单片机 课程设计霓虹灯控制器的设计汇总.docx
《单片机 课程设计霓虹灯控制器的设计汇总.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机 课程设计霓虹灯控制器的设计汇总.docx（25页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
单片机课程设计霓虹灯控制器的设计汇总
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：
电子与信息工程学院教研室：
通信工程教研室
学号
学生姓名
专业班级
课程设计（论文）题目
霓虹灯控制器的设计
课程设计（论文）任务
任务和要求：
1、以单片机为控制核心设计霓虹灯控制器。
2、可用按键设置显示方式。
3、霓虹灯采用无触点开关控制。
设计内容：
1、分析设计要求，明确性能指标；查阅资料、设计方案分析对比。
2、论证并确定合理的总体设计方案，绘制总体结构框图，分析工作原理。
3、完成各单元具体电路的设计：
单片机最小系统、显示等电路。
包括元器件选择、工作原理分析。
4、写出程序流程图及汇编源程序。
5、完成课程设计说明书。
该控制器可实现的硬件和软件设计。
实现技术指标包括：
指导教师评语及成绩
平时成绩（20%）：
论文成绩（40%）：
答辩成绩（40%）：
总成绩：
指导教师签字：
学生签字：
年月日
摘要
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益地更新。
在实时检测和自动控制的应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。
我们周围有许多广告牌、交通指示灯等都是通过单片机控制的。
霓虹灯模拟控制器正是利用美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机作为核心控制芯片实现对霓虹灯的控制。
模拟控制器由单片机控制部分和显示部分组成，与按键、电阻等较少的辅助硬件电路相结合，通过汇编语言编程可以实现任意改变霓虹灯的变化花样和。
本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作等优点。
目录
第1章设计方案论证1
1.1设计意义1
1.2课题设计要求、系统方案介绍1
1.3单片机的选择1
第2章硬件电路设计2
2.1主控制器模块设计2
2.2本设计中用到的引脚功能说明2
2.3AT89C51时钟电路3
2.4AT89C51复位电路4
2.5主控模块电路设计4
第3章程序设计6
第4章设计总结11
参考文献12
附录1:
整体电路原路图13
附录2：
器件清单14
第1章设计方案论证
1.1设计意义
随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。
但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。
此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。
因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
1.2课题设计要求、系统方案介绍
设计一个霓虹灯，采用LED模拟，要有多重花样。
用单片机的P0口控制8盏发光二级管，P2口控制8盏发光二级管，P3口控制一个共阳数码管。
P0,P2,P3口控制的24盏灯排成8×3矩阵，数码管显示灯的花样种类，方案中总共有12种花样，数码管显示数字为0，1，2，3，4，5，6，7，8，9。
在设计的过程中，P0口要加上上拉电阻，这是单片机系统内部决定的。
在方案中用到五个按键，按键S1是单片机复位键，按键S2--S5是选择灯的花样，按键每按下一次，切换花样一次。
1.3单片机的选择
AT89C51是一种高性能低功耗的采用CMOS工艺制造的8位微控制器。
其芯片内部有ROM,且片内ROM全部采用FlashROM,它能于3V的超低压工作,与MCS-51系列单片机完全兼容。
所以选用AT89C51设计电路。
第2章硬件电路设计
2.1主控制器模块设计
本设计用AT89C51作主控制器，构成一个最小控制系统，这个包括：
单片机、晶振电路，复位电路。
AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM）。
AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型，与Intel公司的80C51在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。
2.2本设计中用到的引脚功能说明
AT89C51的引脚图如图2-1所示。
图2-1AT89C51的引脚
Vcc：
第40脚，电源引脚，必须接+5V电源。
Vss：
第20脚，接地电位。
P1口：
第1～8脚。
P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。
作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。
AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）。
P3口：
