单片机实训报告

《多模式彩灯控制器》课程设计报告设计题目: 基于80C51单片机制作的彩灯控制器系别：电气工程学院专业：应用电子技术作者：*** 学号：******** 指导老师：蔡卫平老师日期：2011-12-22目录1.引言 (4)2.设计要求 (4)3.电路图 (5)4.工作原理说明 (9)5.程序框图 (10)6.调试过程，解决问题的方法 (10)7.总结 (11)8.源程序 (12)参考文献附录源程序下载地址基于80C51单片机制作的彩灯控制器与程序设计引言单片微型计算机简称单片机，又称微控制器(MCU)，它的出现是计算机发展史上的一个重要的里程碑，它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。

本次课设采用的AT89C51单片机是51系列单片机的一种代表，目前51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种单片机之一。

单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计的基础课。

基于80C51单片机制作的彩灯控制器概述：本次课设所使用的单片机最小系统板包括以下器件：电源端子(DC +5V)，可以USB供电，也可独立电源供电。

AT89C51单片机。

LED发光二极管共9个，其中8个接于P1口做LED显示，还有一个做电源灯显示。

还有其他电阻电容若干，系统板一个，按键开关9个，其中复位开关一个，按键控制开关8个，要求本设计以单片机STC89S52为控制核心，由八路LED模块、八路按钮模块等部分组成。

可实现花样流水灯，要求在将硬件电路准确无误地安装后进行调试，用单片机实现按钮控制LED灯的状态，由P1端口控制8个LED灯，P2端口接8个按钮开关（本学期只用前3个）至少完成以下三个功能1、按下第一个按钮，8个灯全部闪烁2、按下第二个按钮，8个灯从P0-----P7流水3、按下第三个按钮，8个灯从P7-----P0流水上面的功能可适度改变，供自由发挥，只要求第一次按键有效，复位后为全灭且可以上电复位，接通电源后电源指示灯亮。

所需元件清单：1）AT89s522）9个LED灯3）9个按键4）12M晶振5）上拉电阻与限流电阻6）33pf的瓷片电容2个7）排针4*20+38）杜邦线11根9）锡线若干电路原理图：PCB板效果图LED 灯电路一般发光二极管的工作电流是十几毫安至几十毫安，正向压降为1.3V-2.5V。

