LED灯循环显示速度遥控器控制设计-课程设计论文.docx

单片机原理及接口技术设计说明书1.ED灯循环显示速度的遥控器限制设计一.课程设计的目的1 .进一步熟识和与取单片枇的结构及工作原理。2 .笃取单片机的接口技术及相关外国芯片的外特性，限制方法。3 .通过课程设计，驾驭以单片机核心的赴路设计的总本方法和技术。4 .通过实际程序设计和调试，逐步笃以模块化程序设计方法和调试技术。5 .通过完成一个也括也路设计和程序开发的完终过程，了解开发一单片机应用系统的全过程,为今后从事相应开发打下基咏.二.课程设计的基本要求1 .仔细相识设计的意义，驾权设计工作杈序，学会运用工具书和技术参考资料，并培育科学的设计思想和良好的设计作风。2 .提高模型建立和设计实力，学会应用相关设计资料进行设计计算的方法。3 .提高独立分析、解决问题的实力，逐步增加实除应用训练。4 .课程设计的说明书要求简洁、通艰，计算正确，图纸表达内容完整、清畸、规范.5 .课程设计说明书封面格式要求见天津城市建设学院课程设计故学工作规范附表U三.课程设计具体要求a）要求每位同学独立完成设计任务。b）原理图设计1 .原理图设计要苻合项目的工作原理，连线要正确。2 .图中所运用的元器件要合理通用，电阻、电容等给件的参数要正确标明。3 .原理图要完终，CPU,外国器件、外扩接口、输入/输出袋比要一应俱全。0程序调计1 .依据要求，将总体功能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。2 .依据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设计出完整的程序流程图。（1）程序调试1 .编写相关程序，并进行仿真。2 .将程序下找到单片机，进行运行调试。e）设计说明书1 .原理图设计说明简要说明设计目的，原理图中所运用的元篇件功能及在图中的作用，各卷件的工作过程及依次。2 .程序设计说明时程序设计总体功能及结构进行说明，时各子模块的功能以及各子模块之间的关系作鼓具体的描述。3 .画出工作原理用，杼序流程困并给出相应的程序清单。四.设计任务STC12C5A6OS2（引脚排序及基本功能同AT89SS1）作为主控芯片，谩计IED灯循环显示速度的限制也路。一是设计741.S273扩展8个1.ED显示：二是设计遥控掇妆电路，作为1.ED循环显示速度的参数输入：三是谩计依据不同的输入参数变更1.ED循环显示速度的程序：四是扩展MAX72191.CDI602作为相关输入参数的显示。第1$,总体设计方案11.1主要设计模块概述11.1.1关于AT89C51的介绍1关于遥控耦工作方式的介绍11.1.31.ED灯循环及速度值的显示21.2设计实现原理3实现设计的大体思路31.2.2总体思路流程框图4第2章硬件电路设计52.1 1.ED小灯点亮模块52.2 1.CDI602显示数据模块52.3 3完整电路图设计6第3章软件编程设计73.1 各模块程序设计73.1.11.ED小灯的循环点亮编程7遥控器编程83.2 总的整合程序9第4章实际应用结果104.I模块仿真104.1.11.ED小灯循环显示仿真图：104.1.21.CDl602仿真显示104.2总图仿真结果11第5章课设心得体会12附录I13附录H14附录川18附录IV19参考文献错误I未定义书签.第1章.总体设计方案1.1 主要设计模块概述本次课程设计要求以AT89C51作为主控芯片,以1.CD1602液晶为故示，通过遥控器限制来达到使1.ED流水灯的流淌速度变更。1.1.1 关于AT89C51的介绍AT89C51是种带4K字节F1.ASH存储iK<FPEROM-FlashProgrnmaab1eandErasableReadOnlyMemory)的低电压、高性能RIoS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可端程可擦除只读存谛器的单片机。单片机的可擦除只读存催器可以反复擦除100O次，该器件采纳ATME1.高密庾非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相施容.由于将多功能8位CP1.和闪犍存储器组合在单个芯片中,ATME1.的AT89C51是一种高效微限制器.AT89C2051是它的一种精简板本.在本次课程设计里，主要用到了两个"0端口,分别是Po口和Pl口。PO口为一个8位浙级开路双向I/O口.每可汲取8TT1.门电流，当PO口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入，PO能弗用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位.在FIASH编程时，PO口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，Po输出原码,此时PO外部必需接上拉电阻.Pl1.I是一个内部供应上拉电阻的8位双向I/O口,Pl口缓冲器能接收输出In1.门电流,依据本次课设的需求，我们让PO做主控芯片的输出端口和1.CD的输入端口.通过这个跳口，将数据传送到1.CD】602液晶上，使该液晶显示当前速度宜，至于1.ED流水灯的显示效果，我们就通过Pl门来达到数据传送的目的.