毕业设计--霓虹灯(再修改)+-+副本

本科毕业论文（设计）题目：基于单片机控制的霓虹灯控制器姓名：潘福明学号：20061000097院（系）：机械与电子信息学院专业：电子信息工程指导教师：谢靖职称：讲师评阅人：罗大鹏职称：讲师2010年06月本科生毕业论文（设计）原创性声明本人以信誉声明：所呈交的毕业论文（设计）是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，论文中引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果为本人独立完成，不包含他人成果及为获得中国地质大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。毕业论文作者（签字）：签字日期：年月日I摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。正文首先介绍本课题的背景、研究意义及完成的任务功能；接着简单描述设计过程中所用的一些主要元器件、方案的论证，以及介绍了系统硬件工作原理，并且附以系统硬件设计框图；其次阐述了ＰＣＢ板的画质、制作、实物的完成、程序的编写和调试；最后对本设计进行了总结。本次毕业设计根据设计要求，基本达到预期的目的。即通过ATmega16单片机来控制16x8的贴片发光二极管矩阵显示，以中、明字符为例，分别可以实现‘全亮’到字模‘中’再到字模‘明’到‘全暗’的循环显示。用户可以按照自己的喜好选择不同的字模、显示方式。关键词：单片机ATmega16发光二极管霓虹灯IIAbstractInrecentyears,withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,SCMapplicationsarecontinuallydeepening,whilethetraditionalcontroltestdriverapidupdates.Inreal-timedetectionandcontrolofthemicrocomputerapplicationsystem,themicrocontrollerisoftenusedasacorecomponent,JinZhiShiMCUsideisnotenough,HaiyinggenjuspecifichardwarestructureandapplicationspecificcharacteristicsofthesoftwareDuixiangJieHe,tobeperfect.Thetextintroducesthesubjectofthisissuebackground,significance,andcompletefunctionality.Abriefdescriptionofthedesignprocessusedinsomeofthemajorcomponentsofthedemonstrationprogram,andintroducedtheprincipleofthesystemhardware,andattachedtothesystemhardwaredesignblockdiagram;secondsectiondescribesthePCBboardofthedefinition,production,physicalcompletionofthepreparationprocessanddebugging;Finally,asummaryofthedesign.Thegraduationprojectaccordingtosetrequirements,achievesthedesiredpurpose.ATmega16microcontrollertocontrolthroughtheSMDLEDs16x8matrixdisplaytotheMingcharacter,forexample,wereabletoachieve'fulllight'tothefont'in'thenfont'out'to'alldark'cycleofdisplay.Userscanfollowtheirownpreferencestoselectadifferentfont,displayKeywords:microcontrollerATmega16LBDNeonIII目录第一章绪论……………………………………………………………………11.1课程研究背景……………………………………………………………11.2课程研究的意义…………………………………………………………11.3课程研究的任务…………………………………………………………2第二章本设计所用的主要电子器件简介………………………………………32.1AVRATmega16单片机简介………………………………………………32.2锁存器MC74HC373简介…………………………………………………52.38x16贴片发光二极管矩阵简介…………………………………………62.4稳压器ams117简介……………………………………………………6第三章基本原理………………………………………………………………73.1总体设计思路……………………………………………………………73.2方案论证与比较…………………………………………………………83.2.1显示部分方案论证与选择…………………………………………83.2.2驱动部分设计方案论证与选择……………………………………83.3电源模块的选择…………………………………………………………9第四章设计过程………………………………………………………………104.1单元电路设计……………………………………………………………104.1.1控制部分电路………………………………………………………104.1.2显示部分电路………