基于单片机原理的彩灯控制器_毕业设计说明书(编辑修改稿)

基于单片机原理的彩灯控制器_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

可作为输入端口。 此时，被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流（ IIL）。 P3 口除了作为一般的 I/O 口线外，更重要的用途是它的第二功 能 P3 口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器工作时， RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 XTAL1：反向振荡放大器 的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性 :AT89C52 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端。 这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。 外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容C C2 接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。 使用石英晶体，我们推荐电容使用 30pF177。 10pF，使用陶瓷谐振器建议选择 40pF177。 10F。 用户也可以采用外部时钟。 这种情况下，外部时钟脉冲接到 XTAL1 端， 即内部时钟发生器的输入端， XTAL2 则悬空。 AT89C52 主要特性： 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 7 页 兼容 MCS51 指令系统 ， 8k 可反复擦写 (1000 次） Flash ROM 32 个双向 I/O 口， 256x8bit 内部 RAM 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断 ，时钟频率 024MHz 2 个串行中断 ，可编程 UART 串行通道 2 个外部中断源，共 6 个中断源 2 个读写中断口线， 3 级加密位 低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功。 复位电路 为确保两点间温度控制系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复 位电路的第一功能是上电复位。 一般电路正常工作需要供电电源为 5V177。 5%，即 ～。 复位是单片机的初始化操作，其目的是使 CPU 及各专用寄存器处于一个确定的初始状态。 如：把 PC 的内容初始化为 0000H，使单片机从 0000H 单元开始执行程序。 除了进入系统的正常初始化之外，当单片机系统在运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需要复位以使其恢复正常工作状态。 RST 端的外部复位电路有两种操作方式：上电自动复位和按键手动复位。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种，本系统设计采用按键电平复位 ，如图 22 所示。 按键电平复位是相当于 RST 端通过电阻接高电平来实现单片机的复位。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 2C11uFR11 0 k 图 22 复位电路 时钟电路 单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作的时间基准，时钟电路用于产生单 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 8 页 片机工作所需要的时钟信号。 单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡和外部振荡。 本系统设计采用内部振荡方式，如图 23 所示。 MCS51 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，引脚 XTALl 和 XTAL2分别是此放大电器的输入端和输出端，由于 采用内部方式时，电路简单，所得的时钟信号比较稳定，实际使用中常采用这种方式。 X1CR Y S T A LC12 2 p fC22 2 p fX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 0 39P 0 .1 /A D 1 38P 0 .2 /A D 2 37P 0 .3 /A D 3 36P 0 .4 /A D 4 35P 0 .5 /A D 5 34P 0 .6 /A D 6 33P 0 .7 /A D 7 32P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D 10P 3 .1 /T X D 11P 3 .2 /I NT 0 12P 3 .3 /I NT 1 13P 3 .4 /T 0 14P 3 .7 / R D 17P 3 . 6 / W R 16P 3 .5 /T 1 15P 2 .7 /A 1 5 28P 2 .0 / A 8 21P 2 .1 / A 9 22P 2 .2 /A 1 0 23P 2 .3 /A 1 1 24P 2 .4 /A 1 2 25P 2 .5 /A 1 3 26P 2 .6 /A 1 4 27U1A T 8 9 C5 2 图 23 时钟电路 主控模块 ： 本设计用 AT89C52 作为主控模块，用 P10 口作为信号口与驱动模块相连。 AT89C52单片机作为主控模块 ， 由 C1, C2 和 X1 构成振荡器 ,引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是输入端和输出端。 P1 口的 P10 作为信号输出，将控制程序烧入单片机上电后开始工作。 74HC595 的引脚及功能 图 24 74HC595 引脚图 Q0 Q1 Q7 15， 1， 7 并行数据输出 GND 8 地 Q7 9 串行数据输出 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 9 页 MR 10 主复位（低电平） SHCP 11 移位寄存器时钟输入 STCP 12 存储寄存器时钟输入 OE 13 输出有效（低电平） DS 14 串行数据输入 VCC 16 电源 74HC595 主要特性 : 8 位串行输入 /8 位串行或并行输出 存 储状态寄存器，三种状态输出寄存器可以直接清除 100MHz 的移位频率。 并行输出，总线驱动。 595 移位寄存器有一个串行移位输入（ Ds），和一个串行输出（ Q7’） ,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行 8 位的，具备三态的总线输出，当使能 OE 时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。 