双芯灯的应用.docx
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双芯灯的应用.docx
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双芯灯的应用
广东工业大学华立学院
课程设计(论文)
课程名称单片机原理及接口技术
题目名称双芯灯的应用
学生学部(系)信息与计算机学部
专业班级
学 号
学生姓名
指导教师
2010年12月30日
广东工业大学华立学院
课程设计(论文)任务书
题目名称
双芯灯的应用
学生学部(系)
信息与计算机学部
专业班级
姓名
学号
一、课程设计(论文)的内容
利用双芯灯的工作原理实现红、绿、黄灯的顺次点亮,灯的闪烁时间用延时函数来控制。
二、课程设计(论文)的要求与数据
系统以常用的89C51单片机作为中心处理部件,用89C51单片机的P1口控制各色交通灯的点亮与熄灭,要求实现:
用4盏灯分别按照红黄绿的顺序依次点亮并熄灭。
三、课程设计(论文)应完成的工作
1、了解双芯灯的工作原理
2、根据该系统的功能要求及所用元器件,设计硬件电路。
3、编写程序。
4、完成课程设计报告。
四、课程设计(论文)进程安排
序号
设计(论文)各阶段内容
地点
起止日期
1
查阅相关资料,熟悉双芯灯的工作原理
2010.12.22
2
设计硬件电路
2010.12.23-2010.12.24
3
编写、调试程序
2010.12.27-2010.12.28
4
完成课程设计报告
2010.12.29-2010.12.30
五、应收集的资料及主要参考文献
[1]凌玉华.单片机原理及应用系统设计.湖南:
中南大学出版社,2006
[2]李广弟.单片机基础.北京:
北京航空航天大学出版社,1998
[3]何立民.单片机应用技术大全.北京:
北京航空航天大学出版社,2004
[4]张毅刚.单片机原理及接口技术.哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,2000
[5]谭浩强.单片机课程设计.北京:
清华大学出版社,2005
发出任务书日期:
2010年12月21日指导教师签名:
计划完成日期:
2010年12月31日教学单位责任人签章:
目录
一设计目的5
二设计要求和设计思路5
三总体框图设计5
3.1功能结构组成5
3.2总体电路图6
四功能模块设计和原理说明6
4.1时钟电路6
4.2复位电路7
4.3输出部分7
4.4AT89C51芯片7
4.4.1AT89C51内部结构7
4.4.2AT89C51引脚及其功能8
五控制双芯灯的应用的汇编程序10
六双芯灯的应用电路板三维显示11
七参考文献11
一设计目的
随着信息时代的到来,单片机原理及接口技术会生活中发挥着越来越重要的作用,运用单片机原理及接口技术设计的电子产品成为社会生活不可缺少的一部分。
本设计以AT89C51为核心并用它的P1口控制来控制双芯灯各色交通灯的点亮与熄灭循环的实验装置。
用AT89C51单片机控制双芯灯的二极管发光,实现用4盏灯来分别按照红黄绿的顺序依次点亮并熄灭,能从中掌握通过软件控制双芯灯的设计的思路和技巧。
二设计要求和设计思路
本设计以AT89C51为核心并用它的P1口控制来控制双芯灯各色交通灯的点亮与熄灭循环的实验装置。
用AT89C51单片机控制双芯灯的二极管发光,实现用4盏灯来分别按照红黄绿的顺序依次点亮并熄灭。
根据双芯灯的工作原理来设计双芯灯各色交通灯的点亮与熄灭循环的实验装置。
其原理图和真值表如下所示:
双芯灯功能结构示意图双芯灯真值表
RG
输出
00
灭
01
绿
10
红
11
黄
图1
本次设计从红黄绿红黄绿红黄绿红黄绿从LED1-LED4依次点亮后并开始循环。
本设计的设计思路如下表所示:
双芯灯
灯亮颜色
P1口输出状态
LED1
红色
10000000(80H)
LED2
黄色
00110000(30H)
LED3
绿色
00000100(04H)
LED4
红色
00000010(10H)
LED1
黄色
11000000(C0H)
LED2
绿色
00010000(10H)
LED3
红色
00001000(08H)
LED4
黄色
00000011(03H)
LED1
绿色
01000000(40H)
LED2
红色
00100000(20H)
LED3
黄色
00001100(0CH)
LED4
绿色
00000001(01H)
…
…
…
三总体框图设计
3.1功能结构组成
本系统设计有四个部分组成:
时钟电路,复位电路,输出部分及AT89C51芯片构成。
3.2总体电路图
四功能模块设计和原理说明
本系统本设计以AT89C51为核心并用它的P1口控制来控制双芯灯各色交通灯的点亮与熄灭循环的实验装置。
这个设计有四个部分组成:
时钟电路,复位电路,输出部分及AT89C51芯片构成。
4.1时钟电路
时钟电路用于产生单片机工作是所需的时钟信号,在芯片的外部通过19脚,18脚接晶体振荡器和微调电容,形成反馈电路,构成一个稳定的自激振荡器。
电路中c1,c2一般取30PF左右,而晶体振荡器的范围通常是1.2-12MHz。
晶体振荡器频率越高,振荡频率就越高。
本次设计用12MHz的晶体振荡器。
4.2复位电路
本电路起手动复位作用。
4.3输出部分
输出部分采用AT89C51的P1口,将4盏双芯灯,分别接在P1口的八个脚。
双芯灯有四种显示方式,灭-绿-红-黄,这四种。
让各色交通灯在移动的时后保持色彩鲜明,便于观察。
由R1排阻的作用保护双芯灯,向它提供较小的电流,防止二极管因电流过大而烧毁。
其图如下所示:
4.4AT89C51芯片
4.4.1AT89C51内部结构
AT809C5151单片机在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O口等基本功能部件。
其特点如下:
(1)一个8位CPU;
(2)一个片内振荡器及时钟电路;(3)4KB程序存储器;(4)128B片内数据存储器;(另有128B特殊功能寄存器单元)(5)64KB程序存储器、数据存储器地址空间;(6)2个16位可编程的定时器/计数器;(7)1个可编程的全双工通用异步串行接口URAT;(8)32条可按位寻址的双向I/O线;(9)两级优先级嵌套,5个中断源的中断结构;(10)具有很强的布尔处理能力,即按位处理能力。
其基本结构如图所示:
AT89C51的引脚图如下:
4.4.2AT89C51引脚及其功能
由右上图可以看出AT89C51单片机是双列直插封装(DIP)方式,下面分别叙述这些引脚功能。
1.电源引脚Vcc和Vss
Vcc(40脚):
电源端,为+5V。
Vss(20脚):
接地端。
