毕业设计（论文）-基于单片机多控制多闪烁LED彩灯设计

1、 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文) 第- I -页目录摘要2第1章 绪论3第2章 仿真平台及程序开发语言42.1 AT89C51单片机简介42.2 Keil uVision2集成开发环境92.3 Proteus 7 Professional平台92.4 汇编语言介绍10第3章 总体设计123.1 概述123.2 八种闪烁方式123.3 程序框图20第4章 硬件电路设计214.1 电路总图概述214.2 按键控制电路224.3 LED发光二极管电路234.4 晶振电路234.5 复位电路24第5章 软件编程设计255.1 概述255.2 程序方法使用25第6章 结语26致谢27参考文献28附录1：系统程序及说明29附录2：系统原理图36摘要全套设计加扣 3346389411或3012250582本设计主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED霓彩灯设计的电路进行模仿设计，达到多控制、多闪烁方式的LED霓彩灯固有的基本功能，故叫基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED霓彩灯设计。利用定时器可发出不同频率的脉冲，不同频率的脉冲经控制后，就会控制LED灯的明灭。其次，定时器按设

2、置的定时参数产生中断，这一次中断发出脉冲低电平，下一次反转发出脉冲高电平，由于定时参数不同，就发出不同频率的脉冲，本设计中，LED灯就是根据这个原理来完成它的明和灭。 本次设计提出了用AT89C51单片机为核心控制元件。设计一个基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED霓彩灯设计。本方案以AT89C51单片机作为主控核心，与LED显示电路图、按键控制电路图、复位电路、晶振电路图等模块组成核心主控制模块在主控模块上设有9个按键。根据使用者的操作随意变换想要的闪烁方式。 关键词 AT89C51单片机；按键；LED发光二极管；晶体振荡器第1章 绪论当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。单片机的出现是随着大规模集成电路的出现而出现的。大规模集成电路迅速发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成了芯片级的计算机，因此单片机早期的含义称为单

3、片微型计算机(single chipmicrocomputer).它拥有优异的性价比、集成度高、体积小、可靠性高、控制功能强、低电压、低功耗的显著优点.主要应用于智能仪器仪表、工业检测控制、机电一体化等方面,并且取得了显著的成果。本设计的基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED灯系统实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统。从应用电子开发系统的角度上看，它是一款由LED发光二极管电路、按键控制电路、晶震电路、复位电路和必要的软件组成的单个单片机系统。从硬件结构上看，它是一个由发光二极管、12MHZ晶振、电阻、电容、开关按键、5V直流电源等硬件组成和必要的软件组成的单个单片机系统。单片机应用系统可以分为：（1）最小应用系统。是指能维持单片机运行的最简单配置的系统。这种系统成本低廉,结构简单，常构成一些简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制等。片内有ROM/EPROM的单片机，其最小应用系统即为配有晶振，复位电路，电源的单个单片机.片内无ROM/EPROM的单片机，其最小应用系统除了外部配置晶振，复位电路，电源外，还应外接EPROM或EEPROM作为程序存储器用。（2）最小功

4、耗应用系统。是指为了保证正常运行，系统的功耗最小。（3）典型应用系统。是指单片机要完成工业测控功能所必须的硬件结构系统。第2章 仿真平台及程序开发语言2.1 AT89C51单片机简介主要硬件厂商介绍本设计的中枢硬件控制器是AT89C51单片机。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含有4K bytes的可反复擦写只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器。元器件采用AEMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统。内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元。功能强大的AT89C51单片机可为我们提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。在CMOS 器件生产领域中，ATMEL 的先进设计水平、优秀的生产工艺及封装技术一直处于世界的领先地位，这些技术用于单片机生产使单片机也具有优秀的品质、在结构、性能和功能等方面都有明显的优势。ATMEL l公司的单片机是目前世界上一种独具特色而性能卓越的单片机。它在计算机外部设备、通讯设备、自动化工业控制、宇航设备、仪器仪表和各消费类产品中都有着广泛的应用前

5、景。因此，本设计的基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED灯系统实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机系统。按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.255.50V的电压工作范围和024MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。如图2-1所示：图 2-1 AT89C51单片机1. 主要特性：与MCS-51兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源 可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 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

6、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中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。AT89C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。2. 引脚功能说明：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：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。

7、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，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，如下所示：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

8、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，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

9、电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。3. 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。4. 芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。2.2 Keil uVision2集成开发环境一、项目管理 工程(project)是由源文件、开发工具选项以及编程说明三部分组成的。 一个单一的uVision2工程能够产生一个或多个目标程序。产生目标程序的源文件构成“组”。开发工具选项可以对应目标，组或单个文件。 uVision2包含一个器件数据库(device database)，可以自动设置汇编器、编译器、连接定位器及调试器选项，来满足用户充分利用特定 微控制器的要求。此数据库包含：片上存储器和外围设备的信息，扩展数据指针(extra data

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