理论学问的理解和对课外学问的扩展，从而提高以后工作的社会竞争力。2. 设计的任务与要求1、对已有的单片机进展程序设计和下载，从而实现对十六个发光二极管的掌握实现相应的
4、功能。2、对电路进展仿真的同时进展修改，看是否实现流水掌握功能。3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取相应的电子元器件，初步把握简洁有用电路的分析方法和工程设计方法，提高电子电路的设计和试验力量。4、了解与课题有关的电子电路以及元器件的工程技术标准，能按设计任务书的要求，完成设计任务，正确地反映设计与试验的成果，正确地绘制电路图。3. 设计的方案与论证依据单片机系统扩展与系统配置状况，掌握流水灯应用系统可使用最小系统。AT89C52 单片机是美国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机，具有丰富的内部资源： 128BRAM32 根 I/O 口线、2 个 16
5、位定时/计数器、5 个向量两级中断构造、2 个全双工的串行口，具有 4.255.50V 的电压工作范围和 024MHz 工作频率，使用 AT89C52 单片机时无须外扩存储器。关心电路是由发光二极管、晶振、电阻、电容，电源等电路和必要的软件组成。因此，要实现流水灯功能，我们只需要给每个发光二极管正极高电平，负极低电平就能使其发亮。所以要使其实现把戏流水功能，在对单片机进展程序设计时设计相应程序就能到达目的。但是我们还应留意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在掌握发光二极管的发亮和熄灭的时候，应当延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。通过观看完整的声光控开
6、关觉察实际的状况和理论的设计 方案相符合，可以满足人们的日常需求，所以本次的设计电路是可行的。4. 元器件介绍4.1 单片机AT89C52 为 8 位通用微处理器，承受工业标准的C51 内核， 在内部功能及管脚排布上与通用的 8xc52 一样，其主要用于会聚调整时的功能掌握。功能包括对会聚主 IC 内部存放器、数据RAM 及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整掌握，会聚测试图掌握，红外遥控信号 IR 的接收解码及与主板 CPU 通信等。另外有 40 个引脚，32 个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含 2 个外中断口，3 个 16 位可编程定时计数器,2 个全双工串行通信口，AT89C5
7、2 可以依据常规方法进展编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和 Flash 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash 存储器可有效地降低开发本钱主要引脚：P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 规律电平。P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P3 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 规律电平。RST：复位输入，当振荡器工作时，RST 引脚消灭两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器
8、，ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的的 8 位字节。一般状况下， ALE 仍以时钟震荡频率的 1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。PSEN：程序储存允许PSEN输出是外部程序存储的读选通信号，当AT89S52 由外部程序存储器取指令或数据时，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，将跳过两次 PSEN 信号。EA/VPP：外部访问允许，欲使 CPU 只访问外部程序存储器地址为 0000H-FFFFH，EA 端接地。P2 口；P2 口是具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL
9、 规律电平。图 4-1AT89C52 引脚图因此，要实现流水灯功能，我们只要将全部发光二极管依次点亮、熄灭，但是在做到把戏流水时，我们需要对 P0 和 P2 口输入不同的二进制代码才能实现其功能。十六个发光二极管一次点亮，让后各排从两头向中间点亮在此我们还应留意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，应当进展延时一段时间才能观察流水功能。5. 硬件电路的设计5.1 掌握电路掌握电路由AT89C52组成如下图：图 5-1 掌握电路图AT89C52 主要性能：1.双数据指针，8 个中断源。2.1000 次擦写周期，掉电标识符3. 掉电后中断可唤醒，看门狗定时器4. 三级加密程