2.外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
XTAL2(18脚):
振荡器反向放大器输出端。
当外接晶体时,接晶体和微调电容的一端。
当采用外部时钟时,此引脚悬空。
XTAL1(19脚):
振荡器反向放大器输出端。
当外接晶体时,接晶体和微调电容的一端。
当采用外部时钟时,此引脚作为驱动端,接外部时钟。
振荡电路的频率就是晶体固有频率。
单片机正常工作时,该引脚应有脉冲信号输出。
3.(引脚32-39)P0口:
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据地址的第八位。
在FIASH编程时,P0口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。
4.(引脚1-8)P1口:
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。
5.(引脚21-28)P2口:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
6(引脚10-17).P3口:
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:
口管脚备选功能
P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)
P3.2/INT0(外部中断0)P3.3/INT1(外部中断1)
P3.4T0(记时器0外部输入)P3.5T1(记时器1外部输入)
P3.6/WR(外部数据存储器写选通)P3.7/RD(外部数据存储器读选通)
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
7.(引脚9)RST:
复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
8.(引脚30)ALE/PROG:
当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉
冲或用于定时目的。
然而要注意的是:
每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
9.(引脚29)/PSEN:
程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
10.(引脚31)/EA/VPP:
低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
五控制双芯灯的应用的汇编程序
ORG0000H
START:
MOVP1,#080H;LED1灯亮而且为红色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#030H;LED2灯亮而且为黄色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#004H;LED3亮而且为绿色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#002H;LED4亮而且为红色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#0C0H;LED1灯亮而且为黄色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#010H;LED2亮而且为绿色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#008H;LED3亮而且为红色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#003H;LED4亮而且为黄色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#040H;LED1灯亮而且为绿色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#020H;LED2亮而且为红色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#00CH;LED3亮而且为黄色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#001H;LED4亮而且为绿色
LCALLDELAY;延时
MOVP1,#000H;完成第一次循环点亮
AJMPSTART;反复循环;
延时子程序,12M晶振延时约为0.25s
DELAY:
MOVR4,#2
L3:
MOVR2,#250
L1:
MOVR3,#250
L2:
DJNZR2,L1
DJNZR4,L3
RET
END
六双芯灯的应用电路板三维显示
七参考文献
[1]凌玉华.单片机原理及应用系统设计.湖南:
中南大学出版社,2006
[2]李广弟.单片机基础.北京:
北京航空航天大学出版社,1998
[3]何立民.单片机应用技术大全.北京:
北京航空航天大学出版社,2004
[4]张毅刚.单片机原理及接口技术.哈尔滨:
哈尔滨工业大学出版社,2000
[5]谭浩强.单片机课程设计.北京:
清华大学出版社,2005
心
得
体
会
在这一次的课程设计里,我学到很多很多东西,不仅巩固了课堂上所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到的内容。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,要用时间去检验理论,用理论指导实践,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,这才是真正的知识,才能提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
本次设计系统以常用的89C51单片机作为中心处理部件,用89C51单片机的P1口控制各色交通灯的点亮与熄灭,实现了用4盏双芯灯将分别按照红黄绿的顺序依次点亮并熄灭。
通过此课程设计我有了更深的认识,只有在设计制作的过程中不断地学习才能有更大进步。
所以不论在什么地方,什么岗位我们都要以学为主,学以置用,把学到的理论和实践联系起来,才能把我们的工作做得更好,才能更好地为社会服务,才能更好地贡献社会。
2010年12月30日
教
师
评
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