單鍵控制led燈的亮暗單片機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　《單片機(jī)原理及應(yīng)用》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　20 年 6 月 日</p><p>　　單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</p><p>　題 目∶單鍵控制LED燈的亮暗</p><p>　院 系∶********&

2、lt;/p><p>　專業(yè)班級(jí)∶******</p><p>　姓 名∶****</p><p>　學(xué) 號(hào)∶***</p><p>　指導(dǎo)教師∶***</p><p>　成 績(jī)∶</p><p><b>　　目 錄</b></p><p&

3、gt;<b>　　第一節(jié) 緒論6</b></p><p><b>　　1.1 概述6</b></p><p>　　1 .2 LED點(diǎn)亮顯示屏概述……………………………………………………………………………..6</p><p>　　1.3 LED顯示屏控制技術(shù)狀況6</p><p>　　1.3

4、.1串行傳輸與并行傳輸技術(shù)6</p><p>　　1.3.2 動(dòng)態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存技術(shù)7</p><p>　　1.3.3動(dòng)檢測(cè)及遠(yuǎn)程控制技術(shù)7</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)任務(wù)7</b></p><p>　　第二節(jié) 單片機(jī)最小系統(tǒng)構(gòu)建8</p><p>　　第三節(jié) 中斷程序的

5、設(shè)計(jì)及應(yīng)用8</p><p>　　3.1 中斷程序的設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.2 中斷的應(yīng)用11</p><p>　　第四節(jié) 工作方式選擇與硬件分析12</p><p>　　4.1 硬件電路的分析12</p><p>　　4.2 工作方式的選擇與計(jì)算13</p><p>

6、;<b>　　附錄15</b></p><p>　　1 課程設(shè)計(jì)總結(jié)17</p><p><b>　　2.參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　第一節(jié) 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p>

7、<p>　　LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。它具有發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。并廣泛的應(yīng)用于公交汽車，碼頭，商店，學(xué)校和銀行等公共場(chǎng)合的信息發(fā)布和廣告宣傳。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色，雙色圖文顯示屏到現(xiàn)在的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過(guò)程，自20世紀(jì)八十年代開(kāi)始，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍布交通、電信、教育、證券、廣告宣傳等各方面。</p&

8、gt;<p>　　1.2 LED點(diǎn)陣顯示屏概述</p><p>　　LED點(diǎn)陣顯示屏的構(gòu)成型式有多種，其中典型的有兩種。一種把所需展示的廣告信息燒寫(xiě)固化到EPROM芯片內(nèi)，能進(jìn)行固定內(nèi)容的多幅漢字顯示，稱為單顯示型；另一種在機(jī)內(nèi)設(shè)置了字庫(kù)、程序庫(kù)，具有程序編制能力，能進(jìn)行內(nèi)容可變的多幅漢字顯示，稱可編程序型。</p><p>　　目前，國(guó)內(nèi)的LED點(diǎn)陣顯示屏大部分是單顯示型，

9、其顯示的內(nèi)容相對(duì)較少，顯示花樣較單一。一般在產(chǎn)品出廠時(shí)，顯示內(nèi)容就已寫(xiě)入顯示屏控制系統(tǒng)中的EPROM芯片內(nèi)，當(dāng)需要更換顯示內(nèi)容時(shí)就非常困難，這樣使該類型的顯示屏使用范圍受到了限制。國(guó)內(nèi)的另一種LED顯示屏——可編程序型LED顯示屏，雖然增加了顯示屏系統(tǒng)的編程能力，顯示內(nèi)容和顯示花樣都有所增加，但也存在著更換顯示內(nèi)容不便的缺點(diǎn)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，如今的廣告牌都存在著顯示內(nèi)容豐富、信息量大、信息更換速度快等特點(diǎn)。因此傳統(tǒng)的LED顯示屏

10、控制系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代廣告宣傳業(yè)的需要。而利用PC機(jī)通信技術(shù)控制LED顯示屏，則具有顯示內(nèi)容豐富，信息更換靈活等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1.3 LED顯示屏控制技術(shù)狀況</p><p>　　顯示屏的控制系統(tǒng)包括輸入接口電路、信號(hào)控制、轉(zhuǎn)換和數(shù)字化處理電路及輸出接口電路等，涉及的具體技術(shù)很多，其關(guān)鍵技術(shù)包括串行傳輸與并行傳輸技術(shù)、動(dòng)態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)及遠(yuǎn)程控制技術(shù)等。

