基于單片機(jī)的彩燈循環(huán)電路

1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2012/2013學(xué)年第 1 學(xué)期  學(xué) 院：電子與計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院 專 業(yè)：電子科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 生 姓 名：豐曉寧學(xué) 號：1006044216課程設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的彩燈循環(huán)電路 起 迄 日 期：2013年1月 2日 -2013年1月15日課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室指 導(dǎo) 教 師：文豐系主任：劉文怡    2013年1月 15日目 錄1、 引言2、 課程設(shè)計(jì)目的3、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求4、 設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求5、 設(shè)計(jì)成果形式及要求6、 設(shè)計(jì)方案及過程1、 設(shè)計(jì)思路

2、2、用PROTUES繪制原理圖以及對其仿真3、用PROTEL對器件生成PCB版圖七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)八、參考文獻(xiàn)1、 引言1、單片機(jī)單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，它相當(dāng)于一個微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了I/O設(shè)備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計(jì)算機(jī)。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會集成有單片機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有1-2部單片機(jī)。 汽車上一般配備40多部

3、單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機(jī)在同時工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過PC機(jī)和其他計(jì)算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。單片機(jī)的廣泛應(yīng)用是電子技術(shù)發(fā)展的一個標(biāo)志，也是電子產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展的必然趨勢。所以作為一個電子技術(shù)從業(yè)人員，學(xué)好單片機(jī)是必備的基礎(chǔ)！2、 Protues Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換

4、到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯，所以本次實(shí)驗(yàn)采用Proteus仿真。3、 PROTELPROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當(dāng)之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設(shè)計(jì)者的首

5、選軟件，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設(shè)計(jì)人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL，故此，本次試驗(yàn)沒有采用proteus進(jìn)行版圖繪制，而是采用了PROTEL.。4、 彩燈循環(huán)彩燈循環(huán)，顧名思義就是讓一組彩燈按照設(shè)置好的順序進(jìn)行變化，應(yīng)用非常廣，比如廣告牌，交通燈等，需要注意的是，循環(huán)時期間的間隔時間需要嚴(yán)格控制，這也是本次課設(shè)的重點(diǎn)所在，由于本次課程設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)的彩燈相對簡單，所以我用學(xué)過的C語言編了一個簡易的程序，可以基本實(shí)現(xiàn)題目所給的要求。二、課程設(shè)計(jì)目的 1、掌握電子電路的一般設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程； 2、學(xué)習(xí)使用PROTEL軟件繪制電路原理圖及印刷板圖； 3、掌

6、握應(yīng)用EWB對所設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真，通過仿真結(jié)果驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。 三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：使用80C51單片計(jì)實(shí)現(xiàn)彩燈循環(huán)電路，彩燈個數(shù)為8個。(1)L1、L2、L8依次點(diǎn)亮；(2)L1、L2、L8依次熄滅；(3)L1、L2、L8全亮、全滅。各時序間隔為0.5秒。讓發(fā)光二極管按以上規(guī)律循環(huán)顯示下去。 (4)整理設(shè)計(jì)內(nèi)容，編寫設(shè)計(jì)說明書。四、設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書(論文)、圖紙、實(shí)物樣品等：(1)課程設(shè)計(jì)說明書；(2)電路原理圖和印刷板圖(3)仿真圖形和仿真結(jié)果五、設(shè)計(jì)成果形式及要求(1)提交內(nèi)容：課程設(shè)計(jì)說明書、電路原理圖

7、和印刷板圖、仿真圖形和仿真結(jié)果。(2)基本要求：繪制出電路原理圖和印刷板圖，通過仿真驗(yàn)證設(shè)計(jì)正確性。六、設(shè)計(jì)方案及過程 1、設(shè)計(jì)思路(1)本次設(shè)計(jì)采用8051單片機(jī)的P1口連接LED燈，中間串聯(lián)一個220歐姆的電阻來分壓，防止擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。在最上面的LED燈上并聯(lián)一個電壓表來檢測LED燈的導(dǎo)通電壓降。運(yùn)用循環(huán)函數(shù)可實(shí)現(xiàn)LED燈的依次點(diǎn)亮和熄滅，可是實(shí)現(xiàn)本次課程設(shè)計(jì)的目的。(2)時鐘周期，也稱為振蕩周期（時鐘周期就是單片機(jī)外接晶振的倒數(shù)，如12MHZ的晶振，它的時鐘周期就是1/12us）,它是單片機(jī)中最基本的，最小的時間單位。在一個時鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個最基本的動作。機(jī)器周期是單片機(jī)的基

