作 者 姓 名:
学 号:
系 (院): 机械电子工程学院
专 业: 电子信息工程
指导教师姓名:
指导教师职称: 讲 师
2012XX
Title Design of Lantern Controller Based on Singlechip
Author:
Student ID:
Department: Mechanical and Electronic Engineering
Major Electrical Information Engineering
Instructor:
Professional Title: Lecturer Instructor
Apr 21th2012
摘
着微电子技术发展民生活水断提高周围环境美化明已仅限单调白炽灯彩灯已成时尚潮流彩灯控制器实价值日常生产实践日常生活中作日益突出基种器件彩灯出现单片机价格低廉方便控制简单成控制彩灯器件
目前市场更全硬件电路实现电路结构复杂结构单旦制成成品固定模式根场合时段调节亮度时间模式闪烁频率等动态参数电路存芯片电路复杂功率损耗亮灯样式单调缺乏操作性等缺点设计种新型彩灯已迫
年彩灯美化亮化城市着轻视重作作城市装饰彩灯需求量越越彩灯技术花样越越高目前市场种式样LED彩灯半采全硬件电路实现存电路结构复杂功单等局限性必现彩灯控制器进行改进文介绍种简易LED彩灯控制系统软硬件设计程STC89C52单片机作控核心辅助硬件电路相结合利软件实现LED彩灯进行控制系统具电路结构简单操作容易硬件少成低等特点
关键词:LED彩灯 STC89C52单片机 彩灯控制器
ABSTRACT
With the development of microelectronics technology improve people's living standard people on the surrounding environment landscaping and lighting are not limited to monotonous incandescent lights have become a fashion trend Lantern controller practical value in daily production practices in daily life have become increasingly prominent role Carnival is also based on a variety of devices have emerged the microcontroller because of its low price easy to use simple to control your lights controlling the main device
More on the market with all the hardware circuit the circuit structure is complex single structure once the finished products can only be a fixed pattern not according to different occasions adjust the brightness of different time periods patterns and blinking frequency of the dynamic parameters and some circuit The chip too much circuit complexity power consumption large Liang Deng style monotonous lack of operation and other shortcomings design a new type of lights can not wait
In recent years the lantern for the landscaping lighting the city has an important role should not be underestimated So the city decorated with lanterns as the growing demand for technology and lanterns have become more sophisticated and synchronized Currently on the market a variety of style LED lantern is the most