11、</p><p>　　1.3.1 串行傳輸與并行傳輸技術(shù)</p><p>　　LED顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有串行和并行兩種。日前普遍采用串行控制技術(shù)，顯示屏每個(gè)單元內(nèi)部的不同驅(qū)動(dòng)電路和各級(jí)聯(lián)單元之間，每個(gè)時(shí)鐘僅傳送一位數(shù)據(jù)。采用這種方式的驅(qū)動(dòng)IC種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較少，可減少顯示單元的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動(dòng)元件，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和性價(jià)比，具體工程實(shí)現(xiàn)也較為容易。</p&

12、gt;<p>　　1.3.2掃描與靜態(tài)鎖存技術(shù)</p><p>　　LED顯示屏控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)顯示信息的刷新技術(shù)有動(dòng)態(tài)掃描和靜態(tài)鎖存兩種方式。一般室內(nèi)顯示屏多采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，即一行發(fā)光二極管共用一行驅(qū)動(dòng)寄存器，根據(jù)共用一行驅(qū)動(dòng)寄存器的發(fā)光二極管像素?cái)?shù)目，分為1/4,1/16掃描等。室外顯示屏基本上采用靜態(tài)鎖存技術(shù)，即每一個(gè)發(fā)光一極管都對(duì)應(yīng)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)寄存器，無(wú)需時(shí)分工作，從而保證了每一個(gè)發(fā)光一極管的亮

13、度占空比為100%。動(dòng)態(tài)掃描法可以大大減少控制器的I/O口，因此應(yīng)用較廣。</p><p>　　1.3.3遠(yuǎn)程控制技術(shù)</p><p>　　LED顯示屏的構(gòu)成復(fù)雜，特別是室外顯示屏，供電、環(huán)境亮度、環(huán)境溫度條件等都直接影響顯示屏的正常運(yùn)行。在LED顯示屏的控制系統(tǒng)中，因根據(jù)需要對(duì)溫度、亮度、電源等進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)控制，也可根據(jù)需要，遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏的亮度、色度調(diào)節(jié)、圖像水平和垂直位置的調(diào)節(jié)以及

14、工作方式的轉(zhuǎn)換等。</p><p><b>　　1.4任務(wù)</b></p><p>　　本研究即以AT89C51單片機(jī)為核心， 采用串行傳輸、動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，制作一款擁有PC機(jī)通信功能的，模塊化LED多功能顯示屏。</p><p>　　現(xiàn)在市場(chǎng)上各類基于LED的顯示屏較多，但大部分產(chǎn)品為單一模式的LED顯示屏，其在顯示內(nèi)容的更換及顯示屏的重組等方

15、面都存在不便之處。但隨著信息化社會(huì)的迅速發(fā)展，LED顯示屏正在向顯示內(nèi)容豐富、信息更改方便等方面發(fā)展。因此制作一款多功能的LED廣告顯示屏是非常有意義地。</p><p>　　第二節(jié) 單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)建 </p><p>　　2.1 基本硬件電路的構(gòu)建</p><p>　　一種單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件電路如圖2-1所示。</p><p>&l

16、t;b>　　圖 2-1</b></p><p><b>　　中斷程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用</b></p><p>　　中斷是單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中頗具魅力的地方，這是因?yàn)橹袛嗄茏寙纹瑱C(jī)做更多的事情、完成更多的任務(wù)，因而工作更具效率。</p><p>　　3. 1 中斷程序設(shè)計(jì)</p><p>　　中斷程序的設(shè)計(jì)一般包

17、含兩部分：主程序中的初始化程序設(shè)計(jì)和中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)。初始化程序設(shè)計(jì)包括中斷程序入口處理和中斷程序初始化。中斷服務(wù)子程序是中斷得到響應(yīng)后所執(zhí)行的程序，中斷功能在這部分程序中實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　3. 1.1 初始化程序設(shè)計(jì)</p><p>　　初始化程序的結(jié)構(gòu)如圖3.1所示</p><p><b>　　圖3-1</b></p>

