节日彩灯控制器的设计(编辑修改稿)

节日彩灯控制器的设计(编辑修改稿)内容摘要：

/计数器 三级加密程序存储器 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第二章 方案设计 4 全双工 UART 串行通道 AT89S52 各引脚功能 AT89S52 有 40个引脚如图 所示： 图 AT89S52 引脚图 VCC： 电源 输入 端 ，接 +5V。 VSS： 电源 接 地端。 XTAL1： 单 片 机 系统时钟的反相放大器输入端 口。 XTAL2： 系统时钟的反相放大器 的 输出端 口。 RESET： AT89S52 的 引脚复位 ， 当 需要对 芯片复位 时 ， 只需要 该引脚电平 达到 高 电 平并维持两机器周期 ，就可以对芯片进行复位了。 EA/VPP:： “EA” 存取外部程序代码， 当引 脚 接入 低 电平后 ，系统将使用外部 程序 代码南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第二章 方案设计 5 来 执行程序。 ALE/ PROG： 表示地址锁存 器的启动 信号。 PSEN： 读取外部存储器的使用端口。 PORT0（ ~ ）： 端口 P0是一个 8位 宽的涉 极 双输入和输出端口， 共有 8个位宽。 PORT2（ ~ 口 ）： P2 端口是 8 位 双向 I / O 端口，每个引脚可驱动 4 TTL逻辑电平。 PORT1（ 端口 ~ ）： P1 端口是双向的 I/O 端口 ， 当 P1端口为高电平，则当做输入端使用。 PORT3（ 端口 ~ ）： 端口 3 也是 内部 具有上拉电阻的 8 位 双向 I/O 端口 ， 同时还有 许多工具和其他特殊功能，包括串口通信，外部中断控制功能 ， 读写控制，定时控制和外部数据存储器内容计数。 RST：复位 端口 输入 ，但 RST 脚 必须保持 两个机器周期 内是高电平状态。 ALE/PROG:当 系统读取 外 存储器时，地址锁存允许输出电平用于锁存地址的地位字节。 PSEN：外部程序存储器的选通 信号 ，低电平有效。 EA/VPP:当外部访问时， /EA 必须与 GND 连接， 保持 低 电平 ， 才能够有效传输外部数，据存 储器（ 0000hffffh） 的单元指令。 如果加密位 1被 加密， 复位时 /EA将 自动锁存 ；当 /EA 端 连接高电平 ， 则使用 内部程序存储器 功能。 XTAL1：振荡器反相放大器的输入和内部时钟工作电路的输入 端。 XTAL2：振荡器反向放大器的 输出 端口。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第三章 基本设计原理 6 第三章 基本 设计 原理 总体设计思路 使用 AT89S52 单片机 设计一个 彩灯 控制器， 加上 C 语言程序，来 控制十六个LED 灯的亮灭和循环，本设计需要用到 显示 电路 部分，电源 电路 部分，时钟电路，复位电路，来控制 LED 灯 的亮灭和循环。 总设计框图 采用 AT89S52 设计的系统框图 如图 图 基于 AT89S52 单片机设计的彩灯控制器 设计 实施 步奏 （ 1） 根据设计要求画出电路图 ，要求电路图简洁，合理。 （ 2） 根据实验现象编写出合适的 C 语言程序 ， C语言程序要求能实现各功能，不能太繁琐。 （ 3） 用仿真软件对其进行仿真，分析其结果是否与设计要求一致。 （ 4） 制作 PCB板，购买元器件可进行实物焊接 ，焊接的过程中需格外细心避免损坏电路板和电子元器件。 （ 5） 实物制作完成，进行检验和调试。 （ 6） 设计制作完成。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第四章 电路模块设计 7 第四章 电路 模块 设计 电源电路的设计 本 课题中单片机正常工作要求输入 电压为稳定的 5V，所以我采用 USB 接口 供电 ，提供稳定的 5V电压，使用起来也方便。 时钟电路 时钟电路是 单片机 的 核心部位 ， 相当于人体的心脏功能，它为整个单片机系统提供动力， 它控制着 单片机 的工作 快慢 ， 没有时钟电路的产生 来驱动单片机，单片机是无法工作的。 AT89S52 可以 通过两种方式 来 产生时钟信号 ：一 种 是 内部方式 ， 芯片内部电路 产生 振荡电路 ， 从而 时钟信号的产生；另一个是外在的形式，通过 外部电路 对时钟信号的引入。 本 课程 设计 是应用 AT89s52 的内部时钟方式，其 芯片 内部 当中 有一个高增益反相放大器， 构成振荡器， 引脚 XTL1 和 XTL2 分别为 放大器的输入端 口 和输出端口 ，该放大器与做为反馈元件的晶振共同构成自激振荡器。 如图 所示： 图 时钟电路图 我所设计的 时钟 电路 是采用了 石英晶体 Y1 和电容 C C2 组成的 一个 并联谐振回路。 晶振频率选择 12MHZ，电容选择 30pu，电容的大小起 到 频率微调的作用。