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1、嵌入式系统课程设计报告院 系： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： （课程设计时间：2015 年 7 月 1 日2015 年 7 月 8 日）安徽大学目 录一、概述 .11.1 课程设计的目的 .21.2 课程设计的要求 .21.3 课程设计的工作原理 .2二、总体功能 .22.1 总体功能规划 .22.2 设计方案 .32.3 程序设计流程图 .4三、 程序分析 .63.1 各程序分析 .63.1.1 初始化 .63.1.2 LED 灯逐渐点亮 .63.1.3 LED 灯逐渐熄灭 .63.1.4 延时程序 .7四、 硬件电路 .74.1 STC89C52.74.2 LED .8五、 结果分析
2、 .8六、 团队构成 .9七、 心得及体会 .9附录 1：调占空比源程序代码 .11附录 2：通过查表产生 PWM 波源程序代码 .130一、概述单片机具有体积小、功能强，应用面广等优点。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，从飞机上的各种仪表的控制，到广泛使用的各种智能 IC 卡，从智能仪表，到全自动的洗衣机的控制，从医疗器械，到摄像机、录像机，都离不开单片机的控制。单片机大大地提高了这些产品的智能性，易用性及节能性等主要性能指标，不仅提高了我们生活的舒适性，也极大的提高了工农业中的生产效率。因此，学习如何使用单片机的开发和应用对我们来说尤为重要。51 单片机是各类单片机中最为典型和最为代表性
3、的一类。增强型的单片机继承了如 A/D 转换器、PWM（脉宽调制电路）、WDT（看门狗）。PWM 是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变化的许多领域中。随着电子技术的发展，出现了很多 PWM 技术，其中包括：相电压控制 PWM、脉宽 PWM 法、随机PWM 法、 SPWM 法、线电压控制 PWM 等。本次课程设计是基于 MCS-51 系列单片机设计的，以单片机 STC89C52 作为核心控制器，通过纯软件程序的编写，实现 PWM 控制 LED 的亮度。1.1 课程设计的目的（1）通过本次课程设计，学会综合利用既有知识，了解单片机应
4、用系统的设计方法和思路。（2）初步掌握微控制芯片内部资源的整合。（3）学会实际电路的设计步骤及调试技术。1.2 课程设计的要求使用 DZQ-2 应用数字系统，要求能够依据人眼视觉暂留特性，用过 LED 输出渐亮渐暗渐亮的模拟信息。1.3 课程设计的工作原理对于控制 LED 等由暗变亮或由亮变暗，采用的是脉宽 PWM 法。它是把每1一脉冲宽度均相等的脉冲列作 PWM 波形，通过改变脉冲列的周期可以调频，改变脉冲的宽度或占空比可以调压（本次课程设计采用改变脉冲的占空比进行调压），采用适当的控制方法即可使电压与频率协调变化。可以通过调整PWM 的周期、PWM 的占空比从而达到控制充电电流的目的。此次
5、课程设计，是利用 52 单片机产生占空比可变的矩形波，当产生此矩形波的 I/O 口通过滤波电路再与 LED 灯相接后，又与输出矩形波占空比不断变化，那么一个周期内有一部分时间 LED 导通，一部分时间截止，从整体看有一个平均电压，PWM 信号频率很高，肉眼观察到每一个周期 LED 灯亮灭的变化过程，所以通过平均电压来决定 LED 的亮的程度。随着波形占空比的不断变化，LED灯也会由暗变亮在由亮变暗不断变化。二、总体功能2.1 总体功能规划本课程设计采用子程序延迟实现 PWM 波，然后控制 LED 灯亮度从暗渐变到亮，再从亮渐变到暗的过程。程序设计时考虑到严格的 PWM 波比较难以生成，于是采用
6、低电平时间不变，而改变高电平时间宽度，同样也能达到设计要求的效果。这种方式程序结构简单，易理解，但是该种方式存在一定缺陷，很难能使得 LED 灯从暗渐变到最亮，然后再从最亮渐变到暗，而且时间常数难以把握，会出现突变的感觉，所以最后我们又通过定时器来实现这一功能。首先，用定时器产生一个 0.1ms 的定时，开始 100 个 0.1ms 定时产生低电平，然后 1 个 0.1ms 定时产生高电平，低电平的定时时间个数依次减小，高电平定时时间依次增加，这一过程实现渐亮的过程，然后高电平再依次从最高定时时间依次减小，低电平定时时间依次增加，实现渐亮过程，这一过程中周期固定。可以产生较好的效果。如果使用循
7、环来定时无疑过程非常复杂，但是采用表的方式，程序将变得十分简单。2.2 设计方案有两个设计方案可以考虑：方案一：通过单片机软件编程实现，不需要外围电路，直接通过单片机编写2PWM 波程序来控制 LED 灯的渐变。图 1方案二：通过外加电路，如通过电位器的设定进行 PSW 波的设定，来控制LED 灯。图 2在此次课程设计中，我们选择方案一，通过软件编程来实现 LED 渐变效果。2.3 程序设计流程图3图 3 总体流程图图 4 逐渐点亮流程图4图 5 逐渐熄灭流程图3、程序分析 3.1 各程序分析3.1.1 初始化MAIN: CLR P3.6MOV A,#00H ；初始化MOV P0,AMOV A
8、,#0AHLCALL DELAYX3.1.2 LED 灯逐渐点亮X1: MOV A,#00HXUNHUAN1: INC AMOV P0,#0FFHLCALL DELAYX ; 高电平的时间逐渐增加，; 最大达到 1.53 毫秒MOV P0,#00H ; 低电平的时间固定为 4 毫秒5LCALL DELAYZCJNE A,#0FFH,XUNHUAN13.1.3 LED 灯逐渐熄灭MOV A,#00HMOV R4,#0FFHXUNHUAN3: MOV P0,#00H ; 低电平的时间固定为 4 毫秒左右LCALL DELAYZMOV P0,#0FFH ; 高电平时间逐渐减小，由 1.53 毫 秒到
9、 0MOV A,R4LCALL DELAYXDJNZ R4,XUNHUAN33.1.4 延时程序; 高电平延迟子程序DELAYX: MOV R5,ADELAY1: NOPNOPNOPNOPNOPDJNZ R5,DELAY1RET; 低电平延迟子程序DELAYZ: MOV R5,#0FFH ; 固定延迟子程序DELAY5: MOV R6,#08HDELAY55: DJNZ R6,DELAY55DJNZ R5,DELAY5RET64、硬件电路4.1 STC89C52STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。STC89C52 使用经典的