18、;<p><b>　　中斷程序入口處理</b></p><p>　　對(duì)中斷入口的處理，通常利用偽指令ORG與無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令使程序跳轉(zhuǎn)至真正的中斷服務(wù)起始地址。</p><p><b>　　中斷程序初始化</b></p><p>　　單片機(jī)在復(fù)位后，IE、IP、 TOCN和SCON的值均為0，處于關(guān)中斷狀態(tài)，且

19、中斷源的優(yōu)先級(jí)都為低級(jí)，因此要根據(jù)任務(wù)的要求對(duì)相應(yīng)的控制位進(jìn)行設(shè)置。</p><p>　　3.1.2 中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　中斷服務(wù)子程序的結(jié)構(gòu)如圖3-2所示，一般由4部分組成：保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、中斷處理、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)和中斷返回。</p><p><b>　　圖 3-2</b></p><p><b>　

20、　3.2 中斷的應(yīng)用</b></p><p>　　硬件電路見(jiàn)圖2-1，單片機(jī)晶振頻率為6MHZ。編寫(xiě)程序使8個(gè)發(fā)光二極管以1秒的間隔依次點(diǎn)亮,當(dāng)按鍵按下后，停止流的；當(dāng)松開(kāi)按鍵后繼續(xù)流動(dòng)。</p><p><b>　　源程序如下：</b></p><p>　　ORG 0000H ；復(fù)位后程序起始地址

21、</p><p>　　SJMP START ；跳轉(zhuǎn)START處</p><p>　　ORG 0003H ；外部中斷0中斷服務(wù)程序入口地址</p><p>　　SJMP X0_INT ；跳轉(zhuǎn)到X0_INT處</p><p>　　ORG 000BH

22、 ；T0溢出中斷的入口地址</p><p>　　SJMP T0_INT ；跳轉(zhuǎn)到T0_INT 處</p><p>　　ORG 0030H ；主程序起始地址</p><p>　　START: </p><p>　　MOV TMOD,

23、#01H ；設(shè)T1為方式1，作定時(shí)器用</p><p>　　MOV TH1, #15H ；置T1計(jì)數(shù)初值</p><p>　　MOV TL1, #0A0H ； </p><p>　　SETB TR0 ；啟動(dòng)T1計(jì)時(shí)</p><p>

24、　　SETB ET0 ；；允許T1溢出中斷</p><p>　　SETB IT0 ；設(shè)置外部中斷1的下降沿觸發(fā)方式</p><p>　　SETB EX0 ；允許外部中斷1的控制位</p><p>　　SETB PT0

25、 ；T1溢出中斷為高優(yōu)先級(jí)</p><p>　　SETB EA ；開(kāi)總中斷</p><p>　　MOV 30H, #200 ；軟件計(jì)數(shù)器置計(jì)數(shù)初值200</p><p>　　MOV R2, #0FEH ；給R2賦控制字初值0FEH</p><p>

26、　　MOV P1, R2 ；控制字送P1</p><p>　　SJMP $ ；原地踏步，等待T1溢出中斷的到來(lái)</p><p><b>　　X0_INT:</b></p><p>　　CPL F0 ；清0</p>

27、<p>　　JNB P3.2, $ ；等待按鍵釋放</p><p>　　RETI ； </p><p><b>　　T0_INT:</b></p><p>　　MOV TH1, #15H ； </p>

28、<p>　　MOV TL1, #0A0H ； </p><p>　　DJNZ R3, DLY ；減“1”不為“0”則再次執(zhí)行</p><p>　　MOV 30H, #200 ；1S計(jì)時(shí)時(shí)間到，重置初值200</p><p>　　MOV R2, #0

29、FEH ；</p><p>　　MOV A, R2 ；</p><p>　　JNB F0,LOOP1 ；</p><p>　　RL A ；控制字左移一位</p><p>　　SJMP

30、 LOOP2 ；循環(huán)到下一狀態(tài)</p><p><b>　　LOOP1:</b></p><p>　　RR A ；控制字右移一位</p><p><b>　　LOOP2:</b></p><p>　　MOV

31、 R2, A ；</p><p>　　MOV P1, A ；</p><p><b>　　DLY:</b></p><p>　　RET ；子程序返回主程序</p><p>　　END