hardwarewide realization of the existence of complex circuit structure functions and other limitations of a single it is essential to the current controller to improve the lantern This paper introduces a simple control system of the LED lantern design process of hardware and software with STC89C52 singlechip microcomputer as the master core and supporting the combination of hardware circuitry using software control of the LED lanterns The specialties of this system are simple structure easy control less hardware low cost and so on
Key words LED Lantern STC89C52 SCM Lantern controller
目 录
前 言 1
第1章 单片机介绍 2
第11节 单片机简介 2
第12节 单片机发展史 3
第13节 单片机工作程 4
第14节 单片机应 5
第15节 单片机学应 6
第16节 种常见单片机 8
第2章 彩灯控制器简介 10
第21节 基单片机彩灯控制器 10
第22节 单片机彩灯方面应 10
第3章 基单片机彩灯控制器硬件设计 12
第31节 芯片选择简介 12
第32节 两种芯片较 16
第33节 Protel 99SE介绍 22
第4章 基单片机彩灯控制器软件设计 27
第41节 系统总体设计流程图 27
第42节 系统程序 28
结 34
附 录 36
参考文献 38
致 谢 39
前 言
现时代新技术层出穷时代电子领域尤动化智控制领域传统分立元件数字逻辑电路构成控制系统正前未见速度单片机智控制系统取代单片机具体积功强成低应面广等优点说智控制动控制核心单片机目前学应单片机高潮正工厂学校企事业单位规模兴起学单片机效方法理实践重文作者制款简易流水灯重点介绍软件编程方法期单片机初学者启发更快成单片机领域优秀国家做出贡献
着生活环境断改善变化 许场合彩色霓虹灯彩灯丰富灯光色彩低廉造价控制简单等特点广泛应彩灯装饰街道城市建筑物已成种时尚目前彩灯种类繁 种趋势 冷光源低功耗寿命长已渐成流明工程中推广普节约国宝贵资源保护环境发挥出巨作文根单片机原理设计种彩灯电路文侧重彩灯闪烁频率亮灯时间模式进行设计导软硬件兼软件硬件辅容易实现彩灯控制电路没复杂结构更容易理解接受操作起更加简单方便然效率更高
第1章 单片机介绍
第11节 单片机简介
单片微型计算机简称单片机典型嵌入式微控制器(Microcontroller Unit)常英文字母缩写MCU表示单片机早工业控制领域单片机芯片仅CPU专处理器发展早设计理念通量外围设备CPU集成芯片中计算机系统更更容易集成进复杂体积求严格控制设备中INTELZ80早种思想设计出处理器单片机专处理器发展便分道扬镳[1]
早期单片机8位4位中成功INTEL8031简单性错获评8031发展出MCS51系列单片机系统基系统单片机系统直现广泛着工业控制领域求提高开始出现16位单片机性价理想未广泛应90年代着消费电子产品发展单片机技术巨提高着INTEL i960系列特ARM系列广泛应32位单片机迅速取代16位单片机高端位进入流市场传统8位单片机性飞速提高处理力起80年代提高数百倍目前高端32位单片机频已超300MHz性直追90年代中期专处理器普通型号出厂价格跌落1美元高端[1]型号10美元代单片机系统已裸机环境开发量专嵌入式操作系统广泛应全系列单片机作掌电脑手机核心处理高端单片机甚直接专WindowsLinux操作系统
单片机专处理器更适合应嵌入式系统应事实单片机世界数量计算机现代类生活中件电子机械产品中会集成单片机手机电话计算器家电器电子玩具掌电脑鼠标等电脑配件中配12部单片机电脑中会数少单片机工作汽车般配备40部单片机复杂工业控制系统甚数百台单片机时工作单片机数量仅远超PC机计算总甚类数量
单片机称单片微控制器完成某逻辑功芯片计算机系统集成芯片相微型计算机计算机相单片机缺少IO设备概括讲:块芯片成台计算机体积质量轻价格便宜学应开发提供便利条件时学单片机解计算机原理结构佳选择
单片机部电脑功类似模块CPU存行总线硬盘作相存储器件部件性相家电脑弱价钱低般超10元……做控制电器类复杂工作足矣现全动滚筒洗衣机排烟罩VCD等等家电里面身影……作控制部分核心部件