第10～17脚。
P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。
此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。
此外，P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
RST：
第9脚。
复位输入。
当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
/VPP：
第31脚。
外部访问允许。
欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。
XTAL1：
振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：
振荡器反相放大器的输出端。
2.3AT89C51时钟电路
时钟频率直接影响单片机的速度，电路的质量直接影响系统的稳定性。
常用的时钟电路有两种方式：
内部时钟方式和外部时钟方式。
内部时钟方式：
AT89C51芯片中的高增益反相放大器，其输入端为引脚XTAL1，其输出端为引脚XTAL2。
通过这两个引脚在芯片外并接石英晶体振荡器和两只电容（电容C1和C2一般取30pF）。
石英晶体振荡器为一个感性元件，与电容构成振荡回路，为片内放大器提供正反馈和振荡所需要的相移条件，从而构成一个稳定的自激振荡器。
AT89C51振荡电路如图2-2所示。
图2-2AT89C51振荡电路
外部时钟方式：
常用于多片MCS-51系列单片机同时工作。
如图2-3所示。
图2-3外部时钟电路
2.4AT89C51复位电路
AT89C51复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
本设计采用AT89C51上电复位复位电路。
如图2-4所示。
图5-3复位电路
2.5主控模块电路设计
霓虹灯模拟控制器主控模块电路如附件录图所示。
单片AT89C51P1.0~P1.7做输出口，分别接八只发光二极管八只220欧电阻，LCD采用共阴极接法，用单片机AT89C51的P0.0—P0.4与5个按键开关相连，做为编码开关，且开关接地，按键按下时对应的口为低电平，显示一种亮灯效果。
和Vcc接至+5V电源，Vss接地。
第3章程序设计
3.1总流程图
霓虹灯总流程图如下图3-1所示。
图3-1总流程图
初始时霓虹灯为全灭状态。
当按键P1.0时，霓虹灯倒计时9—0;当按键P1.1时，为流水灯；当按键P1.2时，为闪烁灯；当按键P1.3时，位间隔闪烁灯。
在霓虹灯工作状态下按下复位键，霓虹灯恢复初始状态。
程序代码：
#include
#defineunitunsignedint
voiddelayms（unit）;
voidmain（）
{
while（P1==0xfe）
/*9-0倒计时*/
{P0=0xff;P3=0xff;P2=0xff;
delayms（1000）;
//9
P0=0x17;P3=0x57;P2=0x07;delayms（125）;
P0=0x8b;P3=0xab;P2=0x83;delayms（125）;
P0=0xc5;P3=0xd5;P2=0xc1;delayms（125）;
P0=0xe2;P3=0xeb;P2=0xe0;delayms（125）;
P0=0xf1;P3=0xf5;P2=0xf0;delayms（125）;
P0=0xf8;P3=0xfb;P2=0xf8;delayms（125）;
P0=0xfc;P3=0xfd;P2=0xfc;delayms（125）;
P0=0xfe;P3=0xfe;P2=0xfe;delayms（125）;
//8
P0=0x07;P3=0x57;P2=0x07;delayms（125）;
P0=0x83;P3=0xab;P2=0x83;delayms（125）;
P0=0xc1;P3=0xd5;P2=0xc1;delayms（125）;
P0=0xe0;P3=0xea;P2=0xe0;delayms（125）;
P0=0xf0;P3=0xf5;P2=0xf0;delayms（125）;
P0=0xf8;P3=0xfa;P2=0xf8;delayms（125）;
P0=0xfc;P3=0xfd;P2=0xfc;delayms（125）;
P0=0xfe;P3=0xfe;P2=0xfe;delayms（125）;
//7
P0=0x7f;P3=0x7f;P2=0x07;delayms（125）;
P0=0xbf;P3=0xbf;P2=0x83;delayms（125）;
P0=0xdf;P3=0xdf;P2=0xc1;delayms（125）;
P0=0xef;P3=0xef;P2=0xe0;delayms（125）;
P0=0xf7;P3=0xf7;P2=0xf0;delayms（125）;
P0=0xfb;P3=0xfb;P2=0xf8;delayms（125）;
P0=0xfd;P3=0xfd;P2=0xfc;delayms（125）;
P0=0xfe;P3=0xfe;P2=0xfe;delayms（125）;
//6
P0=0x07;P3=0x57;P2=0x47;delayms（125）;
P0=0x83;P3=0xab;P2=0xa3;delayms（125）;
P0=0xc1;P3=0xd5;P2=0xd1;delayms（125）;