我们通过软件编程来实现I1：D小灯的循环和显示.1.1.2 关于遥控器工作方式的介绍针时课程设计的要求，我们采纳红外遥控器，通过给外部中断1个开中断信号并旦经过红外接收模块处理后使外部伯恩以不匀称的时序码形式传输给主控芯片，已达到对IH)等亮度的限制.红外遥控器的发送数据要依据规定的数据格式.具体的发送格式如下图：VS1838b输出电平格式注意：接收代码与四代矽g向前，电平伫号图1.1遛控数据发送格式遥控器的接收数据部分是将从遥控器接收到的数据信号进行放大之后在传输到主控芯片里进行下一步的操作。1.1.3 1.ED灯循环及速度值的显示<1)依据课设要求，我们用IED灯来客观的反映在不同的档位下小灯的不同的循环速度.IH)(1.iehtEmittingDiode)即发光二极管，它是一种固态的半导体零件,可以干脆把电转化为光.1.ED的心脏是一个半导体的品片，品片的一端附在一个支架上，一端是负板,另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂时装起来。它通过将电压加在1.ED的PN结两端，使PN结木身形成一个能级小实上，是一系列的能级，然后电子在这个能级上既变并产生光子来发光的.所以我们通过软件编程在程序中利用中断程序来限制相邻的小灯之间亮灯的交换须要等待的时间来达到不同的循环点亮速度的效果(2)针对小灯不同循环逋度显示不同数值的要求,我们应用1.CDl602来显示。1.CDI602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种特地用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。1602识别的是ASCn码，试验可以用ASCII码干脆赋值，在单片机维程中还可以用字符型常麻说变量赋位一它与AT89C51主控芯片雒接如图1.2所示：VCCk'l1.CDl602的程序写入须要遵守一系列的时许规律.具体如图1.3：依据图1.3对须鬟显示的数据8位二进制代码）进行写程序和吩咐程序的编写就UJ以顺当的在显示屏上的看到想要显示的数据，1.2 设计实现原理1.2.1 实现设计的大体思路首先，我们用红外遥控器发出一段NEC格式的信号,将信号发送给接收端，接收益将伯号放大并将信号传送至外部中断INTO1.l.通过软件彘程对时序信号进行解码.然后将解码后的数据送入循环程序.编程使这个数据能限制循环程序中迸入中断的次数，中断在程序中循环的次数不同，那么小灯的循环点亮的时间间隔也发生变更，例如：当遥控会送入程序一个“2"时，程序中的中断会循环两次下一个小灯亮，让每次循环的时间固定为50ms的话，那么两次新环就是100ms,也就是说上一个小灯两100MS后会熄灭,猿接着下一个小灯就点亮.当遥控器送入程序一个“3”时.程序中的中断会循环三次下一个小灯才会亮.那么上一个小灯和E一个小灯熄灭和点亮交换的时间就会变成150ms。通过这种时中断次数限制的方法，我们就可以是小灯的循环快慢发生明显的变更，垃终,通过编程，将两个小灯网凸电平反转的时间间隔并依据1.CD时序图进行软件编程是这个时间能显示在1.CDI602液晶屏上.1.2.2总体思路流程框图191.1设计原理框图第2章硬件电路设计2.1 1.ED小灯点亮模块对与1.ED小灯点亮部分，我们采纳灌电流法将小灯连接在Pl口，濯电流法就是从外部被动的将电流灌入小灯使小灯发亮，这种方法对硬件的条件御求低，而且工作更加根定，作图方法是在每个小灯后面加一个300欧的电阻，在导通方向加一个电压源.具体电路图如2图：13*URI7«*图2.11.ED小灯点亮电路图2.2 1.CD1602显示数据模块1.aH602的显示受“CIIr和“DIN"两个功能拐脚限制,C1.K是时钟信号,DIN是写数据和耳吩咐信号.但是输入吩时还是数据，要依据时钟信号和写操作时序（见图1.3）来确定.在本课程设计中，1.CD1602的显示电路图如图2.2：×TA1.1×1A1.2P3A11O身PCP2OAgIZA©P？.2A1OP2:VAl1P2.4A1P?SA13P2.6/A14P二TVAISPROGRam-H-fUVZtetB)fiHEXQH.SQ7I1PIP1P1P1P1I1P1-主士主主KST乃OJHXDlO.OADOPO1AD1PO3AD3PO4/AQ4PoRAr>3POG，AoCPO/AD/2.3完整电路图设计我们将以上全部模块的设计思路淙合起来就可以得到完整的设计电路图，总的电路图如图2.3；1.CO*图2.3设计电路图总图第3章软件编程设计3.1 各模块程序设计3.1.1 1.ED小灯的循环点亮编程<1）程序编写大体思路框图：图3.1编程设计框图(2)程序如下：ftinclude<regSl.h>Wiclude<intrins.h>WdefmeUCharunsignedcharucharclockNumzflag;ucharfi×Time;voidinit()(ClockNum=flag=O;fixTime三6;Pl=Oxfe;TMOD=0x01;THO=0x4c；T1.O三0x00;ETO=1;TRO=1；EA=I;)voidmain()InIt0;while(l)if(fag=1)Pl»_cror_(Pl,l);循环移位flag=O;voidTOJnterrupJPrOCeSS()interrupt1THO=0x4c;T1.OB0x00;if(clockNum+4=fixTime)flag=1;ClockNum=O;3.1.2遥控器编程(i)遥捽器漏程思路框图:(2)遥捽潺瀛程程序编写量较大，见附录113.2总的整合程序程序如下：ffinclude<reg52.h>#include*1836.hwWdefineucharunsignedcharWdefmeuntunsignedntvoiddelayms(ucharmax)(ucharIJ;for(i=max;il=0;-i)for(j=110j!