种线式实时控制计算机线式现场控制需较强抗干扰力较低成离线式计算机(家PC)区
第12节 单片机发展史
1971年intel公司研制出世界第4位微处理器Intel公司霍夫研制成功世界第块4位微处理器芯片Intel 4004标志着第代微处理器问世微处理器微机时代开始发明微处理器霍夫英国济学家杂志列二战影响力7位科学家
1971年11月Intel推出MCS4微型计算机系统(包括4001 ROM芯片4002 RAM芯片4003移位寄存器芯片4004微处理器 )中4004(图)包含2300晶体尺寸规格3mm×4mm计算性远远超年ENIAC初售价200美元
1972年4月霍夫等开发出第8位微处理器Intel 80088008采P沟道MOS微处理器属第代微处理器
1973年intel公司研制出8位微处理器80801973年8月霍夫等研制出8位微处理器Intel 8080N沟道MOS电路取代P沟道第二代微处理器诞生 频2MHz8080芯片运算速度8008快10倍存取64KB存储器基6微米技术6000晶体处理速度064MIPS(Million Instructions Per Second)
1975年4月MITS发布第通型Altair 8800售价375美元带1KB存储器世界第台微型计算机
1976年intel公司研制出MCS48系列8位单片机单片机问世Zilog公司1976年开发Z80微处理器广泛微型计算机工业动控制设备时ZilogMotorolaIntel微处理器领域三足鼎立
20世纪80年代初Intel公司MCS48系列单片机基础推出MCS51系列8位高档单片机MCS51系列单片机片RAM容量IO口功系统扩展方面提高
第13节 单片机工作程
单片机动完成赋予务程单片机执行程序程条条执行指令程谓指令求单片机执行种操作命令形式写设计员赋予指令系统决定条指令应着种基操作单片机执行全部指令该单片机指令系统种类单片机指令系统单片机动完成某特定务必须解决问题编成系列指令(指令必须选定单片机识执行指令)系列指令集合成程序程序需预先存放具存储功部件——存储器中存储器许存储单元(存储单位)组成楼房许房间组成样指令存放单元里单元里指令取出执行楼房房间分配唯房间号样存储单元必须分配唯址号该址号称存储单元址样知道存储单元址找存储单元中存储指令取出然执行[2]
程序通常序执行程序中指令条条序存放单片机执行程序时指令条条取出加执行必须部件追踪指令址部件程序计数器PC(包含CPU中)开始执行程序时PC赋程序中第条指令址然取条执行命令PC中容会动增加增加量条指令长度决定123指条指令起始址保证指令序执行
第14节 单片机应
单片机广泛应仪器仪表家电器医设备航空航天专设备智化理程控制等领域致分范畴:
(1)智仪器仪表应
单片机具体积功耗低控制功强扩展灵活微型化方便等优点广泛应仪器仪表中结合类型传感器实现诸电压功率频率湿度温度流量速度厚度角度长度硬度元素压力等物理量测量采单片机控制仪器仪表数字化智化微型化功起采电子数字电路更加强例精密测量设备(功率计示波器种分析仪)
(2)工业控制中应
单片机构成形式样控制系统数采集系统例工厂流水线智化理芯片电梯智化控制种报警系统计算机联网构成二级控制系统等
(3)家电器中应
样说现家电器基采单片机控制电饭煲洗衣机电冰箱空调机彩电音响视频器材电子秤量设备五花八门
(4)计算机网络通信领域中应
现代单片机普遍具备通信接口方便计算机进行数通信计算机网络通信设备间应提供极物质条件现通信设备基实现单片机智控制手机电话机型程控交换机楼宇动通信呼系统列车线通信日常工作中处见移动电话集群移动通信线电讲机等
(5)单片机医设备领域中应
单片机医设备中途相广泛例医呼吸机种分析仪监护仪超声诊断设备病床呼系统等等
(6)种型电器中模块化应
某专单片机设计实现特定功种电路中进行模块化应求员解部结构音乐集成单片机似简单功微缩纯电子芯片中(磁带机原理)需复杂类似计算机原理:音乐信号数字形式存存储器中(类似ROM)微控制器读出转化模拟音乐电信号(类似声卡)型电路中种模块化应极缩体积简化电路降低损坏错误率方便更换
(7)单片机汽车设备领域中应
单片机汽车电子中应非常广泛例汽车中发动机控制器基CAN总线汽车发动机智电子控制器GPS导航系统abs防抱死系统制动系统等等[3]
第15节 单片机学应
单片机学应六重部分
(1)总线:
知道电路总元器件通电线连接成模拟电路中连线成问题器件间般串行关系器件间连线计算机电路样微处理器核心器件微处理器相连器件间工作必须相互协调需连线果模拟电路样微处理器器件间单独连线线数量惊微处理机中引入总线概念器件享连线器件8根数线全部接8根公线相器件联起仅样行果两器件时送出数01接收方接收究竟什呢?种情况允许通控制线进行控制器件分时工作时候器件发送数(器件时接收)器件数线称数总线器件控制线称控制总线单片机部者外部存储器器件中存储单元存储单元分配址分配址然电信号形式出存储单元较址分配线较线称址总线
