《多模式彩灯控制器》
课程设计报告
设计题目: 基于80C51单片机制作的彩灯控制器
系 别： 电气工程学院
专 业： 应用电子技术
作 者： 王亚飞 学号： 11022108
指导老师： 黄京老师
日期：20##-01-22
目 录
1. 引 言………………………………………………………4
2. 设计要求……………………………………………………4
3. 电路图………………………………………………………5
4. 工作原理说明………………………………………………9
5. 程序框图……………………………………………………10
6. 调试过程，解决问题的方法………………………………10
7. 总结…………………………………………………………11
8. 源程序………………………………………………………12
参考文献
附录
源程序下载地址
基于80C51单片机制作的彩灯控制器与程序设计
引 言
单片微型计算机简称单片机，又称微控制器(MCU)，它的出现是计算机发展史上的一个重要的里程碑，它以体积小、功能全、性价比高等诸多优点独具特色，在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等嵌入式应用领域中独占鳌头。本次课设采用的AT89C51单片机是51系列单片机的一种代表，目前51系列单片机是国内目前应用最广泛的一种单片机之一。单片机以其系统硬件构架完整、价格低廉、学生能动手等特点，成为工科学生硬件设计的基础课。
基于80C51单片机制作的彩灯控制器概述：
本次课设所使用的单片机最小系统板包括以下器件：电源端子(DC +5V)，可以USB供电，也可独立电源供电。AT89C51单片机。LED发光二极管共9个，其中8个接于P1口做LED显示，还有一个做电源灯显示。还有其他电阻电容若干，系统板一个，按键开关9个，其中复位开关一个，按键控制开关8个，
要求
本设计以单片机STC89S52为控制核心，由八路LED模块、八路按钮模块等部分组成。可实现花样流水灯，要求在将硬件电路准确无误地安装后进行调试，用单片机实现按钮控制LED灯的状态，由P1端口控制8个LED灯，P2端口接8个按钮开关（本学期只用前3个）至少完成以下三个功能
1、按下第一个按钮，8个灯全部闪烁
2、按下第二个按钮，8个灯从P0-----P7流水
3、按下第三个按钮，8个灯从P7-----P0流水
上面的功能可适度改变，供自由发挥，只要求第一次按键有效，复位后为全灭且可以上电复位，接通电源后电源指示灯亮。
所需元件清单：
1）AT89s52
2）9个LED灯
3）9个按键
4）12M晶振
5）上拉电阻与限流电阻
6）33pf的瓷片电容2个
7）排针4*20+3
8）杜邦线11根
9）锡线若干
电路原理图：
PCB板效果图
LED 灯电路
一般发光二极管的工作电流是十几毫安至几十毫安，正向压降为1.3V-2.5V。有一些低电流的发光二极管的工作电流可以降至2MA，而亮度与正常发光二极相同，当然价格会高一些。所有发光二极管在电路中一般都要串一个电阻用来限流。发光二极管的电流不同，亮度也不同，并且寿命也会受到影响，这个电流通常就是由接入的电阻来调整。
发光二极管串联了一个1kΩ的电阻后接在5V 的电压上。LED 灯电路接在单片机的P1口上。LED灯的阳极接电源，阴级接单片机的I/0 口，因此是低电平驱动，只要单片机在相应引脚给出低电平，LED 就会发光。
按键电路
通过电阻接电源负极，并将按键所接的单片机的I/O口作为输出端。为使读取的按键信息可靠，每次读取按键状态时向P2端口写入一个高电平，这样，当按键没有按下时，当前I/O输出低电平，代表按键按下。由于按键属于机械开关，按动过程不可避免存在抖动的现象。因此必须去抖动才能避免误判断。可以在程序中采用软件延时的办法，即每次检测到有键按下时延时20ms 再判断是否按键还是处于按下状态，是则表示确实有键按下，不是则表示是按键误动作。用户按下按键的时间可以稍微长一点。
源程序：
#include<reg52.h>
unsigned char keyvalue;
unsigned int CYCLE=300,PWM_LOW=0;
/*------------------------------------------------
花样表格
------------------------------------------------*/
unsigned char code seg[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,
0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,
0xff,0xff,0x00,0x00,
0x55,0x55,0xaa,0xaa};//rom允许情况可以无限添加
unsigned char swscan(void);
void Delay(unsigned int t); //延时函数声明
//------------------------------------------------
main()
{
unsigned char i;
while(1)
{
i=swscan();
if(i==1)
{
while(1)
{
P1=0xff;
Delay(60000);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
P1=0x00; //点亮LED
Delay(PWM_LOW);//延时长度，600次循环中从1加至599
P1=0xff; //熄灭LED