10、序存储器，2 个可编程 I/O 口线;5. 全静态操作:0Hz-33MHz，低功耗空闲和掉电模式;6. 全双工 UART 串行通道，三个 16 位定时器/计数器7. 与 MCS-51 单片机产品兼容，8K 字节在系统可编程 Flash 存储器因此，依据单片机的功能和性质，这次课程设计实现把戏流水灯，实际上就是一个带有十六个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的。最小应用系统分为时钟电路和复位电路。从原理图中可以看出，假设要让接在 P0.0 口的 D9 亮起来，那么只要把 P0.0 口的电平变为低电平就可以了；相反，假设要接在 P0.0 口的
11、D9 熄灭，就要把 P0.0 口的电平变为高电平；同理，接在 P0.1P0.7 口和 P2.0P2.7 的其他 15 个 LED 的点亮和熄灭的方法同 D9。5-2 时钟电路时钟电路是片机的心脏，单片机各个功能部件的运行都是以时钟频率为根底，有条不紊的一步一步的工作。因此，始终频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性。常用的时钟电路有两种方式：一种是内部时钟方式， 另一种是外部时钟方式。STC89C52 使用 11.0592MHZ 的晶体振荡器作为震荡源，由于单片机内部带有振荡电路。所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容容量一般在 15PF 至 50PF 之间
12、。时钟振荡电路如图 5-2 所示。图 5-2 时钟电路5-3 复位电路单片机的复位操作有上电自动复位和手动按键复位两种方 式。上电自动复位操作要求接通电源后自动实现复位操作。如图5-3 所示，为最简洁的复位电路。上电瞬间由于电容 C 上无储能， 其端电压近似为零，RST 获得高电平，随着电容器 C 的充电，RST 引脚上的高电平将渐渐下降，当 RST 引脚上的电压小于某一数值后，单片机就脱离复位状态，进入正常工作模式。只要高电平能保持复位所需要的时间约两个机器周期，单片机就能实现复位。图 5-3 复位电路图89S52 系列的 RST 位外部复位信号的输入引脚，它接到单片机内部一个施密特触发器的
13、输入端，这样就可以过滤掉施密特触发器的噪声干扰信号。开头P0.0-P0.7 依次置为低电平延时一秒P2.0-P2.7 依次置为低电平延时一秒P2.0-P2.7 依次置为低电平延时一秒P0.0-P0.7 依次置为低电平延时一秒6. 软件电路的设计发光二极管依据预定的方式闪亮，由单片机当中的程序掌握，各个二极管对应相应的引脚。如图 6-1 流程图图 6.1 软件流程方框图7. 硬件的安装与调试在仿真的过程中消灭的主要问题是，元器件的查找和连线， 由于 AT89C52 是比较常见的元件倒是比较简洁找到。在连线时可能没看清所以连错了引脚，导致二极管没有依据预定的挨次亮， 检查之后才连接正确。另外，在实
14、物焊接过程中更加留意引脚的正确连接，由于假设连错就有可能导致单片机的损坏，引发整个电路的错误。幸运的是单片机没有连错，接上 5V 电压之后觉察有几个发光二极管不亮。于是给各个二极管加适宜的电压仍旧不亮。最终才觉察是坏了，进展替换之后全部的二极管才依据程序设计的实现把戏流水。8. 总结课程设计是一个能让学生进展独立思考，发问、自己解惑并通过动手力量的提高，来解决自己所遗留的问题的过程。我会在以后的学习过程当中不断学习，积存阅历， 完善自己。尽可能的通过实践来充实自己，加深对自己所学学问的理解。 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论学问是远远不够的，只有把所学的理论学问与
15、实践相结合起来， 从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手力量和独立思考的力量。总之，在这次课程设计中，我学到了很多书本上所没有的东西，懂得了理论和实际联系的重要性。在以后的学习中，我不仅要把理论学问把握结实，更要提高自己的动手力量和分析力量。参考文献1 郭天祥. 概念 51 单片机 C 语言教程M. 北京：电子工业出版社.2023.3423442 胡汉才. 单片机原理及其接口技术第 2 版M. 北京：清华大学出版社.2023.49773 胡全. 51 单片机的数码管动态显示技术J . 信息技术，2023,13:25264 马云峰. 单片机与数字温度传感器 DS18B20 的接口设计J. 计算
16、机测量与掌握,2023,10(4)：2782805 李学龙. 使用单片机掌握的智能遥控电风扇掌握器J. 电子电路制作, 2023,9:1315附录 1：总体电路原理图附录 2：实物图附录 3：元器件清单序号名称型号规格数量1单片机ATC89C5212电阻220163电容22PF24电解电容10UF15电阻10K16晶振12M17发光二极管168导线假设干#include 附录 4：源程序#define uchar unsigned char #define uint unsigned intuchar code Pattern_P0=0xfc,0xf9,0xf3,0xe7,0xcf,0x9f;uchar code Pattern_P2=0xf5,0xf6,0xfe,0x54,0x56,0x76,0xd7,0x49,0xa9,0xe4,0xc6;void DelayMS(uint x)uchar t; while(x-)for(t=120;t0;t-);void mainuchar i; while(1)for(i=136;i0;i-)P0=Pattern_P0i; P2=Pattern_P2i; DelayMS(150);