單片機課程設計 寧波技師學院 課課 程程 設設 計計 報報 告告 論文題目 花樣調速流水燈 專業(yè)班級 學生姓名 學 號 指導教師 寧波技師學院電氣技術系寧波技師學院電氣技術系 20132013 年年 9 9 月月 單片機課程設計 1 目 錄 第 1 章 系統(tǒng)設計 1 1 1 數(shù)碼管顯示方案 1 1 2 按鍵輸入方案 1 第 2 章 硬件電路設計 2 2 1 電路原理 2 2 2 系統(tǒng)工作流程 2 第 3 章 軟件設計 3 3 1 系統(tǒng)資源分配 4 3 2 軟件模塊設計 6 第四章 調試 9 4 1 正常現(xiàn)象 10 4 2 出現(xiàn)的故障 11 第 5 章 總結 7 參考文獻 7 附錄 1 硬件電路圖 8 附錄 2 軟件代碼 14 單片機課程設計 2 第 1 章 系統(tǒng)設計 1 1 數(shù)碼管顯示方案 通常數(shù)碼管顯示有兩種方式 動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示 靜態(tài)顯示的優(yōu)點是程序簡單 顯示亮度有保證 單片機 CPU 的開銷小 節(jié)約 CPU 的工作時間 但占用 I O 口線多 每一個 LED 都要占用一個 I O 口 硬件開 銷大 電路復雜 需要幾個 LED 就必須占用幾個并行 I O 口 比較適用于 LED 數(shù) 量較少的場合 當然當 LED 數(shù)量較多的時候 可以使用單片機的串行口通過移位 寄存器的方式加以解決 但程序編寫比較復雜 LED 動態(tài)顯示硬件連接簡單 但動態(tài)顯示掃描方式需要占用 CPU 較多的時間 在單片機沒有太多實時測試任務的情況下可以采用 本系統(tǒng)需要采用 4 位 LED 數(shù)碼管來顯示流水燈閃爍方式的序號 故本系統(tǒng)選 擇動態(tài)顯示方案 1 2 鍵盤輸入方案 單片機的鍵盤結構可以采用獨立式按鍵和矩陣式鍵盤兩種 獨立式按鍵指直 接用 I O 口線構成單個按鍵電路 可在系統(tǒng)中鍵較少時使用 在按鍵比較多的時 候可采用矩陣式鍵盤 本系統(tǒng)要設置 3 個鍵 其中 1 個鍵用來開啟整個流水燈系 統(tǒng) 另外 2 個鍵分別控制流水燈的閃爍方式和閃爍速度 單片機課程設計 3 第 2 章 硬件電路設計 2 1 電路原理 本硬件的核心是 MCS 51 單片機 我們選用 AT89C51 因無需擴展外部 RAM 系統(tǒng)采用 4 位共陽極數(shù)碼管 用來顯示各種閃爍方式的序號 系統(tǒng)采用 3 個按鍵控制 一個為啟動鍵 當按下啟動按鈕整個流水燈系統(tǒng)啟 動 系統(tǒng)在 P1 0 到 P1 8 上接了 8 個發(fā)光二極管 在按一下啟動鍵的時 P1 0 的 二極管亮 此時從 P1 0 到 P1 8 的二極管依次閃爍 1 若此時按功能鍵 2 流水燈將 2 個 2 個 3 個 3 個或 4 個 4 個依次閃爍 2 若此時按功能鍵 3 流水燈的閃爍頻率將改變 2 2 系統(tǒng)工作流程 按設計要求 我們規(guī)劃了花樣調速流水燈的工作流程如下 1 按下啟動按鈕 流水燈依次閃爍 數(shù)碼管將顯示 1 為第一種閃爍方式 2 按下功能鍵 1 流水燈將 2 個 2 個閃爍 此時數(shù)碼管將顯示 2 表示為第 2 種 顯示方式 并且在此時按下功能鍵 3 燈光將放慢頻率顯示 共有 3 種速度可供調 節(jié) 3 再次按下功能鍵 1 流水燈 3 個 3 個閃爍 此時數(shù)碼管將顯示 3 表示為第 3 種顯示方式 在按下功能鍵 3 燈光將放慢頻率顯示 共有 3 種速度可供調節(jié) 4 最后按下功能鍵 1 流水燈將 4 個 4 個閃爍 此時數(shù)碼管將顯示 4 表示為第 4 種顯示方式 在按下功能鍵 3 燈光將放慢頻率顯示 共有 3 種速度可供調節(jié) 5 再按下停止按鈕系統(tǒng)將停止運行 單片機課程設計 4 第第 3 章章 軟件設計 