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1、郑州科技学院单片机课程设计题 目 简易广告灯设计 学生姓名 X X 专业班级 11级自动化一班 学 号 201142002 院 （系） 电气工程学院 指导教师 王继红 完成时间 2014年 11月 14日 郑州科技学院单片机课程设计任务书专业 11自动化 班级 1班 学号 201142002 姓名 XX 一、设计题目 简易广告灯设计 二、设计任务与要求利用单片机外加辅助元件对发光二极管的亮灭进行控制，从而实现LED灯的左右移动的效果。要求做单一灯的左移右移，八个发光二极管L1L8分别接在单片机的P1.0P1.7接口上，输出“0”时，发光二极管亮，开始时P1.0P1.1P1.2P1.3P1.7P
2、1.6P1.0亮，重复循环。三、主要参考文献1 皮大能.单片机课程设计指导书M. 北京：北京理工大学出版社, 2010,10.2 张毅刚.单片机原理及接口技术M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,1990,1.3 李秀华.单片机原理及实践M. 沈阳：东北大学出版社,2006,4.4 艾运阶,建华.MCS-51单片机项目教程M. 北京：北京理工大学出版社,2012,1.四、设计时间 2014 年 11 月 3 日 至 2014 年 11月 14 日 指导教师签名： 年 月 日目 录1 实验产品简介12 设计思路13 设计目的及要求24 设计过程24.1 系统硬件电路实现24.2 单片机最小系统74
3、.3 程序设计内容84.4 程序流程图94.5 电路仿真95 程序代码105.1 单向程序1105.2 单向程序2125.3 来回程序126 心得体会14参考文献15附录1：电路原理图16附录2：实物图17附录3：元件清单181 实验产品简介广告灯，也叫广告流水灯，就是能把任何图案以光的形式投影在广场或各种楼体上的一种电子产品，投影的图案既有动态效果，也有静态效果，各种图案都可以订做，很容易吸引众人的眼光，关注率非常高。在现在诸多的娱乐场所、理发店、宾馆、饭店、公司等的门外，都可以看到各式各样的广告流水灯。广告灯这是一种新生的传媒，成本低，投射方便，是各种广告公司的新宠。广告灯还能在一些传统媒
4、体无法投放的地方发生作用，并会有意想不到的效果，如地面，马路边上。广告灯可运用色彩的对比手法，从而产生与众不同的色彩感觉与色彩组合，并有助于作品形象区别于周围事物与环境，形成色彩视觉冲击力，引发注意。不同的色彩对比组合，可以营造鲜艳夺目、明亮活泼，也可以是庄重高雅、雍容华贵，在作品与消费者接触的一刹那中，打动消费者，增强注意的力度，在形成广告的第一印象时，色先夺人，并留下深刻的印象。广告灯主要应用于广告牌、建筑泛光照明、网球场、停车场、体育馆及码头等。2 设计思路本次实验需要设计一个能够实现对广告灯的图案进行控制的装置，我们利用单片机的功能进行实现。单片机的强大功能可以帮助我们实现广告灯的左右
5、移动，并且可以巩固单片机的理论知识，提高自己的实践能力。单片机具有功能强、体积小、成本低、功耗小等特点，使它在工业控制、智能仪器、节能技术改造、通信系统、信号处理及家用电器产品中都得到了广泛的应用。另外，单片机在很大程度上改变了传统的设计方法，以往采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，大部分功能单元都可以通过对单片机硬件功能扩展及专用程序的开发，来实现系统提出的要求，这意味着许多电路设计问题将转化为程序设计问题，这在很大程度上能够简化电路，但也要求有较好的程序设计基础。我们设计的整体思路是利用AT89C51单片机为核心，配合简单的外部电路，实现对发光二极管的点亮顺序及图案的控制。通过Prote
6、us和Keil软件的设计及仿真，验证实验方案的成败。对于整体的设计如图2-1的方框图所示。显示电路单片机电源驱动电路脉冲电路开关电路图2-1 电路设计方框图3 设计目的及要求（1） 熟悉集成电路的引脚安排。（2） 掌握芯片的逻辑功能及使用方法。（3）了解电路板结构及其接线方法。（4） 掌握单片机的基本原理和编程方法。（5） 熟悉仿真软件Proteus和Keil的基本操作和方法。（6） 要求做单一灯的左移右移，八个发光二极管L1L8分别接在单片机的P1.0P1.7接口上，输出“0”时，发光二极管亮，开始时P1.0P1.1P1.2P1.3P1.7P1.6P1.0亮，重复循环。4 设计过程4.1 系
7、统硬件电路实现把“单片机系统”区域中的P1.0P1.7用8芯排线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1L8端口上，要求：P1.0对应着L1，P1.1对应着L2，P1.7对应着L8。电路图如图4-1所示，按电路图的要求连接电路。AT89C51图4-1 电路原理图 AT89C51单片机及其引脚说明：AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS八位处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片
8、中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51单片机有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含两个外中断口，两个16位可编程定时计数器，引脚电路如图4-2所示。 主要特性：l 与MCS-51 兼容 l 4K字节可编程闪烁存储器 l 寿命：1000写/擦循环l 数据保留时间：10年l 全静态工作：0Hz-24MHzl 三级程序存储器锁定l 1288位内部RAMl 32可编程I/O线l 两个16位定时器/计数器l 5个中断源 l 可编程串行通道l 低功耗的闲置和掉电模式l 片内振荡器和时钟
9、电路 管脚说明：VCC：供电电压GND：接地P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：
10、P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上
11、拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：管脚 备选功能:l P3.0 RXD（串行输入口）l P3.1 TXD（串行输出口）l P3.2 /INT0（外部中断0）l P3.3 /INT1（外部中断1）l P3.4 T0（记时器0外部输入）l P3.5 T1（记时器1外部输入）l P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）l P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）l P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。l RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器
12、周期的高电平时间。l ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。l PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期
13、两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。l EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。l XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。l XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱
14、动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。图4-2 AT89C51单片机引脚图4.2 单片机最小系统单片机最小系统一般指单片机和时钟电路和复位电路。由于51单片机内部集成了程序存储器和数据存储器，只要增加时钟电路和复位电路，单片机就具备了工作的基本条件，单片机就可以正常运行了。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。本次
15、课程设计中选用AT89C51式单片机，其最小系统主要由电复位、振荡电路组成。单片机的最小系统如图4-2所示。单片机的复位电路原理是在单片机的复位引脚RST上电阻和电容，实现上电复位。当复位电平持续两个时钟周期以上时复位有效。复位电路由按键复位和上电复位两部分组成，上电复位是在复位引脚上连接一个电容到VCC，再连接一个电阻到GND；按键复位是在复位电容上并联一个开关，当开关按下时电容被放电、RST也被拉到高电平，而且由于电容的充电，会保持一段时间的高电平来使单片机复位。AT89C51单片机使用12MHZ的晶振最为振荡源，由于单片机内部有振荡电路，所以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，电容一般在
