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1、简易多彩广告灯控制设计资料科信学院课程设计说明书（2011/2012学年 第二学期）课程名称 ： 单片机应用课程设计 题 目 ： 简易多彩广告灯控制设计 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号 ： 指导教师 ： 王静爽 王立国 王书强等 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2012年07月05日1、课程设计目的 1.1 原始数据及主要任务2 1.2 技术要求22、课程设计正文 2.1 确定总体设计方案2 2.2 元器件介绍3 2.2.1 STC90C523 2.2.2 RS232 42.2.3 CD45115 2.2.4 共阴极数码管62.2 各部分电路设计 2.2.1 单片机最小系统电路6 2.2

2、.2 多色彩广告灯闪烁控制电路7 2.2.2.1设计数字显示电路 7 2.2.2.2设计按键控制电路 8 2.2.2.3设计LED灯显示电路电路 83、设计程序 3.1 程序设计框图9 3.2程序及注释94、设计图纸设计原理图 附图 4.1设计原理图 附图16 4.2设计PCB 附图175、 课程设计总结196、 参考文献201、课程设计目的 1.1 原始数据及主要任务 设计并制作出一个以单片机为核心的彩灯闪烁控制系统：（1）确定总体设计方案（2）、设计键盘输入电路（3）、设计显示电路（4）、合理分配地址，编写系统程序（5）、利用Protel设计硬件电路原理图和PCB图（6）、软硬件联机调试

3、1.2 技术要求设计一个以MCS-51单片机为核心的简易多彩广告灯广告灯闪烁控制系统，2位数码管显示闪烁控制方案，分别显示01、02、03、和10号方案，初始化为00，彩灯灭；2个控制按键，一个加一数字键，一个确定键，循环10个花型的方案。方案01为左循环亮一秒闪烁；方案02为右循环亮一秒闪烁；方案03为“100000000、1100000011111111”递增间隔1秒闪烁；方案10为“01010101,10101010”间隔一秒闪烁；其余方案灯灭。2、课程设计正文 2.1确定总体设计方案2.2 元器件介绍 2.2.1 单片机STC90C52 VCC：供电电压。GND：接地。 P0口：P0口

4、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低八位。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：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器

5、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，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平

6、，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，如P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 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

7、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。 /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。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，

8、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）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 2.2.2 RS232 RS-232C 标准（协议）的全称是 EIA-RS-232C 标准，其中EIA (Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（recommeded standard）代表推荐标准，232是标识号，

9、C代表RS232的最新一次修改（1969），在这之前，有RS232B、RS232A。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。常用物理标准还有有EIA RS-422A、EIA RS-423A、EIA RS-485。 例如，目前在IBM PC机上的COM1、COM2接口，就是RS-232C接口。 2.2.3 CD4511CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路,能提供较大的电流，可直接驱动LED显示器。CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，引脚排

10、列如图 所示。其中A、B、C、D为 BCD 码输入，A为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另外 CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300的限流电阻。功能介绍如下：BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管其它输入端状态如何

11、，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。 LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出高电平有效。CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。各引脚的名称：其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BI、LT；

12、13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是GND、VCC。 2.2.4 共阴极数码管2.2 各部分电路设计 2.2.1单片机最小系统电路要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统如图所示。时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个6MHz石英晶体振荡器和2个22pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按

13、键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。电路如下图所示。时钟电路 复位电路 2.2.2多色彩广告灯闪烁控制电路2.2.2.1设计数字显示电路本部分为数字显示电路，用CD4511驱动共阴极数码管，220为限流电阻，由单片机P2口控制。数字显示电路、 2.2.2.2 按键控制电路 2.2.2.3 设计LED灯显示电路 本部分为LED灯显示电路，由于发光二极管工作电流为10mA，选用所以470为限流电阻。3.设计程序 3.1程序设计框图3.2 源程序#include#include#includedelay.h#includemain.h#includekey.h#inc

14、ludeled.h#includeshumaguan.hvoid main()init(); while(1) key_detect();display(); #includemain.h/*函数功能：延时入口参数：z*/void delay(uint z) uint x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=619;y0;y-);#includemain.h#includekey.h#includedelay.h#includeled.h#includeshumaguan.huint flag;/*函数功能：按键检测* #includemain.h#includekey.h#inc

15、ludedelay.h#includeled.h#includeshumaguan.huint flag;/*函数功能：按键检测*/void key_detect() if(k1=0) P0=0xff; /关位选delay(10);if(k1=0) flag+;if(flag=11)flag=0; while(!k1); /检测是否松开按键relse if(k2=0) P0=0xff; /关位选delay(10);if(k2=0)switch(flag)case 1:left_loop(); break;case 2:right_loop();break;case 3:increase();b