有一些低电流的发光二极管的工作电流可以降至2MA，而亮度与正常发光二极相同，当然价格会高一些。

所有发光二极管在电路中一般都要串一个电阻用来限流。

发光二极管的电流不同，亮度也不同，并且寿命也会受到影响，这个电流通常就是由接入的电阻来调整。

发光二极管串联了一个1kΩ的电阻后接在5V 的电压上。

LED 灯电路接在单片机的P1口上。

LED灯的阳极接电源，阴级接单片机的I/0 口，因此是低电平驱动，只要单片机在相应引脚给出低电平，LED 就会发光。

按键电路通过电阻接电源负极，并将按键所接的单片机的I/O口作为输出端。

为使读取的按键信息可靠，每次读取按键状态时向P2端口写入一个高电平，这样，当按键没有按下时，当前I/O输出低电平，代表按键按下。

由于按键属于机械开关，按动过程不可避免存在抖动的现象。

因此必须去抖动才能避免误判断。

可以在程序中采用软件延时的办法，即每次检测到有键按下时延时20ms 再判断是否按键还是处于按下状态，是则表示确实有键按下，不是则表示是按键误动作。

用户按下按键的时间可以稍微长一点。

源程序：#include<reg52.h>unsigned char keyvalue;unsigned int CYCLE=300,PWM_LOW=0;/*------------------------------------------------花样表格------------------------------------------------*/unsigned char code seg[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0x00,0x00,0x55,0x55,0xaa,0xaa};//rom允许情况可以无限添加unsigned char swscan(void);void Delay(unsigned int t); //延时函数声明//------------------------------------------------main(){unsigned char i;while(1){i=swscan();if(i==1){while(1){P1=0xff;Delay(60000);for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++){P1=0x00; //点亮LEDDelay(PWM_LOW);//延时长度，600次循环中从1加至599P1=0xff; //熄灭LEDDelay(CYCLE-PWM_LOW);}P1=0x00;for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--){P1=0x00;Delay(PWM_LOW);P1=0xff;Delay(CYCLE-PWM_LOW);} }}if(i==2){while(1){P1=0xFF;Delay(20000);P1=0xFE; //第1个LED亮for(i=0;i<8;i++){Delay(20000);P1 <<=1;}}}if(i==3){while(1){P1=0xFF;Delay(20000);P1=0x7F; //第1个LED亮for(i=0;i<8;i++){Delay(20000);P1 >>=1;P1|=0x80;}}}if(i==4){while(1){for(i=0;i<16;i++) //查表可以简单的显示各种花样实用性更强{Delay(20000);P1=seg[i];}}}}}void Delay(unsigned int t){while(--t);}// 按键扫描函数，返回扫描键值unsigned char swscan(void){P2=0xff;if(P2!=0xff){Delay(100);if(P2!=0xff){keyvalue=P2;switch(keyvalue){case 0xfe:return 1;break;case 0xfd:return 2;break;case 0xfb:return 3;break;case 0xf7:return 4;break;case 0xef:return 5;break;case 0xdf:return 6;break;case 0xbf:return 7;break;case 0x7f:return 8;break;default:return 0;break;}}}return 0;}工作原理说明：通过12M的晶振和复位电路加上电源给组成了一个最小系统，12M晶振给单片机提供了“心跳”，电源提供了动力，复位电路确保了单片机的正确执行。

通上电，首先电解电容充电，rst引脚有电压且能持续一段时间，给单片机提供可靠的复位，通电后晶振也开始产生12M的方波，等待点解电容充电完成后，单片机遍开始工作。

从源程序中我们可以看到，通电后，单片机进入一个while死循环，不断调用按键扫描程序，按键扫描程序中将P2口的状态存储在一个变量中，在switch语句中进行比较，我们假设第一个按键按下，则P2口的电平情况应该是01111111，即是0xfe；这时switch语句返回数值1，返回后，在主函数中，用if语句进行对比，如果是1，则进入按键一的程序，按键一中有一条while语句以便使单片机不停的工作，知道电源断开。

在P1中，我定义的功能是PWM调光，也就是呼吸灯，8盏LED慢慢的亮后再慢慢的暗。

按键2、按键3、按键4…………，原理一样，改变的只是功能部分这样我们就实现了控制彩灯的功能程序框图：调试过程及解决问题的方法：在这次实训中还算顺利，没有遇到太多的问题用开发板将自己写好的程序刷如单片机中，将单片机插入插槽。

一开始接上电源，接上LED灯，发现电源指示灯闪了下就不亮了，经过检查发现没有节220的限流电阻，指示灯已经烧毁，只好换一个，这样给了我一个教训，LED一定需要接限流电阻，在以后的制作中要仔细检查后再上电测试，这次是一个LED，下次可能是很贵的其他元器件，吸取教训。

依次测试了4个按键的功能，没有发现问题，算是调试完成了。

^-^总结：首先在做本次实习的过程中，我感触最深的是查阅大量的设计资料。

为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。

通过查资料，和同学们讨论，听老师讲解，最后按实训要求编写程序。

程序循环输出到单片机P1口，控制LED灯从LED1向LED8依次亮，到全部亮然后LED 灯从LED1向LED8依次前进单个亮，类似跑马情形。

其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，硬件的设计和焊接都要我们自己动手去焊，软件的编程也要我们不断的调试，最终按要求完成课程的设计，很高兴它能按着设计的思想运行起来。

最后，在实习之前，我们要对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在实习过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。

但是从中学到的知识会让我受益终身。

发现、提出、分析、解决问题和实践能力提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。

同时也感谢蔡卫平老师得指导使得这次少走许多弯路。

参考文献[1] 张伟，《单片机原理及应用》，机械工业出版社，2005[2] 张鑫，《单片机原理及应用》，电子工业出版社，2005[3] 曹国清，《数学电路与逻辑设计》,中国矿业大学出版社，2004[4] 任致程，《经典集成电路400例》,机械工业出版社，2002[5] 薛栋梁，《单片机原理及应用》，中国水利水电出版社，2001[6] 吴金戎,沈庆阳等，《8051单片机实践与应用》，清华大学出版社，2001[7] 谢筑森,张辉等，《单片机开发与典型应用设计》，中国科学技术大学出版社，1997基于51单片机的多模式彩灯控制器程序设计- 12 -附录（贴出实验板正面及背面图片）C 语言源文件+仿真图下载文件名称: 课程设计.rar文件大小: 17.87 KB 上传用户: liuenming文件校验: F985101E9A214BF45B40D593A359F823下载地址： /down/index/9325732A6216电气工程学院电子1003班***********2011-12-22。