三0j-j);voidinit()(nit-1836();)voidmain()(init();whilel;主程序中的子程序见附录I到N第4章实际应用结果4.1 模块仿真4.1.1 1.ED小灯循环显示仿真图：如下图所见，此时1.ED小灯在自右至左无限地环，小灯的撕环速度是羟过300MS下一个小灯变亮.AQdxCOFOACSHXttZPOADQ8«/M»«POA*AD3-APO.7/AgR7iyfocHZ2FZa*w二HAHrz.WACF2XAOFZWA1图1.11.ED灯循环显示仍出4.1.21.CD1602仿真显示经过对程序的运行，1.ED灯循环点亮的速度显示在了1.CDI602液晶显示屏上了。,.":JJur1.MaVJJQlOOM3OI"r""I"l""'IIl'"T"T,fT,'f'1-T'II1f14.2总图仿真结果当程序添加到柯好的电路图席并进行仿真运行，此时1.ED小灯胜利的循环，而且1.CDI602液晶显示加上也显示出了相应的速度.由于红外遥控器在仿真软件里无法仿真,所以下图中的电路图中没有画出.这里须要另外说明的是实物运行是胜利的.vlocilv300w图4.3总图仿真第5章课设心得体会这一次单片机课程设计历时两个星期，过程曲折可谓一语碓尽.在此期间我们也失落过，也曾一度热忱高涨.从起先时满富盛激情到股终汗水背后的困难心情.点点滴滴无不令我回味无长.从刚起先的热忱满满,到中间部分一度陷入死胡同的纠结，再到最终面对现实，迸一步埋头苦学。这一点一滴的内心的感受和心理历程，实在是让人感受良多喉。但是最终还是羟过漫长的学习，克服虫虫的困玳，还是按规定时间完成了课设要求.其实生活同样是这样,汗水预示著结果也见证着收获.劳动是人类生存生活永恒不变的话题.通过实际的设计操作,我才立正领会到艰苦奋斗”这一词的JXiE含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计的确有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会.在做课设的过程中，我和同学们相互沟通，相互探讨，相互学习.在一起做课设的这段时间，我们行说有笑相互帮助.协作默契.多少汗水和快乐在这里洒下,高校里一年的相处还赶不上这十来天的合作.我感觉我和同学们之间的跑离更加近了.我想说，做课设的确很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋。同样的我们也可以为社会作出我们应当做的一切，这有什么不好呢？我们不断的反问自己.或许有人不喜爱这类的，作，或许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可.社会须要我们.我们也可以为社会而工作.既然如此.那还有什么必要失落呢？于是我们确定沿着自己的路，执着的走下去。时我们而言,学问上的收获重要,精神上的丰收更加可喜,挫折是一份财宝，经骁是一（ft拥有,这次实习必将成为我人生旅途上一个特别美妙的回忆！附录I主程序编写：MirKlUdeVreg52.h>iclude"1836.h"WdefineucharunsignedcharMdefineuintunsignedintvoiddelayms(ucharmax)uchari,j;tor(i=max;i!=0;-i)for(j=110;jl=0;-j);voidInitOi11it-1836();voidmain()init();whlle(l);附录11遥控器部分编程(1836.hblclude<reg52.h>/包含单片机寄存器的头文件Winclude<intrins.h>包含_nop_()函数定义的头文件Minclude"cror.h"#include"lcd.hHWdefineucharunsignedchar&defneuitunsignedInt“definedelayNOP();_nop_();_nopj);_nopj);_nop_();#defineDEFAU1.TNUM6ucharcodetable=0x3t0x06,0×5b,0×4fr0x66,0x6dQx7d,0x07,0x7C0x6t0x77f0×7cr0x39z0xSez0x79,0×71);SbitIRIN=P3八2;红外接收器数据战ucharIRCOM7;ucharm;/a*，*京*aat*«*«*xvoiddelay(uchar×)/x0.14MS(uchari;while(x-)(for(i=0;i<13;l+÷)voidwrteStnng(ucars,ucharnum)(uchari;WriteCOm(OXO6);for(i=0;il=num;+÷i)writeDate(s+i);voiddisplay(UCharnum)(uintmsTime=num*50;设JR的是50ms中断次ucharge,shi,ba;bai=msTime/100;shi=msTime/10%10;ge三msTime%10;cearn();writeString(,velocity9);writeDate(bai0x30);writeDate(shi4x3O);writeDate(ge+O×3O);writeString(Hms"z2);voidinit1836()initjcd();init_cror();m=DEFAU1.TNUM;IRIN=I;IE=IEI0×81;TCON=TCON10x01;/I/O1.l初始化允许总中断中断,使能INTO外部中断触发方式为脉冲负边沿触发display(getParam();voidINT0_lnterrupt_Process()interrupt0(unsignedcharj,k,N=O;unsignedcharq=0;EXO=O;delay(15);先延迟0.1415=2.imsif(IRIN-l)(EXO=1;return;确认IR信号出现while(IIRlN)delay(l);等IR变为高电平，跳过9ms的前导低电平信号。延迟0.14msfor(i=0J<43+)收集四祖数据for(k=0jk<8k+÷)每组数据有8位while(IRIN)等IR变为低电平，跳过4.5ms的前号裔电平信号,delay(l);延退0.14msWhiIe(IIRIN)等IR变为尚电平delay；while(IRIN)计算IR高电平常长delay；延迟2.1msNi;f(N>=30)(EXO=1;return;0.14ms计数过长自动离开)高电平计数完毕IRCOM(j)三IRCOMj)»1;数据最高位补“0”if(N>=8)RCOM(j=IRCOM(jl|0x80;数据最高位补“1”)N=O;if(IRCOM2!=-RCOM3)EXO=1;return;IRCOM(5卜IRCoM(2)&OxOF;取设码的低四位IRCOM6=IRCOM2»4;右移4次，高四位变为低四位f(IRCOM51>9)IRCOM(三)=IRCOM(SbOx37;elseIReoM=IRCoM+0x30;if(IRCOM6>9)IRM(6)bRC0M(6)40x37;elseIRM(6)=IRCOM6)*0x30;q=(IRCOM6J&OxOf)«4)+(IRCOM5&OxOf);SWitChg)推断按硬捱码(ftcaseOxl6:m=O;break;caseOxO3:m=l；break；caseOxl8:m=2;break;caseOx55:m=3;break;caseOxO9:m=13;break;default:break；switch(m)(caseO:SetParam(I);break;case 1:SetParam(5);break;case 2:SetParam(IO);break；case 3:setParam(15);break;case13:SetParam(O);break;defaultbreak;display(getParam();EXO=1;1.ED小灯循环程序(CrOr'h)：4lnclude<reg52.h>#include<intrinS.h>WdefineucharunsignedcharUcharcIockNum;ucharfxTlme;voidinit_Croro(ClockNum三O;fixTime=6;Pl=Oxfe;TMOD三TMODI0x01;THO=0x4c;T1.O=OxOO;ETO=1;TRO三1;EA=I;uchargetParam()(returnfixTime;)voidSetPaQm(UCharparm)(fi×Time=parm;ClockNum三O;voidTOJnterrupt_Process()interrupt1(THO=0x4c;T1.O=0x00;if(clockNum÷÷>=fixTime)(ClockNum=O;Pl三,crorJPl,l);循环移位1.CD1602显示程序(led.h)：Wiclude<reg52.h>WdefineucharunsignedcharsbitIcden=P3a4;sbtIcdrs=P35;sbitduanxuan=P26;sbitweixuan=P27;voiddelaytime(uchartime)ucharIJ;for(i=time;il=0;-i)forU=110J!三0H);voidWmecom(UCharcom)Icdrs=O;Icden三O;PO=com;deaytime(5);Icden=1;改delaytime(5);Icden三O;voidWriteDate(UChardate)(Icdrs三1;PO=date；ddaytime(5);Icden=1;改delaytime;Icden=O;)voidcleam()(WriteCom(OxOl);清屏writeCom(0x80);从头显示)voidinit_lcd()(weixuan=0;duanxuanO;writeCom(0x38);设汽格式启动WriteCom(OxOc);关光标开显示WriteCom(OxOl);清屏writeCom(0x80);从头显示writeCom(0x06);写一,个字符后地址光标自动加一