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
P1=0x00;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--){
P1=0x00;
Delay(PWM_LOW);
P1=0xff;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
} }
}
if(i==2)
{
while(1)
{
P1=0xFF;
Delay(20000);
P1=0xFE; //第1个LED亮
for(i=0;i<8;i++)
{
Delay(20000);
P1 <<=1;
}
}
}
if(i==3)
{
while(1)
{
P1=0xFF;
Delay(20000);
P1=0x7F; //第1个LED亮
for(i=0;i<8;i++)
{
Delay(20000);
P1 >>=1;
P1|=0x80;
}
}
}
if(i==4)
{
while(1)
{
for(i=0;i<16;i++) //查表可以简单的显示各种花样 实用性更强
{
Delay(20000);
P1=seg[i];
}
}
}
}
}
void Delay(unsigned int t)
{
while(--t);
}
// 按键扫描函数，返回扫描键值
unsigned char swscan(void)
{
P2=0xff;
if(P2!=0xff)
{
Delay(100);
if(P2!=0xff)
{
keyvalue=P2;
switch(keyvalue)
{
case 0xfe:return 1;break;
case 0xfd:return 2;break;
case 0xfb:return 3;break;
case 0xf7:return 4;break;
case 0xef:return 5;break;
case 0xdf:return 6;break;
case 0xbf:return 7;break;
case 0x7f:return 8;break;
default:return 0;break;
}
}
}
return 0;
}
工作原理说明：
通过12M的晶振和复位电路加上电源给组成了一个最小系统，12M晶振给单片机提供了“心跳”，电源提供了动力，复位电路确保了单片机的正确执行。
通上电，首先电解电容充电，rst引脚有电压且能持续一段时间，给单片机提供可靠的复位，通电后晶振也开始产生12M的方波，等待点解电容充电完成后，单片机遍开始工作。从源程序中我们可以看到，通电后，单片机进入一个while死循环，不断调用按键扫描程序，按键扫描程序中将P2口的状态存储在一个变量中，在switch语句中进行比较，我们假设第一个按键按下，则P2口的电平情况应该是01111111，即是0xfe；这时switch语句返回数值1，返回后，在主函数中，用if语句进行对比，如果是1，则进入按键一的程序，按键一中有一条while语句以便使单片机不停的工作，知道电源断开。在P1中，我定义的功能是PWM调光，也就是呼吸灯，8盏LED慢慢的亮后再慢慢的暗。
按键2、按键3、按键4…………，原理一样，改变的只是功能部分
这样我们就实现了控制彩灯的功能
程序框图：
调试过程及解决问题的方法：
在这次实训中还算顺利，没有遇到太多的问题
用开发板将自己写好的程序刷如单片机中，将单片机插入插槽。
一开始接上电源，接上LED灯，发现电源指示灯闪了下就不亮了，经过检查发现没有节220的限流电阻，指示灯已经烧毁，只好换一个，这样给了我一个教训，LED一定需要接限流电阻，在以后的制作中要仔细检查后再上电测试，这次是一个LED，下次可能是很贵的其他元器件，吸取教训。
依次测试了4个按键的功能，没有发现问题，算是调试完成了。 ^-^
总结：
首先在做本次实习的过程中，我感触最深的是查阅大量的设计资料。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的设计资料是十分必要的，同时也是必不可少的。通过查资料，和同学们讨论，听老师讲解，最后按实训要求编写程序。程序循环输出到单片机P1口，控制LED灯从LED1向LED8依次亮，到全部亮然后LED 灯从LED1向LED8依次前进单个亮，类似跑马情形。
其次，在这次课程设计中，我们运用到了以前所学的专业课知识，硬件的设计和焊接都要我们自己动手去焊，软件的编程也要我们不断的调试，最终按要求完成课程的设计，很高兴它能按着设计的思想运行起来。
最后，在实习之前，我们要对所用单片机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机内有哪些资源；要有一个清晰的思路和一个完整的的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次就将整个程序设计好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯，一个程序的完美与否不仅仅是实现功能，而应该让人一看就能明白你的思路，这样也为资料的保存和交流提供了方便；在实习过程中遇到问题是很正常的，但我们应该将每次遇到的问题记录下来，并分析清楚，以免下次再碰到同样的问题。但是从中学到的知识会让我受益终身。发现、提出、分析、解决问题和实践能力提高都会受益于我在以后的学习、工作和生活中。同时也感谢蔡卫平老师得指导使得这次少走许多弯路。
参考文献
[1] 张伟，《单片机原理及应用》，机械工业出版社，2005
[2] 张鑫，《单片机原理及应用》，电子工业出版社，2005