驱动模块 本设计用 74HC595 作为驱动，有 4 个 74HC595 构成驱动模块，将单片机的P10,P11,P13,P12 口分别与 595 的 SH_CP， DS， ST_CP， MR相连，并注上相应标号。 DS 作为数据口， SH_CP 和 ST_CP 作为时钟，第一个 595 的输入端 DS 与 P11口相连，第一个 595 输出端与第二个 595 输入端相连，直到连到最后一个。 将输出端与 LED 相连构成驱动模块。 驱动模块图如图 25： 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 10 页 1020304011121314151617212223242526273132333435363741424445P 1 0P 1 1P 1 3P 1 2P 1 0P 1 3P 1 2P 1 0P 1 3P 1 2P 1 0P 1 3P 1 2434647Q015Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q 7 39。 9S H_ C P11S T _ CP12DS14MR10OE13U27 4 HC 5 9 5Q015Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q 7 39。 9S H_ C P11S T _ CP12DS14MR10OE13U37 4 HC 5 9 5Q015Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q 7 39。 9S H_ C P11S T _ CP12DS14MR10OE13U47 4 HC 5 9 5Q015Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q 7 39。 9S H_ C P11S T _ CP12DS14MR10OE13U57 4 HC 5 9 5 驱动模块工作原理： 本设计采用 AT89C52 的 P10 口输出信号， P11 和 P12 作为时钟输入，用了 4 个74HC595。 上电后 P10 口输出信号给 595， 74HC595 是含 8 位串入、串 /并出移位寄存器和 8 位三态输出锁存器。 寄存器和锁存器都有自己的时钟输入，都是上升沿有效。 当SH_CP 从低到高电平跳变时，串行输入数据移入寄存器；当 ST_CP 从低到高电平跳变时，寄存器的数据置入锁存器；清除端 MR 的低电平只对寄存器复位（ Q7 为低电平），而对锁存器无影响。 当输出允许控制 E 为高电平时，并行输出（ O0O7）为高阻态，而图 25 驱动电路 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 11 页 串行输出（ Q7）不受影响。 74HC595 最多只需要 5 根控制线，即 SH_CP、 DS、 ST_CP、MR 和 E。 其中 MR 可以直接接到高电平，用软件来实现寄存器清零；把 SH_CP、 ST_CP、MR三根线和单片机的 P P1 P12 口相接，数据从 DS 口送入 74HC595，在每个 SH_CP的上升沿， DS 口上的数据移入寄存器，在 SH_CPMR 的第 9 个上升沿，数据开始从 Q7移出。 把第一个 74HC595 的 Q7 和第二个 74HC595 的 DS 相连，数据即移入第二个74HC595 中，照此一个一个接下去，直到接到第 4 个。 数据全部送完后，给 ST_CP 一个上升沿，寄存器中的数据置入锁存器。 如果 E 为低电平，数据即从并口 O0O7 输出，把 O0O7 与八个 LED 相连， LED 就可以实现显示了。 显示模块简介 显示模块有 32 个 LED 构成，分成 4 行 8 列，每行 8 个，每列 4 个。 每个 LED分别与 的电阻相连，在接上电源。 当程序烧入单片机，上电后在 595 的驱动下按 程序循环显示。 如图 26： 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 12 页 10203040111213141516172122232526273132333435363741424445464717271112131415162021222324252610244337474041424344454630313233343536R12 5 0R22 5 0R32 5 0R42 5 0R52 5 0R62 5 0R72 5 0R82 5 0R92 5 0R 1 02 5 0R 1 12 5 0R 1 22 5 0R 1 32 5 0R 1 42 5 0R 1 52 5 0R 1 62 5 0R 1 72 5 0R 1 82 5 0R 1 92 5 0R 2 02 5 0R 2 12 5 0R 2 32 5 0R 2 52 5 0R 2 62 5 0R 2 72 5 0R 2 82 5 0R 2 92 5 0R 3 02 5 0R 3 12 5 0R 3 22 5 0R 2 22 5 0R 2 42 5 0D1DI O DE L E DD2DI O DE L E DD3DI O DE L E DD4DI O DE L E DD5DI O DE L E DD6DI O DE L E DD7DI O DE L E DD8D9DI O DE L E DD 1 0DI O DE L E DD 1 1DI O DE L E DD 1 2DI O DE L E DD 1 3DI O DE L E DD 1 4DI O DE L E DD 1 5DI O DE L E DD 1 6D 1 7DI O DE L E DD 1 8DI O DE L E DD 1 9DI O DE L E DD 2 0DI O DE L E DD 2 1DI O DE L E DD 2 2DI O DE L E DD 2 3DI O DE L E DD 2 4D 2 5DI O DE L E DD 2 6DI O DE L E DD 2 7DI O DE L E DD 2 8DI O DE L E DD 2 9DI O DE L E DD 3 0DI O DE L E DD 3 1DI O DE L E DD 3 2 彩灯控制器总图 将主控模块，驱动模块，显示模块连接起来构成控制器总图。 将程序烧入单片机，上电后，信号由 P1 口输出送入 595，在由 595 驱动显示模块按程序设定的模式循环显示。 如图 27： 图 26 LED 显示电 路 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 13 页 p 1 0p 1 0p 1 1p 1 2p 1 3p 1 1p 1 3p 1 2p 1 3p 1 0p 1 2p 1 0p 1 3p 1 2p 1 0p 1 3p 1 21020304011121314151617212223252627313233343536374142444546471727111213141516202122232425261024433747404142434445463031323334。