8、本操作周期，在一個操作周期內(nèi)，單片機(jī)完成一項(xiàng)基本操作，如取指令，存儲器讀/寫等。它由12個時鐘周期組成。本設(shè)計(jì)中時鐘頻率為12MHZ，采用 for循環(huán)的方法可以實(shí)現(xiàn)delay1ms的基準(zhǔn)延時程序，在程序中用dela1ms函數(shù)調(diào)用體現(xiàn)，每一個變化調(diào)用一次delay1ms函數(shù)，則可實(shí)現(xiàn)任意延時的功能。 （3）本次設(shè)計(jì)采用KEY1，KEY2，KEY3，KEY4，4個獨(dú)立按鍵來控制彩燈的循環(huán)模式,當(dāng)按下KEY1按鍵的時候彩燈依次點(diǎn)亮，當(dāng)按下KEY2按鍵的時候彩燈依次熄滅，當(dāng)按下KEY3按鍵的時候彩燈全亮，當(dāng)按下KEY4的時候彩燈全滅。很好的實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求。 (4)設(shè)計(jì)的完整C語言程序如下： #inc

9、lude<reg51.h> #include<intrins.h> #define uchar unsigned char sbit key1=P30; sbit key2=P31; sbit key3=P32; sbit key4=P33; void delay1ms(unsigned int i) /1ms基準(zhǔn)延時程序 unsigned char j; while(i-) for(j=0;j<115;j+) ; void main() int n; while(1) if(key1=0) delay1ms(10); if(key1=0) P1=0x7f;/01

10、11 1111 for(n=0;n<8;n+) P1=_crol_(P1,1); delay1ms(500); P1=0xff;/1111 1111 if(key2=0) delay1ms(10); if(key2=0) P1=0x80;/1000 0000 for(n=0;n<8;n+) P1=_crol_(P1,1); delay1ms(500); P1=0x00;/0000 0000 if(key3=0) delay1ms(10); if(key3=0) P1=0x00;/0000 0000 if(key4=0) delay1ms(10); if(key4=0) P1=0xf

11、f;/1111 1111 2、用Proteus繪制原理圖以及對其仿真(1)運(yùn)用Proteus繪制原理圖 (2)運(yùn)用PROTEUS仿真原理圖 圖（1） 彩燈依次點(diǎn)亮 圖（2） 彩燈依次熄滅 圖（3） 彩燈全部點(diǎn)亮3、用protel生成PCB版圖（1）用protel繪制原理圖 （2）、用protel生成PCB版圖 七、課程設(shè)計(jì)總結(jié)在本次課程設(shè)計(jì)，主要是基于單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，自己以前也接觸過一些單片機(jī)的知識，所以對單片機(jī)這一部分有一定的了解。但是對proteus軟件和protel軟件卻是零基礎(chǔ)，在運(yùn)用的過程中遇到了好多的難題，自己通過上網(wǎng)查資料，去圖書館借書和請教同學(xué)才對這兩個軟件有了一點(diǎn)了解。要學(xué)好這兩個經(jīng)典軟件還要需要自己以后付出更多的努力來學(xué)習(xí)！同時我也明白了我們學(xué)到的知識要學(xué)以致用，需要和實(shí)踐相結(jié)合才能對知識有更好的掌握。在設(shè)計(jì)的過程中，調(diào)試程序，對原理圖進(jìn)行仿真都不是一次性就可以成功，需要耐心的找出其中的錯誤，一步步修改，直到得到正確的結(jié)果。加強(qiáng)了自己獨(dú)立思考和解決問題的能力。八、參考文獻(xiàn) (1) 童詩白模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)北京：高等