[3] 曹国清，《数学电路与逻辑设计》,中国矿业大学出版社，2004
[4] 任致程，《经典集成电路400例》,机械工业出版社，2002
[5] 薛栋梁，《单片机原理及应用》，中国水利水电出版社，2001
[6] 吴金戎,沈庆阳等，《8051单片机实践与应用》，清华大学出版社，2001
[7] 谢筑森,张辉等，《单片机开发与典型应用设计》，中国科学技术大学出版社，1997
附录
（贴出实验板正面及背面图片）
C语言源文件+仿真图下载
文件名称: 课程设计.rar
文件大小: 17.87 KB
上传用户: liuenming
文件校验: F985101E9A214BF45B40D593A359F823
下载地址： http://www.vdisk.cn/down/index/9325732A6216
机电工程学院
机电11301班
王亚飞
20##-01-22
第二篇：单片机实训报告模板
项目一 万年历
班级： 学号： 姓名：
一、任务目的
通过对万年历的设计和制作，应用了单片机的数码管、键盘接口技术，以及定时/计数器、中断等程序设计技术，进一步训练了单片机并行I/O端口的应用能力、循环程序设计、键盘查询程序设计和调试能力，让同学们初步了解了作为单片机的重要输入设备——键盘接口技术和程序设计方法。
二、设计要求
用单片机设计一个在数码管能同时显示年月日时分秒，具体要求：根据提供的单片机，设计出万年历的硬件电路，编写软件，用Proteus进行仿真实验，然后进行实物的软硬件调试，并撰写符合要求的实训报告。
三、系统硬件电路设计
可分为最小系统、数码管显示、按键三个单元电路，要求画出各部分电路图，写出工作原理。
最小系统：
数码管显示：
按键：
四、软件设计
主流程图：
流程图：
软件设计有三部分：计时（区分大小月与平月）、显示、校时（使用按键）。
#include <reg51.h>
unsigned char msec,sec,min,hou,day=20,mon=3,ci;/*定义msec为50ms计数变量，sec为秒变量，min为分变量，hou为时变量，day为天变量，mon为月变量，ci为循环次数 */
int year=2013;/*定义year为年变量，定义起始年为20##年*/
sbit P30=P3^0;/*通过sbit定义可位寻址变量*/
sbit P32=P3^2;
sbit P33=P3^3;
sbit P34=P3^4;
void delay(unsigned char i)/*延时函数，当i=1时，延时255微秒*/
{ unsigned char j,k;
for(k=0;k<i;k++)
for(j=0;j<255;j++);}
//函数名：T0_INT
//函数功能：定时器0中断函数，50ms定时时间到，自动执行该函数，判断是否中断20次
//形式参数：无
//返回值：无
void T0_INT() interrupt 1//定时器0中断类型号为1
{TH0=0x3c; //50ms定时初值
TL0=0xb0;
msec++; //中断次数增1
if(msec==20) //中断次数为20次么？
{msec=0; //是，1s计时到，50ms计数变量清零
sec++; //秒变量加1
if(sec==60) //到60s么？
{sec=0; //是，1分计时到，秒变量清零
min++; //分变量加1
if(min==60) //到60分么？
{ min=0; //是，1小时计时到，分变量清零
hou++; //时变量加1
if(hou==24) //到24时么？
{ hou=0; //是，1天计时到，时变量清零
day++; //天变量加1
if(mon==1||mon==3||mon==5||mon==7||mon==8||mon==10||mon==12)//月是为1,3,5,7,8,10,12么？
{if(day==32){day=1;mon++;} } //是，天到32么？是，天变量复位为1，月变量加1
else if( mon==2) //月是为2么？
{if(day==29){day=1;mon++;}} //是，天到29么？是，天变量复位为1，月变量加1
else //月是为4,6,9,11么？
{if(day==31){day=1;mon++;}} //是，天到31么？是，天变量复位为1，月变量加1
if(mon==13) //月到13么？
{ mon=1; //是，1年计时到，月变量复位到1
year++;}}}}}} //年变量加1
void main() //主函数
{unsignedcharled[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//定义数字0~9字型显示码，数码管共阴
TMOD=0x01; //定时器0工作方式1
TR0=1; //启动定时器
TH0=0x3c; //50ms定时初值
TL0=0xb0;
EA=1; //开总中断
ET0=1; //定时器0中断
while(1)
{if(P30==1) //P3.0=1么？（开关是开启的么？）
{ for(ci=1;ci<=10;ci++) //for循环，ci的初值为1，判断ci<=10,若小于等于10循环，ci+1，若大于10跳出循环
{P2=0x00;P0=led[sec%10];delay(2); //选中P2为0x00时控制的数码管，显示秒个位
P2=0x01;P0=led[sec/10];delay(2); //选中P2为0x01时控制的数码管，显示秒十位
P2=0x02;P0=led[min%10];delay(2); //选中P2为0x02时控制的数码管，显示分个位