3 13 1 系統(tǒng)總體結構框圖系統(tǒng)總體結構框圖 針對與設計思想做系統(tǒng)的結構框圖如圖針對與設計思想做系統(tǒng)的結構框圖如圖 3 3 1 1 所示 所示 圖 3 1 3 2 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)流程圖 整個系統(tǒng)的總體程序 電路通電后 若按一下功能鍵 按鈕 1 為第一種方式 若再按一下功能鍵 按鈕 1 此 時為第二種方式 再按一下為第三種方式 每種方式各有它 的流水燈花樣 流程圖請看附錄 單片機課程設計 5 第 5 章 總結 通過此次設計使我對應用系統(tǒng)設計思路有了一定的掌握 對硬件和軟件的實 踐 系統(tǒng)采用 4 位共陽極數(shù)碼管來顯示數(shù)字 采用 3 個按鍵 用來調整閃爍方式 和頻率 將所學的知識得到了貫通 進一步掌握了獨立設計的本領 深入領會單 片機應用系統(tǒng)的軟 硬件調試方法和系統(tǒng)研制開發(fā)過程 參考文獻 1 張立紅 單片微型計算機原理與應用 第二版 中國勞動社會保障出版社 2 胡毓堅 PROTEL 99SE 原理圖與 PCB 及仿真 機械工業(yè)出版社 3 百度文庫 單片機課程設計 6 附錄附錄1 1 軟件代碼軟件代碼 流動循環(huán)燈 ORG 0000H AJMPSTART ORG 000BH AJMPT 0 20ms延時中斷 ORG 001BH AJMPT 1 100ms延時中斷 偽定義 YANS ENBIT 01H 延時使能標志 1有效 ORG 0030H 單片機課程設計 7 初始化 START 打開四位一體數(shù)碼管COM1端 MOV P2 0FEH 設置堆棧指針在 5FH MOV SP 5FH R0 存放 按鍵1 選擇工作方式 MOV R0 0D R1 存放 按鍵2 變換延時時間 MOV R1 1 R2 延時輔助 MOV R2 0 R3 流水燈1查表輔助 MOV R3 0 R4 流水燈2查表輔助 MOV R4 0 單片機課程設計 8 R5 流水燈3查表輔助 MOV R5 0 30H 存放 延時數(shù)據(jù) 多少次100ms MOV 30H 2 2x100ms即200ms 中斷初始化 MOV IE 10001010B T 0 T 1延時中斷使能 MOV IP 00000000B 無 中斷優(yōu)先 MOV TMOD 00010001B T 0 T 1延時中斷 工作方式一 MOV TH0 0D8H MOV TL0 0F0H D8F0 55536 20000us即20ms MOV TH1 3CH MOV TL1 0B0H 3CB0 15536 100000us即100ms MOV TCON 01010000B 啟動T 0 T 1延時 主程序 MAIN CJNER0 1D K1 流水燈1 單片機課程設計 9 LCALLLOOP1 K1 CJNER0 2D K2 流水燈2 LCALLLOOP2 K2 CJNER0 3D K3 流水燈3 LCALLLOOP3 K3 CJNER0 4D K4 關閉 MOV P1 0FFH MOV P0 0FFH LCALLSTART K4 LJMPMAIN 流水燈1 LOOP1 JNB YANS EN 延時 CLR YANS EN 關閉 延時使能標志 MOV DPTR LSD1 MOV A R3 單片機課程設計 10 MOVCA A DPTR MOV P1 A MOV P0 0F9H 數(shù)碼管顯示1 INC R3 CJNER3 16 BYE1 MOV R3 0 BYE1 RET 流水燈2 LOOP2 JNB YANS EN 延時 CLR YANS EN 關閉 延時使能標志 MOV DPTR LSD2 MOV A R4 MOVCA A DPTR MOV P1 A MOV P0 0A4H 數(shù)碼管顯示2 單片機課程設計 11 INC R4 CJNER4 8 BYE2 MOV R4 0 BYE2 RET 流水燈3 LOOP3 JNB