16、reak;case 10:ji_ou();break;default:other_program(); while(!k2); /检测是否松开按键r #includemain.h#includeled.h#includedelay.h#includekey.h#includeshumaguan.huchar code table_l=0xfe,0xfc,0xfb,0xf7,0xef,0xcf,0xbf,0x7f;/*函数功能：实现任务一： 流水灯正向循环亮5次 要实现流水灯左循环亮1秒闪烁*/void left_loop() uchar temp;temp=0x7f; while(1)temp

17、=_cror_(temp,1);delay(8); P3=temp;display();if(k1=0)P3=0xff; /关位选delay(20);if(k1=0)P3=0xff;flag+;delay(10); break;while(!k1); /检测是否松开按键rdelay(20); while(!k1); /*函数功能：实现任务二： 流水灯反向循环亮5次 要实现流水灯右循环亮1秒闪烁*/void right_loop()uchar temp;temp=0xfe; while(1)temp=_cror_(temp,1);delay(8);P3=temp;display();if(k1=

18、0)delay(20);if(k1=0)P3=0xff;flag+;delay(10); break;while(!k1); /检测是否松开按键rdelay(20); while(!k1); /*函数功能：所有灯灭*/void other_program()P3=0xff;delay(10);display();if(k1=0)delay(10);if(k1=0)P3=0xff;flag+;delay(10); while(!k1); /检测是否松开按键r delay(20); while(!k1); /*函数功能：实现任务三： 全灭全亮3次，正向循环亮五次 要实现递增间隔1秒闪烁*/void

19、 increase()uchar i,m,j;uchar a=0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,0xff;for(i=0;i0;m-) P3=0xfe;for(j=0;j0;m-) for(i=0;i4;i+)P3=ai;delay(50);display(); if(k1=0)delay(10);if(k1=0)P3=0xff;flag+;delay(10); break;while(!k1); /检测是否松开按键r for(j=0;j4;j+)P3=bj;delay(50);display();if(k1=0)delay(10);if(k1=0)P3=0xff;flag+;

20、delay(10); break;while(!k1); /检测是否松开按键r P3=0xff;delay(1000);#includemain.h#includedelay.h#includekey.h#includeshumaguan.huchar code table=0xd0,0xd1,0xd2,0xd3,0xd4,0xd5,0xd6,0xd7,0xd8,0xd9;/*函数功能：初始化(在数码管上显示00)*/void init()/初始化函数P2=table0; /送段码P0=0x00; /开位选delay(10); /*函数功能:14位数码管上的显示*/void display(v

21、oid) /显示函数uint shi,ge; shi=flag/10;/取十位 ge=flag%10; /取个位/ P2=0x00; /消隐，让数码管什么都不显示 P0=0x10; /开位选P2=tableshi; /送十位数 delay(1);P0=0x30; /关位选/ P2=0x00; /消隐，让数码管什么都不显示 P0=0x20; /开位选P2=tablege; /送个位数delay(1); /关位选P0=0x30; 4.设计图纸设计原理图 附图4.1设计原理图 附图4.2设计PCB 附图5、 课程设计总结 单片机课程设计已经完成，但是学习没有结束，在这次课程设计里面，不仅仅是设计一样

22、东西，更多的是学习一种态度，对生活，对学习，不能只单单考虑一件事，一个方面，而是要更多的方面来思考，尽可能完善它，充实它，让它体现出一种人性化出来，让你学会一种态度，首先明确要做的是什么，然后开始思考设计思路，设计方法，然后一步一步把它实践出来，然后再看哪里不够完善，仔细修正，才能做出好的东西出来。通过这次实践的机会，我能够初步掌握一些设计的基本思路，对单片机这么课程有了一定的认识，不能仅仅看做成一门设计编程的课本，他更多的是一种指示的意思，然你学会综合分析的思路，让你能够成站起来的一门课程，每门课程开出来总有一定的道理，它既然放在大三上学期，就是让你对未来有一定的认识，不能只是一个单一的设计人员，更多的是要综合考虑一件事物，这样才能更好的融入进去。通过课程设计，我们增强了对单片机的理解，学会查寻资料比较方案，学会单片机的设计计算；进一步提高分析解决实际问题的能力，创造一个动脑动手独立开展电路实验的机会，锻炼分析解决程序编写问题的实际本领，真正实现由课本知识向实际能力的转化；通过典型程序的设计与制作，加深对基本原理的了解，增强了实践能力。这次课程设计也让我更加了解了关于单片机设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次课程设计脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做实训项