………………………………………………114.1.3ams117稳压电路……………………………………………………114.2软件设计………………………………………………………………134.3制版做实物………………………………………………………………134.3.1PROTELDXP简介……………………………………………………144.3.2实物制作……………………………………………………………17第五章遇到的问题及调试……………………………………………………185.1遇到的问题及解决方法…………………………………………………185.1.1硬件方面……………………………………………………………185.1.2程序的调试…………………………………………………………185.2各点电压及波形测试……………………………………………………195.3结果分析…………………………………………………………………205.4材料清单…………………………………………………………………20结束语……………………………………………………………………………22IV致谢词……………………………………………………………………………23参考文献…………………………………………………………………………24附录：……………………………………………………………………………25中国地质大学（武汉）学士学位论文1第一章绪论§1.1课程研究背景电子计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路到大（超大）规模集成电路弓四个阶段，既通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，单片机的应用越来越广泛，并逐渐发展成为一门关键的技术学科。单片机亦称微控制器,顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能微电脑型”，如智能型热水器等。计算机是人类制造的用于信息处理的机器。这种机器只能在人的控制下，将输入的数据信息，按照人们的要求进行存储、分类、整理、判断、计算、决策和处理等操作。目前，微型计算机主要用在以下几个方面：数值计算、数据处理与信息加工、计算机辅助功能、人工智能、计算机通信、多媒体、计算机检测和过程控制等。微型计算机在检测和过程控制方面的应用具有简便、快捷、准确、可靠等优点，便于实现各种生产过程自动化。在改造传统产业、节约能源、提高产品质量和生产效率、改善生产者劳动条件等方面，具有十分重要的作用。单片机具有一些突出优点：体积小、重量轻、耗电少、电源单一、功能强、价格低、运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高，所以在通信、家电、工业控制、仪器仪表、汽车等产品中都可以看到单片机的身影。§1.2课程研究的意义流水灯在现代社会就有广泛的应用，大型电子广告牌、霓虹灯、指示牌和工业控制的控制面板等等都有流水灯的应用。而且基于单片机的流水灯的控制系统利用了单片机的内部资源，如定时器、I/O口和寄存器等，完成了单片机系统开发的基本流程，因此具有典型的代表意义，是学习和开发单片机的基本实验之一。ATmega16单片机是可多次改写的可编程芯片，内部有16K的FlsahRAM,含有32个通用基于单片机控制的霓虹灯控制器2I/O口线，用这种芯片构成的系统简单、可靠，性价比相当高，适合成为霓虹灯程序控制器的核心部件,结合锁存器MC74HC373实现的控制器功能，时间常数易修改，使用灵活，电路易实现，成本低，控制芯片更换方便。控制器的花样变化及速度调节能用软件方法实现，这样进一步提高了性价比。ATmega16成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成本的解决方案.§1.3课程研究的任务本设计是以AVRATmega16芯片的电路为基础，通过软件程序来控制单片机内部的定时器来控制16x8的矩阵贴片发光二极管的明亮，显示不同的图案花样，形成霓虹灯控制器。实物以ATmega16为主控芯片，74HC373、AMS117构成电路，主要包括电源、控制电路、显示电路。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性和一定的实际使用价值.本文研究内容包括如下几个单元：（1）硬件电路设计以及PCB图的绘制；（2）硬件实物的调试、编写测试程序；（4）测试结果分析。各单元将在相应章节详述。中国地质大学（武汉）学士学位论文3第二章主要电子器件简介§2.1AVRATmega16单片机简介单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，ATmega16是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器，它是由ATMEL公司生产的。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16的数据吞吐率高达1MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。高性能、低功耗的8位AVR®微处理器.先进的RISC结构,131条指令,大多数指令执行时间为单个时钟周期,2个8位通用工作寄存器,全静态工作,工作于16MHz时性能高达16MIPS,只需两个时钟周期的硬件乘法器.非易失性程序和数据存储器,16K字节的系统内可编程Flash.擦写寿命:10,000次,具有独立锁定位的可选Boot代码区,通过片上Boot程序实现系统内编程真正的同时读写操作,512字节的EEPROM,擦写寿命:100,000次,1K字节的片内SRAM,可以对锁定位进行编程以实现用户程序的加密。I/O和封装:32个可编程的I/O口40引脚PDIP封装,44引脚