YANS EN 延時 CLR YANS EN 關閉 延時使能標志 MOV DPTR LSD3 MOV A R5 MOVCA A DPTR MOV P1 A MOV P0 0B0H 數(shù)碼管顯示3 INC R5 CJNER5 40 BYE3 單片機課程設計 12 MOV R5 0 BYE3 RET 中斷T 0 20ms延時執(zhí)行按鍵判斷 T 0 CLR ET0 PUSHPSW PUSHACC MOV TH0 0D8H MOV TL0 0F0H D8F0 55536 20000us即20ms LCALLAJPD 按鍵判斷 POP ACC POP PSW SETBET0 RETI 單片機課程設計 13 中斷T 1 100ms延時 T 1 CLR ET1 PUSHPSW PUSHACC MOV TH1 3CH MOV TL1 0B0H 3CB0 15536 100000us即100ms INC R2 MOV A R2 CJNEA 30H YES MOV R2 0 SETBYANS EN 啟動 延時使能 YES POP ACC 單片機課程設計 14 POP PSW SETBET1 RETI 按鍵判斷 AJPD 按鍵1 選擇工作方式 JB P3 0 OUT1 JNB P3 0 INC R0 OUT1 按鍵2 變換延時時間 JB P3 1 OUT2 JNB P3 1 INC R1 LCALLYSSJ 調用延時數(shù)據(jù) 并更新 OUT2 RET 單片機課程設計 15 延時數(shù)據(jù) 更新 YSSJ CJNER1 1 SD1 MOV 30H 2 2x100ms即200ms MOV R2 0 SJMPSD3 SD1 CJNER1 2 SD2 MOV 30H 5 5x100ms即500ms MOV R2 0 SJMPSD3 SD2 CJNER1 3 SD3 MOV R1 0 MOV 30H 10 10 x100ms即1s MOV R2 0 SD3 RET 單片機課程設計 16 流水燈數(shù)據(jù) LSD1 流水燈1 0 15 DB 0FEH 0FCH 0F8H 0F0H 0E0H 0C0H 80H 00H DB 80H 0C0H 0E0H 0F0H 0F8H 0FCH 0FEH 0FFH LSD2 流水燈2 0 7 DB 0FCH 0F0H 0C0H 00H 0C0H 0F0H 0FCH 0FFH LSD3 流水燈3 0 39 DB 0FEH 0FCH 0F8H 0F0H 0FFH DB 0FDH 0F9H 0F1H 0E1H 0FFH DB 0FBH 0F3H 0E3H 0C3H 0FFH DB 0F7H 0E7H 0C7H 87H 0FFH DB 0EFH 0CFH 8FH 0FH 0FFH DB 0DFH 9FH 1FH 1EH 0FFH DB 0BFH 3FH 3EH 3CH 0FFH DB 7FH 7EH 7CH 78H 0FFH 單片機課程設計 17 附錄 2 仿真電路圖 花樣調速流水燈的硬件電路 附錄附錄3 3 系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖 單片機課程設計 18 單片機課程設計 19 流程圖流程圖 單片機課程設計 20 PCBPCB 圖圖 項目 負責人 繪圖 PCB 程序 硬件 設計 軟件 設計 系統(tǒng) 設計 調試 清單 總結 烏呈琪烏呈琪 姚文杰姚文杰 吳銀鋒吳銀鋒 單片機課程設計 21 單片機課程設計 22 單片機課程設計 23 第四章 調試 4 1 正常現(xiàn)象 按下功能鍵1 燈開始閃爍 開始運行 這是第一種方式 然后在第一種方式中又 有五中閃爍方式 這時候 就要用到功能鍵2了 按下功能鍵2切換方式 按一下 切 換一種方式 再按一下切換一種方式 然后就是切換到方式二 開始第二種方式 按下功能鍵2 第二種方式開始 燈開始閃爍 然后就按到功能鍵2切換方式 切 換五種方式 按下功能鍵3 切換到第三種方式 燈開始閃爍 然后再按下功能鍵2 切換方式 與 上面一樣 最后 就