基于单片机控制的节日彩灯控制课程设计精编WORD版.docx
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基于单片机控制的节日彩灯控制课程设计精编WORD版
IBMsystemofficeroom【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
基于单片机控制的节日彩灯控制课程设计精编WORD版
课程设计
题目
基于51单片机的节日彩灯设计
学院
物流工程学院
专业
物流工程
班级
姓名
同组者
指导教师
月
日
附件2:
课程设计任务书
学生姓名:
专业班级:
指导教师:
工作单位:
物流工程__
题目:
单片机节日彩灯控制器
初始条件:
1.Protues7professional的ISIS7professional和ARES7professional软件
2.Keiluvision4软件
3.单片机的相关资料指导书
要求完成的主要任务:
(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)
设计一个节日彩灯控制器,实现不同的闪烁方式,要求:
(1)P3.3:
开始,按此键则灯开始流动(由上而下);
(2)P3.2:
停止,按此键则停止流动,所有灯为暗;
(3)P3.1:
上,按此键则灯由上向下流动;
(4)P3.0:
下,按此键则灯由下向上流动。
时间安排:
十八周到十九周设计,十九周答辩
指导教师签名:
年月日
系主任(或责任教师)签名:
年月日
附件3:
武汉理工大学课程设计教学检查记录表
课程设计名称设计周数检查日期
课程设计指导教师进行方式:
集中□分散□.地点
检查项目
检查结果
好
一般
不理想
差
课程设计选题适当程度
学生数与指导教师数配比
(15名学生/教师好;>=20名/教师一般;>=30名学生/教师不理想;>40名学生/教师差)
指导教师到位情况
学生课程设计完成进度及质量
对学生课程设计日常管理(出勤考核)措施及执行情况
课程设计秩序
综合意见:
检查人
附件6:
本科生课程设计成绩评定表
姓名
陈文超
性别
男
专业、班级
物流工程学院行政1001班
课程设计题目:
基于51单片机的交通灯设计
课程设计答辩或质疑记录:
1.选题合理、目的明确10分
2.设计方案正确,具有可行性、创新性20分
3.设计结果20分
4.态度认真、学习刻苦、遵守纪律15分
5.设计报告的规范化、参考文献充分(不少于5篇)10分
6.答辩25分
成绩评定依据:
最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)
指导教师签字:
年月日
摘要1
1设计任务2
2总体方案设计与论证3
2.1方案比较3
2.2方案论证4
2.3方案选择4
3系统硬件设计5
3.2单片机最小系统设计5
3.3LED彩灯显示电路设计6
3.4按键控制电路设计6
4系统的软件设计8
4.1按键扫描子程序设计8
4.2主程序设计8
参考文献11
摘要
彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。
彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。
新中国成立后,彩灯艺术得到了更大的发展,特别是随着我国科学技术的发展,彩灯艺术更是花样翻新,奇招频出。
而随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多节日的气氛里可以看到彩色霓虹灯,这种LED彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用。
其将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作,把形、色、光、声、动相结合,思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。
在当今的社会里,彩灯已经成为我们生活的一部分,能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的生活。
新型LED彩灯系统包括两大部分,即LED彩灯控制器(89C51主控模块)和LED彩灯管(管内LED板模块)。
彩灯控制器是主控模块,具有按键、显示等功能,并利用89C51的P口输出控制信号;彩灯管是受控模块,上面焊有三色LED彩灯和信号驱动芯片,模块置于LED的透明管内。
该LED彩灯控制器是一种基于AT89C51单片机的彩灯控制器,实现对LED彩灯的控制。
其以AT89C51单片机作为主控核心,与键盘、显示、驱动等模块组成核心主控制模块。
如果稍微改动控制电路,就可以改变电路的不同工作状态,控制彩灯变幻出不同的闪烁效果。
1设计任务
1.1设计目的
1、通过单片机课程设计,熟练掌握汇编语言的编程方法,将理论联系到实践中去,提高我们的动脑和动手的能力。
2、通过节日彩灯控制系统的设计,掌握简单程序的编写以及硬件选择的能力,最终提高我们的逻辑抽象能力。
1.2设计内容和要求
内容:
设计一个彩灯控制器
要求:
(1)P3.3:
开始,按此键则灯开始流动(由上而下);
(2)P3.2:
停止,按此键则停止流动,所有灯为暗;
(3)P3.1:
上,按此键则灯由上向下流动;
(4)P3.0:
下,按此键则灯由下向上流动。
1.3设计思路
1.先熟悉单片机控制原理,明确选题要求。
2.给出多种方案,并选择一个最优方案来完成彩灯的点亮。
3.绘制电路原理图,编写程序,并进行仿真,实现节日彩灯的功能。
2总体方案设计与论证
通过查阅大量相关技术资料,并结合自己的实际知识,我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。
下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明,并分析比较它们的特点,然后阐述我最终选择方案的原因。
2.1方案比较
彩灯控制器大致可分为两种方案实现。
一种是利用电子电路装置控制,另一种是采用单片机控制。
2.1.1方案一
根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成,可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。
其框图如图2-1所示。
图2-1方案一的原理框图
2.1.2方案二
本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计,来达到本设计的要求。
