電子專業(yè)的畢業(yè)論文--led流水燈單片機的設(shè)計運用

1、<p><b>　　畢業(yè)論文</b></p><p>　　專 業(yè)： 應(yīng)用電子技術(shù) </p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　畢業(yè)學(xué)院： </b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師：</b>

2、;</p><p>　　論文評等： </p><p><b>　　指導(dǎo)教師簽名</b></p><p>　　LED流水燈單片機的設(shè)計運用</p><p><b>　　摘 要：</b></p><p>　　本文介紹了交通燈及數(shù)碼管的軟硬件設(shè)計過程，重

3、點給出了其軟件編程的思想方法，以期給單片機學(xué)習(xí)者以啟發(fā)。當(dāng)今時代是一個新技術(shù)層出不窮的時代，在電子領(lǐng)域尤其是自動化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見的速度被單片機智能控制系統(tǒng)所取代</p><p>　　關(guān)鍵詞： MCS51單片機、LED流水燈</p><p><b>　　第一章 概述</b></p><p&

4、gt;<b>　　1.1選題背景</b></p><p>　　亮麗實用的廣告牌可以給我們的生活添加光彩、可以給店鋪招攬生意。傳統(tǒng)的廣告牌都是固定的漢字，并且時間長了會掉色，使?jié)h字模糊難認(rèn)，這給我們的生活帶來很多的不便。尤其是到了晚上傳統(tǒng)的廣告牌就失去了作用。因此我們需要一種造價低廉、使用方便、可以發(fā)光、可以方便改變漢字且比較耐用的電子顯示廣告牌。</p><p>&l

5、t;b>　　1.2硬件組成</b></p><p>　　照單片機系統(tǒng)擴展與系統(tǒng)配置狀況，單片機應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。AT89C51單片機是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，具有豐富的內(nèi)部資源：4kB閃存、128BRAM、32根I/O口線、2個16位定時/計數(shù)器、5個向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、2個全雙工的串行口，具有4.25～5.50V的電壓工作范圍和

6、0～24MHz工作頻率，使用AT89C51單片機時無須外擴存儲器。因此，本流水燈實際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機</p><p>　　1.3設(shè)計過程及工藝要求</p><p><b>　　一、基本功能</b></p><p><b>　?、?可以

7、發(fā)光</b></p><p><b>　?、?可以滾動</b></p><p>　?、?可以用電腦改變漢字</p><p><b>　　主要技術(shù)參數(shù)</b></p><p>　?、?單片機選擇AT89C51</p><p>　?、?LCD顯示器選擇SMG12864

8、A或AMPIRE128×64</p><p>　?、?晶振選擇12MHz</p><p>　?、?兩個輸出電容選擇30pF</p><p>　?、?兩個外圍電阻選用10K和100Ω</p><p>　　第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)設(shè)計</b></p

9、><p>　　本設(shè)計是基于51單片機的LCD漢字滾動顯示，該設(shè)計是以AT89C51基本系統(tǒng)為核心的一套應(yīng)用系統(tǒng)，其中包括單片機、復(fù)位電路、外圍電路、顯示電路、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計。見圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)總體框圖 </p><p>　　2.2芯片AT89C51介紹</p><p>　　AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃

10、存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器, 該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器。AT89C51的實物圖如2.2所示。</p>&

11、lt;p>　　圖2.2 AT89S52芯片引腳圖</p><p>　　AT89C51具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32 位I/O口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89C51可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串

12、口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。</p><p>　　2．2．1引腳功能介紹</p><p>　　VCC：供電電壓。 </p><p><b>　　GND：接地。 </b></p><p>　　P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口

13、，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。 </p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1

14、口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存

15、儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 </p><p>　　P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將

16、輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。 </p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： </p><p><b>　　口管腳 備選功能 </b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口） </p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口） </p><p&

17、gt;　　P3.2 /INT0（外部中斷0） </p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1） </p><p>　　P3.4 T0（記時器0外部輸入） </p><p>　　P3.5 T1（記時器1外部輸入） </p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） </p><p>　　P3.7 /R

18、D（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） </p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 </p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。 </p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE

19、端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。 </p><p>　　/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。

20、在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。 </p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）

21、。 </p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 </p><p>　　XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 </p><p>　　2．2．2振蕩器特性: </p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采

22、用外部時鐘源驅(qū)動器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時鐘信號要通過一個二分頻觸發(fā)器，因此對外部時鐘信號的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p>　　第三章、LCD顯示器的作用原理</p><p>　　3.1 LCD的定義及作用</p><p>　?、?LCD 液晶顯示器是 Liquid Crystal Display 的簡稱，LCD

