畢業(yè)生競賽電子設計16位音樂流水燈論文說明書.doc

湄湄洲洲灣灣職職業(yè)業(yè)技技術術學學院院 1616 位音樂流水燈說明書位音樂流水燈說明書 系系 別：別： 自動化工程系 年年 級：級： 2010 級 專專 業(yè)：業(yè)： 電氣自動化 姓姓 名：名： 林萬兵 學學 號：號： 1001020242 導師姓名：導師姓名： 佘明輝 職職 稱：稱： 副教授 20132013 年年 0505 月月 2525 日日 目 錄 1前言 .1 2系統(tǒng)技術參數(shù)要求 .2 3系統(tǒng)設計 .3 3.1 系統(tǒng)設計總體方框圖 .3 3.2 各模塊原理說明 .3 3.2.1 顯示部分 .3 3.2.2 單片機部分 .4 3.3 系統(tǒng)總工作原理.4 3.4 系統(tǒng)印刷電路板的制作圖.4 3.5 系統(tǒng)的操作說明.5 3.5.1 通電測試.5 3.5.2 使用說明.5 3.6 系統(tǒng)的操作注意事項.5 參考文獻 6 致謝詞 7 附錄 8 附錄 1 16 位音樂流水燈原理圖.8 附錄 2 系統(tǒng)電路的印刷電路板圖 .9 附錄 3 元件清單 10 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 1 1前言 在新的技術飛躍的現(xiàn)代，人們因生活層次、文化習俗、音樂修養(yǎng)、欣賞口味的不同在各行各業(yè)涌 現(xiàn)出許多創(chuàng)新佳作，本次設計利用音樂與流水燈結(jié)合達到音樂夢幻燈的效果。通過發(fā)光二極管的動態(tài) 閃亮，顯示非常炫目的效果，應用于各種建筑物，大樓，酒吧，KTV，夜總會等娛樂場所，拖尾燈， 以及各種休閑娛樂場所用的動態(tài)燈光顯示 本次設計的是一個實現(xiàn)三色彩燈循環(huán)亮，循環(huán)滅的功能。16 位音樂流水燈燈是利用 STC89C52 低 功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的 解決方案。 具有以下標準功能：8k 字節(jié) Flash512 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置 4KB EEPROM，MAX810 復位電路，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。另外 STC89X52 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位為止。最高運作頻率 35Mhz。 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 2 2 2系統(tǒng)技術參數(shù)要求系統(tǒng)技術參數(shù)要求 音樂流水燈是具有觀賞性很強設備，其設計要求如下： （1）設計一個以 STC89C52 單片機為控制部件結(jié)構(gòu)簡單，電路有兩種工作模式：演奏音樂模 式 和花樣燈模式。 演奏音樂模式：演奏完整的一首的歌曲，十六路 LED 隨著音樂變化。 花樣燈模式：十六路 LED 變化出各種花樣，喇叭隨著發(fā)出“嘀嘀”聲。 （2）按下按鍵 1 進入花樣燈模式，音樂停止，再按切換 LED 花樣。 按下按鍵 2 進入演奏音樂模式，再按切換歌曲。 （3）電路供電電源 5V。 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 3 3系統(tǒng)設計 3.13.1 系統(tǒng)設計總體方框圖系統(tǒng)設計總體方框圖 系統(tǒng)設計總體方框圖如圖 3-1 所示 MCU(AT89S51) LED顯示陣列 12M 晶振 復位 電路 電源按鍵 圖 3-1 系統(tǒng)組成方框圖 3.23.2 各模塊原理說各模塊原理說明明 3.2.13.2.1 顯示部分顯示部分 顯示部分用 16 個發(fā)光二極管分別接在 P0 和 P1，通過程序控制 P0 和 P1 的 16 個端口按照一定的方 式依次為低電平以點亮相應端口的 LED。LED 陣列如圖 3-2： 圖 3-2 LED 顯示陣列 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 4 3.2.23.2.2 單片機部分單片機部分 該部分主要涉及功能的實現(xiàn)方式，即程序編寫。程序要實現(xiàn)的功能包括讀按鍵，通過對讀入按鍵的 值控制 LED 點亮方式，控制選擇歌曲。按盤有三個按鍵 K1、K2、K3，K1 控制 LED 點亮模式和歌曲 模式，K2、K3 鍵控制跑馬燈速度，K2 加速，K3 減速。不論 K1 被按下多少次，LED 九種點亮模式 是循環(huán)的，K2、K3 鍵控制速度分別有上限和下限，多按無效；在音樂模式下 K2、K3 鍵控制上下首 歌曲。 系統(tǒng)控制按鍵排列如圖 3-3： 圖 3-3 系統(tǒng)控制按鍵 3.33.3 系統(tǒng)總工作原理系統(tǒng)總工作原理 本設計的要求是設計一個有多種功能的走馬燈，有多種不同的顯示方式，加速功能和減速功能，這 里的加速減速還有顯示方式都是由單片機內(nèi)部的程序控制，在這里我將 16 個發(fā)光二極管分別接在 P0 和 P1，通過程序控制這兩個端口的電平高低，將 16 個光二極管的正極接電源，負極接 P0 和 P1 口， 即發(fā) P0 和 P1 口的相應端口為高電平時，發(fā)光二極管的兩端都為高電平，所以發(fā)光二極管不亮，當發(fā) 光二極管的相應端口為低電平時就能被點亮。再通過程序循環(huán)的讓各個端口以不同的方式點亮來達到 走馬的效果，并且當中要有一定的延時，延時時間小于人眼視覺暫留時間，否則人眼看上去每個燈都 是亮的也就沒有跑馬效果。 本系統(tǒng)電路 STC89C52 的原理圖如附錄 1 所示。 3.43.4 系統(tǒng)印刷電路板的制作圖系統(tǒng)印刷電路板的制作圖 本系統(tǒng)電路的印刷電路板圖如附錄 2 所示。 