多功能流水灯说明书

中北大学课程设计说明书学生姓名:XXX学号：XXX学院:仪器与电子学院专业:微电子科学与工程题目:多功能流水灯指导教师：谭秋林职称:副教授2014年6月27日目录一设计内容及要求..........................................................................1二设计说明......................................................................................1三单片机各引脚功能说明...............................................................11AT89C51单片···········································································12功能特性概述············································································1四题目分析......................................................................................31控制过程..................................................................................32控制程序..................................................................................33程序流程图..............................................................................5五Protues结果图..............................................................................61Protues电路原理图....................................................................62网表.............................................................................................63Protues印刷板图........................................................................7六总结.............................................................................................8七参考文献......................................................................................9-1-一设计内容及要求①要求彩灯有单向流水效果②彩灯的流向可以变化，可以正向流水,也可以逆向流水；灯流动的方向可以手控也可以自控,自控往返变换时间为5秒③彩灯可以间歇流动,10秒钟间歇一次,间歇时间为1秒④彩灯的流速以人眼看清为准⑤利用PROTEL绘制电路原理图和印刷板图，并利用Protues软件仿真二设计说明①本课程设计采用51单片机，用Ｃ语言编程②编程环境为KeiluVision2③采用Protues软件仿真④为了便于人眼识别彩灯流速，设定彩灯亮灭的延时为0.1秒⑤晶振频率为12MHZ,电容值为12pf，电阻值为10Ώ三单片机各引脚功能说明1.AT89C51单片机AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含4kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。2.功能特性概述·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I／O口，也即地址／数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。-2-·P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I／O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。·P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I／O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器时，P2口线上的内容，在整个访问期间不改变。·P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I／O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时，被外部拉低的P3口将上拉电阻输出电流（IIL）。·RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。·ALE／PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的l／6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。·PSEN：程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效的PSEN信号不出现。·EA／VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器，EA端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。·XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。·XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。-3-四题目分析1.控制过程题目中要求自控往返变换时间为5秒，则如果一开始就正向流水，则第一次逆向流水开始时间为第6秒，此时间歇计数器的值变为1，并开始第一次逆向流水，因为在逆正变换时没有要求变换时间，所以第一次逆向流水结束后要接着进行第二次正向流水，第二次正向流水结束后，再经过5秒钟的延时，时间到了第11秒，此时间歇计数器的值变为2，满足间歇条件，开始间歇1秒，间歇完毕j被清零；则在第12秒钟开始第二次逆向流水，结束后接着进行第三次正向流水，再次经过5秒钟的往返变换，同时间歇计数器j加1，在第17秒开始第三次逆向流水，结束后接着进行第四次正向流水，经过5秒钟往返变换后，到第22秒，j加1成2，开始间歇1秒，则在第23秒钟开始进行第四次逆向流水，依次进行．．．2.控制程序#includereg51.hsbitled1=P1^0;sbitled3=P1^2;sbitled5=P1^4;sbitled7=P1^6;sbitbutton=P0^7;#defineucharunsignedcharintcount;voiddelay(ucharx){inti;while(x--)for(i=0;i120;i++);}delay_s(uchart){TMOD=0x10;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;ET1=1;TR1=1;}while(1){if(count==20*t){count=0;break;}}voidtimer1()interrupt3{TR1=0;TH1=(65536-50000)/256;TL1=(65536-50000)%256;count++;TR1=1;}voidmain(){-4-intj;P1=0XAA;//10101010while(1){if(button==0){led1=1;delay(100);led1=0;led3=1;delay(100);led3=0;led5=1;delay(100);led5=0;led7=1;delay(100);led7=0;delay_s(5);j++;if(j==2){delay_s(1);j=0;}led7=1;delay(100);led7=0;led5=1;delay(100);led5=0;led3=1;delay(100);led3=0;led1=1;delay(100);led1=0;delay(100);}else{if(button==1){delay(5);if(button==1){led7=1;delay(100);led7=0;led5=1;delay(100);led5=0;led3=1;delay(100);led3=0;led1=1;delay(100);led1=0;delay_s(5);led1=1;delay(100);led1=0;led3=1;delay(100);led3=0;led5=1;delay(100);led5=0;led7=1;delay(100);led7=0;delay(100);}}}-5-3.程序流程图图2程序流程图开始初始化Button=0?正向流水延时5秒逆向流水J=2?延时1秒J=0消抖逆向流水延时5秒正向流水J=J+1NNYY-6-五Protues结果图1、Protues电路原理图图3Protues电路组成原理图2、网表图4原理图网表-7-3、Protues印刷板图图5ProtuesPCB版图该PCB版图采用自动排列元件，自动布线的方式产生，有效的避免了连接线直角的产生，不同层次分明，有效得显示了原理图的排列特点-8-六总结这是一次比较系统的电路设计，作为微电子学的学生，设计是必备的技能。这次将理论与实践相结合的实践需要具备电路的设计，资料的查找，分析问题解决问题的能力，甚至还是对个人耐心程度的一个考验。如果不能以一种认真的态度去面对这次实践，而只是简简单单的在书本之中寻找到一个电路图，并将其简单的连接起来，那就失去了本次课程设计的意义了。对于威电子科学与技术这一个专业的，那就没有任何的理由不去提高自己的动手能力了。本次课程设计完全可以用数电中学到的芯片实现，但本人是用单片机实现的，因为单片机可以实现较为复杂的功能，可以大大简化电路的连接，使用简单，非常实用。51系列优点之一是它从内部的硬件到软件有一套完整的按位操作系统，称作位处理器，或布尔处理器。它的处理对象不是字或字节而是位。它不光能对片内某些特殊功能寄存器的某位进行处理，如传送、置位、清零、测试等，还能进行位的逻辑运算，其功能十分完备，使用起来得心应手。虽然其他种类的单片机也具有位处理功能，但能进行位逻辑运算的实属少见。51系列在片内RAM区间还特别开辟了一个双重功能的地址区间，十六个字节，单元地址20H～2FH，它既可作字节处理，也可作位处理(作位处理时，合128个位，相应位地址为O