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第四章 电路模块设计 8 复位电路 单 片机中拥有多种复位电路，本设计采用电平式复位和上电式复位方式，如图 所示 ： 图 复位电路图 当通 电时 C5 电容 相当于短路 了 ，使单片机复位， 当 C5 电容充满电后， C5 电容相当于开路，单片机不会自动复位，当稳定在正常的工作模式下后 ，按下复位键 S1，把 C5电容短路， 则 是单片机复位。 显示电路部分 显示部分主要是由十六 个 LED 组成，十六 个 LED 分别接入 P10~P17,和 P30~P37接口 ,如图 图 显示电路图 通过软件控制 P10~P17 和 P30~P37 的各个引脚的 高低电平，从而控制 LED 二极管的亮灭， 加上时间上的关系，形成花样彩灯。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第五 章 软件系统设计 9 第五章 软件系统设计 软件介绍 软件是单片机应用系统不可分割的一部分， 一个单片机硬件系统，必要要有软件来驱动它，单片机才能工作。 软件就相当于单片机的大脑，指示单片机工作，等我们把电路板焊接好，发现看不到彩灯循环点亮的现象，这个时候就是单片机缺少思想，这时候我们就需要用软件来指示单片机，来给单片机传递思想， 软件可以 控制 单片机引脚的 高低 电平 ， 来控制 发光二极管 的亮和灭。 软件程序 对于单片机来说，相当于单片机的大脑，单片机的灵魂部分，控制着单片机的运行，是单片机的重要组成部分，也是单片机学习的难点。 程序部分可以使用汇编语言也可以使用 C 语言来编写 ， 由于 C 语言比较通俗易懂，实现起来比较简单，所以我采用的是 C 语言程序。 这次课程设计 任务 要求至少 控制 八 个 以上的 LED 彩灯，形成 成 各种各样的花形， 能 够 循环变换。 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第五 章 软件系统设计 10 程序的 框图 以及部分软件程序 介绍 软件的主程序框图如图 所示 图 软件程序框图 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第五 章 软件系统设计 11 部分彩灯循环程序如下 ： 各灯全亮程序 ledh=0x00。 ledl=0x00。 delay(2020)。 间隔闪光程序如下： ledh=0xff。 ledl=0xff。 for(i=0。 i10。 i++) { ledh=0xaa。 ledl=0xaa。 delay(300)。 ledh=0x55。 ledl=0x55。 delay(300)。 } ledh=0xff。 ledl=0xff。 各灯逐个点亮程序如下： j=0xfe。 for(i=0。 i8。 i++) { ledh=j。 delay(300)。 j=1。 } j=0xfe。 for(i=0。 i8。 i++) { 南昌大学共青学院毕业设计（论文） 第五 章 软件系统设计 12 ledl=j。 delay(300)。 j=1。 } 南昌大学共青 学院毕业 设计（论文 ） 第六章 节日彩灯 控制器仿真 13 第六章 节日彩灯控制器仿真 仿真软件的介绍 待原理图和程序都准备好后，就可以在电脑上进行仿真和分析了。 我采用当代社会主流的仿真软件 Proteus 进行仿真，该软件将电路仿真， PCB 板的设计和虚拟模型仿真融为一体，功能强大，支持多种处理器和模块。 仿真 过程以及 结果 仿真步骤 先新建工程，记得保存的文件名以及路径。 新建项目，选择使用的 SCM 模型然后确定。 单击“ File”，选择“ New”，新建一个文件并在其中输入我们所编辑的程序代码，然后就保存为 C 语言的文件。 添加 C语言程序 ，点击“目标 1”前的“ +”，然后可以选中 .c 文件。 单击“项目”菜单，选择“建立目标”，编译程序，在项目文件夹中找到“ .hex”文件即可。 在 Proteus ISIS 中 画出控制器设计系统的电路图 ， 完成后 ，双击 S52 单片机， 把步骤 4 中 生 成的 的“ .hex”文件添加到项目文件 ， 保存后就能够模拟仿真。 仿真结果 点击开始键，仿真开始，仿真结果如预期结果，各彩灯循环点亮，仿真成功，如图 所示： 南昌大学共青 学院毕业 设计（论文 ） 第六章 节日彩灯 控制器仿真 14 图 节日彩灯控制器仿真图 南 昌 大 学 共 青 学 院 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 第七章焊接和调试 15 第七 章 焊接和 调试 焊接过程 和硬件调试 当进行仿真确认电路图无误后就可以进行实体焊接了，在焊接开始前首先要确认元器件是否失效，确认元器件无误后就可以进行元器件的布局和定位，在焊接过程中主要的问题有 （ 1） 布局问题， 由于考虑到 电路板 的美观程度 ，造成 了 焊接 和 布线 的过程中 难度的增加， 跳线很多，板子很。