32、 ；程序結(jié)束</p><p>　　第四節(jié) 工作方式選擇與硬件分析</p><p>　　4.1 硬件電路的分析</p><p><b>　　硬件電路：</b></p><p>　　4.2 工作方式的選擇與計(jì)算</p><p>　　MCS-5

33、1單片機(jī)的串行端口有4種基本工作方式，通過(guò)編程設(shè)置，可以使其工作在任一方式，以滿足不同場(chǎng)合的需要。其中，方式0主要用于外接移位寄存器，以擴(kuò)展單片機(jī)的I／O電路；工作方式1多用于雙機(jī)之間或與外設(shè)電路的通信；方式2、3除有方式1的功能外，還可以作多機(jī)通信，以構(gòu)成分布式多微機(jī)系統(tǒng)。 </p><p><b>　　串口控制寄存器</b></p><p>　　輸入：在(REN)

34、=1時(shí)，串行口采樣RXD引腳，當(dāng)采樣到1至O的跳變時(shí)，確認(rèn)是串行發(fā)送來(lái)的一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始位0，從而開(kāi)始接收一幀數(shù)據(jù)。只有當(dāng)8位數(shù)據(jù)接收完，并檢測(cè)到高電平停止位后，只有滿足①(R1)=0；②(SM2)=0或接收到的第9位數(shù)據(jù)為1時(shí)，停止位才進(jìn)入RB8，8位數(shù)據(jù)才能進(jìn)入接收寄存器，并由硬件置位中斷標(biāo)志RI；否則信息丟失。所以在方式1接收時(shí)，應(yīng)先用軟件清零RI和SM2標(biāo)志。</p><p><b>　　1.工作

35、方式2</b></p><p>　　方式2為固定波特率的11位uART方式。它比方式1增加了一位可程控為1或0的第9位數(shù)據(jù)。</p><p>　　輸出：發(fā)送的串行數(shù)據(jù)由TXD端輸出一幀信息為11位，附加的第9位來(lái)自SCON寄存器的TB8位，用軟件置位或復(fù)位。它可作為多機(jī)通訊中地址／數(shù)據(jù)信息的標(biāo)志位，也可以作為數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位。當(dāng)CPu執(zhí)行一條數(shù)據(jù)寫(xiě)入SuBF的指令且TI=0時(shí)，

36、就啟動(dòng)發(fā)送器發(fā)送。發(fā)送一幀信息后，置位中斷標(biāo)志TI。</p><p>　　輸入：在(REN)=1時(shí)，串行口采樣RXD引腳，當(dāng)采樣到1至O的跳變時(shí)，確認(rèn)是串行發(fā)送來(lái)的一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始位0，從而開(kāi)始接收一幀數(shù)據(jù)。在接收到附加的第9位數(shù)據(jù)后，當(dāng)滿足①(RI)：0；②(SM2)=0或接收到的第9位數(shù)據(jù)為1時(shí)，第9位數(shù)據(jù)才進(jìn)入RB8，8位數(shù)據(jù)才能進(jìn)入接收寄存器，并由硬件置位中斷標(biāo)志Ri；否則信息丟失。且不置位RI。</

37、p><p><b>　　2. 工作方式3</b></p><p>　　方式3為波特率可變的11位UART方式。除波特率外，其余與方式2相同。    波特率的選擇    如前所述，在串行通訊中，收發(fā)雙方的數(shù)據(jù)傳送率(波特率)要有一定的約定。在MCS-51串行口的四種工作方式中，方式0和2的波特率是固定的，而方式

38、1和3的波特率是可變的，由定時(shí)器T1的溢出率控制。</p><p><b>　　1．方式O</b></p><p>　　方式0的波特率固定為主振頻率  的1/12。</p><p><b>　　2．方式1</b></p><p>　　方式2的波特率由PCON中的選擇位SMOD來(lái)決定，可表示

39、為：波特率=2sMoD×fosc／64也就是當(dāng)SMOD=1時(shí)，波特率為1／32×fosc，當(dāng)SMOD=0時(shí)，波特率為1／64×fosc。3．方式1和方式3</p><p>　　定時(shí)器T1作為波特率發(fā)生器，其公式如下：</p><p>　　波特率=2SMOD／32×定時(shí)器T1溢出率</p><p>　　T1溢出率=T1計(jì)數(shù)率／產(chǎn)