23、 的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。比CRT要好的多，但是價錢較其稍貴。</p><p>　?、?LCD主要應(yīng)用于電腦的顯示屏，隨著電子技術(shù)的發(fā)展越來越多的手寫手機也大量使用LCD做顯示屏，還有一些廣告牌、標(biāo)語欄等也都用LCD來顯示。</p><p>　　3.2 LCD顯示器

24、的工作原理</p><p>　　從液晶顯示器的結(jié)構(gòu)來看，無論是筆記本電腦還是桌面系統(tǒng)，采用的LCD顯示屏都是由不同部分組成的分層結(jié)構(gòu)。LCD由兩塊玻璃板構(gòu)成，厚約1mm，其間由包含有液晶材料的5μm均勻間隔隔開。因為液晶材料本身并不發(fā)光，所以在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板（或稱勻光板）和反光膜，背光板是由熒光物質(zhì)組成的可以發(fā)射光線，其作用主要是提供均勻的背景光源。 </p&

25、gt;<p>　　背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進入包含成千上萬液晶液滴的液晶層。液晶層中的液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間是透明的電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點上，通過改變電壓而改變液晶的旋光狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。當(dāng)LCD中的電極產(chǎn)生電場時，液晶分子就會產(chǎn)生扭曲，從而將穿越其中

26、的光線進行有規(guī)則的折射，然后經(jīng)過第二層過濾層的過濾在屏幕上顯示出來。 </p><p>　　液晶顯示技術(shù)也存在弱點和技術(shù)瓶頸，與CRT顯示器相比亮度、畫面均勻度、可視角度和反應(yīng)時間上都存在明顯的差距。其中反應(yīng)時間和可視角度均取決于液晶面板的質(zhì)量，畫面均勻度和輔助光學(xué)模塊有很大關(guān)系。 </p><p>　　對于液晶顯示器來說，亮度往往和他的背板光源有關(guān)。背板光源越亮，整個液晶顯示器的亮度也會

27、隨之提高。而在早期的液晶顯示器中，因為只使用2個冷光源燈管，往往會造成亮度不均勻等現(xiàn)象，同時明亮度也不盡人意。一直到后來使用4個冷光源燈管產(chǎn)品的推出，才有很大的改善。 </p><p>　　信號反應(yīng)時間也就是液晶顯示器的液晶單元響應(yīng)延遲。實際上就是指的液晶單元從一種分子排列狀態(tài)轉(zhuǎn)變成另外一種分子排列狀態(tài)所需要的時間，響應(yīng)時間愈小愈好，它反應(yīng)了液晶顯示器各像素點對輸入信號反應(yīng)的速度，即屏幕由暗轉(zhuǎn)亮或由亮轉(zhuǎn)暗的速度。

28、響應(yīng)時間越小則使用者在看運動畫面時不會出現(xiàn)尾影拖拽的感覺。有些廠商會通過將液晶體內(nèi)的導(dǎo)電離子濃度降低來實現(xiàn)信號的快速響應(yīng)，但其色彩飽和度、亮度、對比度就會產(chǎn)生相應(yīng)的降低，甚至產(chǎn)生偏色的現(xiàn)象。這樣信號反應(yīng)時間上去了，但卻犧牲了液晶顯示器的顯示效果。有些廠商采用的是在顯示電路中加入了一片IC圖像輸出控制芯片，專門對顯示信號進行處理的方法來實現(xiàn)的。IC芯片可以根據(jù)VGA輸出顯卡信號頻率，調(diào)整信號響應(yīng)時間。由于沒有改變液晶體的物理性質(zhì)，因此對其

29、亮度、對比度、 色彩飽和度都沒有影響，這也是為什么華碩、三星、LG等技術(shù)型廠商的液晶產(chǎn)品畫面效果更好的原因，但是這種方法的制造成本也相對較高。 </p><p>　　由上便可看出，液晶面板的質(zhì)量并不能完全代表液晶顯示器的品質(zhì)，沒有出色的顯示電路配合，再好的面板也不能做出性能優(yōu)異的液晶顯示器。隨著LCD產(chǎn)品產(chǎn)量的增加、成本的下降，液晶顯示器會大量普及。</p><p><b>　　

30、第四章、總結(jié)</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計給我的感受很深刻，使我第一次系統(tǒng)全面的回顧了在校三年所有的課程：模擬電路、數(shù)字電路、編程、電子EDA等等。從中我還體會到了所學(xué)理論知識的重要性：知識掌握得越多，設(shè)計得就更全面、更順利、更好。再有學(xué)會了怎樣查閱資料和利用工具書。由于一個人不可能什么都學(xué)過，什么都懂，更加不可能一學(xué)就通，因此，當(dāng)你在設(shè)計過程中需要用一些不曾學(xué)過的東西時，就要去有針對性地