P0=0xe0;P3=0xea;P2=0xe8;delayms（125）;
P0=0xf0;P3=0xf5;P2=0xf4;delayms（125）;
P0=0xf8;P3=0xfa;P2=0xfa;delayms（125）;
P0=0xfc;P3=0xfd;P2=0xfd;delayms（125）;
P0=0xfe;P3=0xfe;P2=0xfe;delayms（125）;
//5
P0=0x17;P3=0x57;P2=0x47;delayms（125）;
P0=0x8b;P3=0xab;P2=0xa3;delayms（125）;
P0=0xc5;P3=0xd5;P2=0xd1;delayms（125）;
P0=0xe2;P3=0xea;P2=0xe8;delayms（125）;
P0=0xf1;P3=0xf5;P2=0xf4;delayms（125）;
P0=0xf8;P3=0xfa;P2=0xfa;delayms（125）;
P0=0xfc;P3=0xfd;P2=0xfd;delayms（125）;
P0=0xfe;P3=0xfe;P2=0xfe;delayms（125）;
//4
P0=0x1f;P3=0xdf;P2=0x07;delayms（125）;
P0=0x8f;P3=0xef;P2=0x83;delayms（125）;
P0=0xc7;P3=0xf7;P2=0xc1;delayms（125）;
P0=0xe3;P3=0xfb;P2=0xf0;delayms（125）;
P0=0xf1;P3=0xfd;P2=0xf0;delayms（125）;
P0=0xf8;P3=0xfe;P2=0xf8;delayms（125）;
P0=0xfc;P3=0xff;P2=0xfc;delayms（125）;
P0=0xfe;P3=0xff;P2=0xfe;delayms（125）;
//3
P0=0x57;P3=0x57;P2=0x07;
delayms（125）;
P0=0xab;P3=0xab;P2=0x83;delayms（125）;
P0=0xd5;P3=0xd5;P2=0xc1;delayms（125）;
P0=0xea;P3=0xea;P2=0xe0;delayms（125）;
P0=0xf5;P3=0xf5;P2=0xf0;delayms（125）;
P0=0xfa;P3=0xfa;P2=0xf8;delayms（125）;
P0=0xfd;P3=0xfd;P2=0xfc;delayms（125）;
P0=0xfe;P3=0xfe;P2=0xfe;delayms（125）;
//2
P0=0x47;P3=0x57;P2=0x17;delayms（125）;
P0=0xa3;P3=0xab;P2=0x8b;delayms（125）;
P0=0xd1;P3=0xd5;P2=0xd5;delayms（125）;
P0=0xe8;P3=0xea;P2=0xe2;delayms（125）;
P0=0xf4;P3=0xf5;P2=0xf1;
delayms（125）;
P0=0xfa;P3=0xfa;P2=0xf8;delayms（125）;
P0=0xfd;P3=0xfd;P2=0xfc;delayms（125）;
P0=0xfe;P3=0xfe;P2=0xfe;delayms（125）;
//1
P0=0xff;P3=0xff;P2=0x07;delayms（125）;
P0=0xff;P3=0xff;P2=0x83;delayms（125）;
P0=0xff;P3=0xff;2=0xa1;delayms（125）;
P0=0xff;P3=0xff;P2=0xe0;delayms（125）;
P0=0xff;P3=0xff;P2=0xf0;delayms（125）;
P0=0xff;P3=0xff;P2=0xf8;delayms（125）;
P0=0xff;P3=0xff;P2=0xfa;delayms（125）;
P0=0xff;P3=0xff;P2=0xfe;delayms（125）;
//0
P0=0x07;P3=0x77;P2=0x07;delayms（125）;
P0=0x83;P3=0xbb;P2=0x83;delayms（125）;
P0=0xc1;P3=0xdd;P2=0xc1;delayms（125）;
P0=0xe0;P3=0xee;P2=0xe0;delayms（125）;
P0=0xf0;P3=0xf7;2=0xf0;delayms（125）;
P0=0xf8;P3=0xfb;2=0xf8;delayms（125）;
P0=0xfc;P3=0xfd;P2=0xfc;delayms（125）;P0=0xfe;3=0xfe;P2=0xfe;delayms（125）;
P0=0xff;P3=0xff;P2=0xff;delayms（500）;}
while（P1==0xfd）
/*流水灯*/
{P0=0xff;P3=0xff;
P2=0xff;elayms（500）;
P0=0xfe;delayms（100）;
P0=0xfc;delayms（100）;
P0=0xf8;delayms（100）;
P0=0xf0;delayms（100）;
P0=0xe0;delayms（100）;
P0=0xc0;delayms（100）;
P0=0x80;delayms（100）;
P0=0x00;delayms（100）;P3=0xfe;delayms（100）;