其硬件构成框图如图2-2所示,以单片机为核心控制,由单片机最小系统(时钟电路、复位电路、电源)、按键控制电路、LED发光二极管组成。
图2-2方案二的原理框图
方案二:
此设计方案中单片机的P3口接4路按键控制电路,实现彩灯花型的切换功能;单片机上的P1口接8路LED发光二极管组成彩灯电路,显示彩灯循环情况。
2.2方案论证
如果采用方案一,利用电子电路装置控制,其电路不是很复杂,制作相对较容易点,成本也相对较低,但可调性差,亮灯模式少而且样式单调,达不到设计任务要求或实现困难。
而采用方案二,以单片机控制其优点是电路集成度高,工作原理简单,清晰明了,自定义编程,控制的图案花样多,移植性好等。
2.3方案选择
综上,显然方案二各方面优越于方案一,以及为了体现专业优势,本次设计采用第二种方案。
3系统硬件设计
为使该LED节日彩灯控制系统具有更加好的方便性和灵活性,我们对系统的硬件做了精心设计。
硬件电路包括直流稳压电源电路、单片机最小系统、LED彩灯显示电路、按键控制电路以及串口电路五大模块。
3.2单片机最小系统设计
要使单片机工作起来,最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。
单片机最小系统如图3-1所示。
时钟电路:
本系统采用单片机内部方式产生时钟信号,用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个30pF微调电容,构成稳定的的自激振荡器,其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。
复位电路:
确定单片机工作的起始状态,完成单片机的启动过程。
单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。
本设计采用手动按键复位,该复位方式同样具有上电自动复位功能。
电路如图3-1所示。
图3-1单片机最小系统
3.3LED彩灯显示电路设计
LED彩灯显示电路实际上是由8个发光二极管和8个电阻构成的电路。
发光二极管与电阻对应串联,然后接在与之相对应的P1口上。
通过软件编程对P2口输出高低电平来实现不同的闪烁花型。
由于发光二极管的导通电压一般为1.7V以上,另外,他的工作电流根据型号不同一般为1mA到30mA,电阻选择范围100欧姆~3千欧姆在此我们这里选用1k欧姆的电阻。
如图3-2所示。
图3-2LED彩灯显示电路
3.4按键控制电路设计
按键控制电路是由6个按键开关构成的。
他们分别接在单片机AT89C51的P1接口和P3.0口,Key1—Key5接在P1.0—P1.4,Key6接在P3.7上。
为了一对一的控制LED灯的闪烁方式。
当按下开关Key1时,LED彩灯系统闪烁第一种彩灯花型。
当按下开关Key2时,LED灯系统闪烁第二种闪烁方式,以此类推。
当闭合Key6时,彩灯闪烁节拍变慢。
如图3-3所示。
总体设计电路如图3-4所示。
图3-3按键电路
图3-4总体设计电路
4系统的软件设计
单片机的应用系统由硬件和软件组成,上述硬件原理图搭建完成上电之后,我们还不能看到多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统循环点亮的现象,我们还需要告诉单片机怎么样进行控制,即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化,来实现发光二极管的明灭。
软件编程是多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统中的一个重要的组成部分,是本设计的重点和难点。
下面,我将阐述多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统是如何实现8个LED彩灯的循环点亮,来介绍实现流水彩灯控制的软件编程方法。
4.1按键扫描子程序设计
本设计是以单片机AT89C51为核心控制8个发光二极管4种闪烁方式的变换。
程序启动时跳转到键盘判断模块程序中,循环检测直到有按键按下的时候,程序转去相对应按键的彩灯显示的花型模块。
4.2主程序设计
程序启动时跳转到键盘判断模块程序中,此程序里面包含4个按键的情况判断,循环检测直到有按键按下的时候,程序转去相对应按键的彩灯显示的花型模块。
org00h
jmpstart
start:
movp3,#0ffh
jnbp3.3,button4
sjmpstart
button3:
movp1,#0ffh
sjmpstart
button4:
movp1,#0feh
lcalldelay
loop:
mova,p1
rla
movp1,a
lcalldelay
jnbp3.2,button3
jnbp3.1,button4
jnbp3.0,button1
sjmploop
button1:
movp1,#7fh
lcalldelay
lop:
mova,p1
rra
movp1,a
lcalldelay
jnbp3.2,button3
jnbp3.1,button4
sjmplop
delay:
movr6,#200
loop2:
movr7,#250
loop1:
nop
nop
djnzr7,loop1
djnzr6,loop2
ret
end
5课程设计总结
在不断学习中,终于完成了课程设计任务。
通过本设计锻炼了我们的实践能力,也是对以后我们实际工作能力的训练和考察过程。
现在是一个高科技的时代,单片机的应用无处不在,这更坚定了我要学好单片机的决心。
本设计本身就比较简单,整个设计的过程中每一步都是自己亲自做过的,在经过遇到问题,思索问题到解决问题的过程中,就连向别人请教的过程也是一种收获,收获是最多的。
以往没有注意到的问题,都在这一次的课程设计中得以体现,这培养了我的细心,耐心和专心。
我觉得能够在这次的课程设计中学到很多的东西,以往不注意的细节,在这一次中是必须让自己去注意的。
也是我这所学到知识的一个体现。
我深深知道,每一次的学习实践环节都是那么的来之不易,都是通过老师的深思熟虑后,才给我们定下目标。
然后让我们在知识的海洋里翱翔,让我们随着年龄的增长不断的扩充自己的知识领域,也逐渐成熟,逐渐长大,老师同时也教导我们逐渐成为一个能够为身边的人,为家庭,为国家做出点点贡献的人,教导我们学会感恩。
所以,我在这次的课程设计中,认真对待每一个过程,希望自己的认真,自己最后的课程设计的成果能够回报老师教导。
参考文献
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