40、生溢出所需的周期數(shù)</p><p>　　定時(shí)器T1工作于方式O：溢出所需周期數(shù)=8192-×</p><p>　　定時(shí)器T1工作于方式1：溢出所需周期數(shù)=65536-X</p><p>　　定時(shí)器T1工作于方式2：溢出所需周期數(shù)=256-X</p><p>　　因?yàn)榉绞?為自動(dòng)重裝入初值的8位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器模式，所以用它來(lái)做波特率發(fā)

41、生器最恰當(dāng)。這種方式下，T1的溢出率[次／秒]計(jì)算式可以表示為：</p><p>　　T1溢出率=fsoc／12[256-X]</p><p>　　* 因方式0采用13位計(jì)數(shù)器，其最大定時(shí)時(shí)間為8.19MS，故可引入一個(gè)軟件計(jì)數(shù)器，當(dāng)定時(shí)器溢出次數(shù)N為200，可選擇定時(shí)時(shí)間為5MS</p><p>　　方式0計(jì)數(shù)初值=8192-5MS/1US=3192=011000

42、1111000B</p><p>　　其中TH1占高8位，TL1占高3位未使用，所以X=01100011XXX11000B=0110001100011000B=6318H</p><p>　　即TH1=63H， TL1=18H， TMOD=00H</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b&g

43、t;　　1 課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　這次這個(gè)單片機(jī)的課程設(shè)計(jì)我們完成的不太理想，我們小組兩個(gè)人都是交流生，同時(shí)選題時(shí)沒(méi)有認(rèn)真全面的了解課程的安排，在后來(lái)的設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多困難，所以這次課程設(shè)計(jì)完全是在沒(méi)有足夠的單片機(jī)制作經(jīng)驗(yàn)，甚至是沒(méi)有做過(guò)任何相關(guān)電路的基礎(chǔ)上開(kāi)始的。選題的時(shí)候雖然上了一個(gè)學(xué)期的課，但是對(duì)單片機(jī)能做什么或者說(shuō)以我們的水平能讓單片機(jī)做什么根本沒(méi)有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，很

44、擔(dān)心自己的選題最后做不出來(lái)，所以當(dāng)時(shí)選題時(shí)的原則是盡量的簡(jiǎn)單可行，因?yàn)楫吘刮覀儗?shí)驗(yàn)課不多，一學(xué)期下來(lái)必定會(huì)比其他的同學(xué)在具體的實(shí)驗(yàn)方面落后不少，，與老師的交流也很少，在后來(lái)的具體制作過(guò)程中遇到什么困難幾乎沒(méi)有機(jī)會(huì)跑到實(shí)驗(yàn)室去向老師請(qǐng)教，所以基本上是我們?cè)谙旅嫦嗷ソ涣魍瓿傻摹?</p><p>　　通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)單片機(jī)的理論有了更加深入的了解，同時(shí)在具體的制作過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在書(shū)本上的知識(shí)與實(shí)際的應(yīng)用存

45、在著不小的差距，書(shū)本上的知識(shí)很多都是理想化后的結(jié)論，忽略了很多實(shí)際的因素，或者涉及的不全面，可在實(shí)際的應(yīng)用時(shí)這些是不能被忽略的，我們不得不考慮這方的問(wèn)題，這讓我們無(wú)法根據(jù)書(shū)上的理論就輕易得到預(yù)想中的結(jié)果，有時(shí)結(jié)果甚至很差別很大。通過(guò)這次實(shí)踐使我更深刻的體會(huì)到了理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)工作中會(huì)更加的注重實(shí)際，避免稱為只會(huì)紙上談兵的笑話。</p><p><b>　　2.參考文獻(xiàn)</b&

46、gt;</p><p>　　[1]徐煜明，韓雁.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.1[2]萬(wàn)光毅，嚴(yán)義，邢春香.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.4</p><p>　　[3]張迎新主編，單片機(jī)中級(jí)教程，北京航空航天大學(xué)出版社。</p><p>　　[4]丁元杰主編，單片機(jī)原理與應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社。&l