P3=0xfc;delayms（100）;
P3=0xf8;delayms（100）;
P3=0xf0;delayms（100）;
P3=0xe0;delayms（100）;
P3=0xc0;delayms（100）;
P3=0x80;delayms（100）;
P3=0x00;delayms（100）;
P2=0xfe;delayms（100）;P2=0xfc;delayms（100）;P2=0xf8;delayms（100）;
P2=0xf0;delayms（100）;
P2=0xe0;delayms（100）;
P2=0xc0;delayms（100）;
P2=0x80;delayms（100）;
P2=0x00;delayms（100）;
P0=0x00;delayms（100）;
P0=0x80;delayms（100）;
P0=0xc0;delayms（100）;
P0=0xe0;delayms（100）;
P0=0xf0;delayms（100）;
P0=0xf8;delayms（100）;
P0=0xfc;delayms（100）;
P0=0xfe;delayms（100）;
P0=0xff;delayms（100）;P3=0x00;delayms（100）;
P3=0x80;delayms（100）;
P3=0xc0;delayms（100）;
P3=0xe0;delayms（100）;
P3=0xf0;delayms（100）;
P3=0xf8;delayms（100）;
P3=0xfc;delayms（100）;
P3=0xfe;delayms（100）;
P3=0xff;delayms（100）;
P2=0x00;delayms（100）;
P2=0x80;delayms（100）;P2=0x80;elayms（100）;
P2=0xc0;delayms（100）;
P2=0xe0;delayms（100）;
P2=0xf0;delayms（100）;
P2=0xf8;delayms（100）;
P2=0xfc;delayms（100）;
P2=0xfe;delayms（100）;
P2=0xff;delayms（100）;
P2=0xfe;delayms（100）;
P2=0xfc;delayms（100）;
P2=0xf8;delayms（100）;
P2=0xf0;delayms（100）;
P2=0xe0;delayms（100）;
P2=0xc0;delayms（100）;
P2=0x80;delayms（100）;
P2=0x00;delayms（100）;
P3=0xfe;delayms（100）;
P3=0xfc;delayms（100）;
P3=0xf8;delayms（100）;
P3=0xf0;delayms（100）;
P3=0xe0;delayms（100）;
P3=0xc0;delayms（100）;
P3=0x80;delayms（100）;
P3=0x00;delayms（100）;
P0=0xfe;delayms（100）;P0=0xfc;delayms（100）;
P0=0xf8;delayms（100）;
P0=0xf0;delayms（100）;
P0=0xe0;delayms（100）;
P0=0xc0;delayms（100）;
P0=0x80;delayms（100）;
P0=0x00;delayms（100）;
P2=0x00;delayms（100）;
P2=0x80;delayms（100）;
P2=0xc0;delayms（100）;
P2=0xe0;delayms（100）;
P2=0xf0;delayms（100）;
P2=0xf8;delayms（100）;
P2=0xfc;delayms（100）;
P2=0xfe;delayms（100）;
P2=0xff;delayms（100）;
P3=0x00;delayms（100）;
P3=0x80;delayms（100）;
P3=0xc0;delayms（100）;
P3=0xe0;delayms（100）;
P3=0xf0;delayms（100）;
P3=0xf8;delayms（100）;
P3=0xfc;delayms（100）;
P3=0xfe;delayms（100）;
P3=0xff;delayms（100）;
P0=0x00;delayms（100）;
P0=0x80;delayms（100）;
P0=0xc0;delayms（100）;
P0=0xe0;delayms（100）;
P0=0xf0;delayms（100）;
P0=0xf8;delayms（100）;
P0=0xfc;delayms（100）;
P0=0xfe;delayms（100）;
P0=0xff;delayms（100）;
}while（P1==0xfb）
/*闪烁灯*/
{P0=0x00;delayms（400）;P3=0x00;delayms（400）;P2=0x00;delayms（400）;
P0=0xff;delayms（400）;
P3=0xff;delayms（400）;
P2=0xff;delayms（400）;
P0=0x00;delayms（400）;
P3=0x00;delayms（400）;
P2=0x00;delayms（400）;
P0=0xff;delayms（400）;
P3=0xff;de
升级会员 