P2=0x03;P0=led[min/10];delay(2); //选中P2为0x03时控制的数码管，显示分十位
P2=0x04;P0=led[hou%10];delay(2); //选中P2为0x04时控制的数码管，显示时个位
P2=0x05;P0=led[hou/10];delay(2);} //选中P2为0x05时控制的数码管，显示时十位
if(P32==0) //P3.2=0么？按钮按下么？
{delay(55);if(P32==0) {sec++;}if(sec==60) {sec=0;}} //是，延时55*255um;P3.2=0么？是，秒变量加1；秒到60么？是，秒变量清零
if(P33==0) //P3.3=0么？按钮按下么？
{delay(55);if(P33==0) {min++;}if(min==60) {min=0;}} //是，延时55*255um;P3.3=0么？是，分变量加1；分到60么？是，分变量清零
if(P34==0) //P3.4=0么？按钮按下么？
{delay(55);if(P34==0) {hou++;}if(hou==24) {hou=0;}}} //是，延时55*255um;P3.4=0么？是，时变量加1；时到24么？是，时变量清零
else if(P30==0) //P3.0=0么？（开关是闭合的么？）
{for(ci=1;ci<=10;ci++) //for循环，ci的初值为1，判断ci<=10,若小于等于10循环，ci+1，若大于10跳出循环
{P2=0x00;P0=led[day%10];delay(2); //选中P2为0x00时控制的数码管，显示天个位
P2=0x01;P0=led[day/10];delay(2); //选中P2为0x01时控制的数码管，显示天十位
P2=0x02;P0=led[mon%10];delay(2); //选中P2为0x02时控制的数码管，显示月个位
P2=0x03;P0=led[mon/10];delay(2); //选中P2为0x03时控制的数码管，显示月十位
P2=0x04;P0=led[year%10];delay(2); //选中P2为0x04时控制的数码管，显示年个位
P2=0x05;P0=led[year/10%10];delay(2); //选中P2为0x05时控制的数码管，显示年十位
P2=0x06;P0=led[year/100%10];delay(2); //选中P2为0x06时控制的数码管，显示年百位
P2=0x07;P0=led[year/1000];delay(2);} //选中P2为0x07时控制的数码管，显示年千位
if(P32==0) //P3.2=0么？按钮按下么？
{delay(50);if(P32==0) {day++;}if(mon==1||mon==3||mon==5||mon==7||mon==8||mon==10||mon==12) //是，延时50*255um;P3.2=0么？是，天变量加1；月是为1,3,5,7,8,10,12么？
{if(day==32){day=1;} } //是，天到32么？是，天变量复位为1
else if( mon==2) //月是为2么？
{if(day==29){day=1;}} //是，天到29么？是，天变量复位为1
else //月是为4,6,9,11么？
{if(day==31){day=1;}}} //是，天到31么？是，天变量复位为1
if(P33==0) //P3.3=0么？按钮按下么？
{delay(50);if(P33==0) {mon++;}if(mon==13) {mon=1;}} //是，延时50*255um;P3.3=0么？是，月变量加1；月到13么？是，月变量复位为1
if(P34==0) //P3.4=0么？按钮按下么？
{delay(50);if(P34==0) {year++;}}} //是，延时50*255um;P3.3=0么？是，年变量加1；
else {;}}}
五、系统调试
画proteus图，了解单片机最小系统，选用的元件有AT89C51，共阴的蓝色的8位数码管（7SEG-MPX8-CC-BLUE），三八译码器（74HC138），按钮（BUTTON），普通电容（CAP），极性电容（CAP-ELEC），晶体管（CRYSTAL），10K电阻（RES）,排阻（RESPACK-8），单刀单匝开关（SWITCH），将电路连接完整。
编写程序。
编译程序并导入画好的proteus中，查看情况，调试。
在调试过程中，我们先编写的是时分秒的数字钟的显示，在最开始的时候数码管全部显示8，经后来查程序发现程序内少了计时器开启的命令，所以数码管没有时间跳动。在时分秒显示后，我们开始将年月日加进去，在P3.0口接入单刀单匝开关，当开关断开时显示的是时分秒，开关闭合时是显示年月日。然后调试时发现开关没用，后来问同学知道，P3.0是不能直接用的，所以要用sbit来定义可位寻址变量的，改正后可以变换了。最后编写校时的程序，在调试校时这部分时当我们按下按键的时候会跳掉好几个数，后来经老师解答知道那是抖动，所以要消抖，消抖后虽然好了点，但是还是会有数字跳动的，后来在课堂上知道了是所有的程序运作是要时间的，之前占用的时间太多会让后面的校时有错的，所以在显示的部分用了for的循环语句。最后是区分大小月和平月，这程序是在放在计时和校时的部分的。
六、心得体会
经过这次练习，我对单片机的应用有了更深的认识了，而且还记住了以前总是记不住的单片机的最小系统。从最开始的觉得C语言编万年历太难了，到后来觉得这个万年历也不是很难的。在编程序的时候必须要认真仔细，防止不必要的错误。