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 5 3.53.5 系統(tǒng)的操作說明系統(tǒng)的操作說明 3.5.1 通電測試通電測試 全部元器件及插件焊接完后，經(jīng)過認真仔細檢查后方可通電測試，用萬用表直流電壓檔測量正、負 電源應是5V 左右，電源的發(fā)光二極管 LED 發(fā)光，蜂鳴器有音樂發(fā)出，說明電路正常。如果燈不亮， 音樂不響，說明音樂流水燈電路沒有工作，需進一步檢查 STC89C51 芯片及周邊元器件安裝焊接是否正 常。 3.5.23.5.2 使用說明使用說明 在電路板中引出兩條導線，紅的導線代表正極，黑的代表負極。在連接好最小系統(tǒng)和 LED 燈模塊的 電源時，在電池盒上有個開關那是啟動開關，只要電源線連接好按下啟動開關電路就可以開始工作。 3.63.6 系統(tǒng)的操作注意事項系統(tǒng)的操作注意事項 1.通電使用前先對照電路板與電路圖是否有錯焊、漏焊、短路、開路、元器件相碰等現(xiàn)象，有要處 理好后再使用。 2.通電使用前先檢查好電路板是否與電源供電線、驅(qū)動電路開關與負載供電線、負載供電線之間相 互接反，不得在接錯的情況下通電，要處理好后再使用。 3.通電使用時人體不得與電路板線路任何一個部位相碰，防止觸電，注意安全。 4.應把電極片與電路板隔離，避免電極片與電路板上元器件相碰觸發(fā)生短路現(xiàn)象。 5.通電時應把電路板放在絕緣物體上，避開其他導電物體避免發(fā)生短路現(xiàn)象。 6.使用時聞到燒焦味、發(fā)現(xiàn)元器件或集成塊冒煙燒毀應立即斷開電源，待電路板查明原因處理好后 才可以繼續(xù)通電使用。 7.調(diào)試電路時應小心操作，避免萬用表筆或其它導電工具造成人為短路。 8.跟換電路板元件、焊接時應斷開電源后再操作避免造成元器件擊穿或電路短路現(xiàn)象。 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 6 參考文獻 1樓然苗， 李光飛.51 系列單片機設計實例M. 北京：北京航空航天大學出版社，2006. 2付家才. 電子實驗與實踐M. 北京：高等教育出版社，2004. 3高吉祥. 電子技術基礎試驗與課程設計M. 北京：電子工業(yè)出版社，2002. 4彭介華. 電子技術課程設計指導M. 北京：高等教育出版社，2002. 5楊國治，楊東光,王輝林.實用電子制作實例.福州：福建科學技術出版社，2000. 6楊志亮Protel 99 SE 原理圖設計M西安：工業(yè)大學出版社，2002. 7美divid Comer，Douald Comer電子電路線路M西安：電子科技大學出版社，2004. 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 7 致謝詞 大學三年，在彈指一揮間拉下了帷幕，畢業(yè)設計將是我大學三年中重要一部分的總結(jié)。很榮幸， 我就讀的是應用電子技術專業(yè)，讓我有更多的機會嘗試與實踐動手創(chuàng)作。從最初的選題，到修改說明 書直到完成說明書及調(diào)試成品硬件。其間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復修改說明文，每 一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。 通過這次實踐，我了解了 16 位音樂流水燈用途及工作原理，熟悉了 16 位音樂流水燈的設計步驟， 鍛煉了設計實踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。此次畢業(yè)設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次 實際檢驗和鞏固，同時也是走向工作崗位前的一次熱身。 畢業(yè)設計收獲很多，比如學會了查找相關資 料相關標準，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的制作能力。 首先，我要特別感謝我摯愛的父母，讓我有機會踏上大學尋夢的舞臺，父母的養(yǎng)育之恩，將是我 今后創(chuàng)作與奮進的最大動力。 在畢業(yè)設計期間佘明輝老師召集我們開會讓我們確定題目，還通過 QQ、短信、Email 等方式詢問 設計進程。使得我的畢業(yè)設計保質(zhì)保量順利完成，為我的畢業(yè)設計畫上一個完美的句號，在此我在一 次由衷的感謝她。佘明輝老師嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他循循善誘 的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪，這些都將使我終生受益。同時，我要感謝三年來教過我 的蔡明雄老師、林航老師、陳輝煌老師等眾多老師。我以有你們這樣的老師為榮，從你們身上學到的 知識我無以回報，謹此一并表達我的謝意！還有我要感謝我的室友們，從遙遠的家來到這個陌生的城 市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。 再次，我要感謝我的導師-佘明輝老師，在這次畢業(yè)設計中給我提出了許多寶貴的意見。在我做畢 業(yè)設計的每個階段，從確定命題，中期檢查，后期詳細設計，論文寫作等過程中都給了我悉心的指導， 減少可我在這次設計中的困惑和完成時間。 最后，再次向所有給予我?guī)椭凸膭畹耐瑢W和老師致以最誠摯的謝意！ 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 8 附錄 附錄 1 16 位音樂流水燈原理圖 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 9 附錄 2 系統(tǒng)電路的印刷電路板圖 湄洲灣職業(yè)技術學院 2013 屆畢業(yè)設計產(chǎn)品說明 10 附錄 3 元件清單 序號元件名稱阻值數(shù)量位號 1 上拉電阻 1K1R1 2 瓷片電容 30pf2 C1、C2 3 電解電容 10uf1C3