(2)数址指令:
三者放起三者质样——数字者说串0’1’组成序列换言址指令数指令:单片机芯片设计者规定种数字常指令助记符着严格应关系单片机开发者更改址:寻找单片机部外部存储单元输入输出口部单元址值已芯片设计者规定更改外部单元单片机开发者行决定址单元定(详见程序执行程)数:微处理机处理象种应电路中相般言处理数种情况:
址(MOV DPTR1000H)址1000H送入DPTR
方式字控制字(MOV TMOD#3)3控制字
常数(MOV TH0#10H)10H定时常数
实际输出值(P1口接彩灯灯全亮执行指令:MOV P1#0FFH灯全暗执行指令:MOV P1#00H)里0FFH00H实际输出值LED字形码实际输出值
理解址指令质难理解程序运行程中什会跑飞会数成指令执行
(3)P0口P2口P3第二功法:
初学时P0口P2口P3口第二功法迷惑解认第二功原功间切换程者说条指令事实端口第二功完全动需指令转换P36P37分WRRD信号微片理机外接RAM外部IO口时作第二功作通IO口微处理机执行MOVX指令会相应信号P36P37送出需事先指令说明事实作通IO口’’(者)会’作通IO口完全指令中排条SETB P37指令单片机执行条指令时会P37变高电者会做通常会导致系统崩溃
(4)程序执行程:
单片机通电复位8051程序计数器(PC)中值0000’程序总0000’单元开始执行说:系统ROM中定存0000’单元0000’单元中存放定条指令
(5)堆栈:
堆栈区域存放数区域身没特殊处部RAM部份特殊存放取数方式谓先进出进先出’堆栈特殊数传输指令PUSH’POP’特殊专服务单元堆栈指针SP执次PUSH指令时SP(原值基础)动加1执行次POP指令SP(原值基础)动减1SP中值指令加改变程序开始阶段更改SP值堆栈设置规定存单元中程序开始时条MOV SP#5FH指令堆栈设置存单元60H开始单元中般程序开头总条设置堆栈指针指令开机时SP初始值07H样堆栈08H单元开始08H1FH区域正8031第二三四工作寄存器区常会造成数混乱作者编写程序时初始化堆栈指令完全相作者惯问题设置堆栈区意味着该区域成种专存象普通存区域样般情况编程者会成普通存
(6)单片机开发程:
里说开发程般书中说务分析开始假设已设计制作硬件面编写软件工作编写软件前首先确定常数址事实常数址设计阶段已直接间接确定某器件连线设计址确定器件功确定控制字确定然文编辑器(EDITCCED等)编写软件编写编译器源程序文件编译查错直没语法错误极简单程序外般应仿真机软件进行调试直程序运行正确止运行正确写片(程序固化EPROM中)源程序编译生成扩展名HEX目标文件般编程器够识种格式文件文件调入写片[4]
第16节 种常见单片机
STC单片机:STC公司单片机基8051核新代增强型单片机指令代码完全兼容传统8051速度快8~12倍带ADC4路PWM双串口全球唯ID号加密性抗干扰强
(1) PIC单片机:MICROCHIP公司产品突出特点体积功耗低精简指令集抗干扰性性高较强模拟接口代码保密性部分芯片兼容FLASH程序存储器芯片
(2) EMC单片机:台湾义隆公司产品部分PIC 8位单片机兼容相兼容产品资源相PIC价格便宜系列选抗干扰较差
(3) ATMEL单片机(51单片机):ATMEl公司8位单片机AT89AT90两系列AT89系列8位Flash单片机8051系列单片机相兼容静态时钟模式AT90系列单片机增强RISC结构全静态工作方式载线编程Flash单片机AVR单片机
(4) PHLIPIS 51LPC系列单片机(51单片机):PHILIPS公司单片机基80C51核单片机嵌入掉电检测模拟片RC振荡器等功51LPC高集成度低成低功耗应设计中满足方面性求
(5) HOLTEK单片机:台湾盛扬半导体单片机价格便宜种类较抗干扰较差适消费类产品
(6) TI公司单片机(51单片机):德州仪器提供TMS370MSP430两系列通单片机TMS370系列单片机8位CMOS单片机具种存储模式种外围接口模式适复杂实时控制场合MSP430系列单片机种超低功耗功集成度较高16位低功耗单片机特适求功耗低场合
(8)松翰单片机(SONIX):台湾松翰公司单片8位机部分PIC 8位单片机兼容价格便宜系统时钟分频选项较PMW ADC 振 部杂讯滤波缺点RAM空间抗干扰较
第2章 节日彩灯控制器简介
第21节 基单片机节日彩灯控制器
年彩灯美化亮化城市着轻视重工作作城市装饰彩灯需求量越越彩灯技术花样越越高传统彩灯控制电路般数字电路组成种彩灯控制器电路结构复杂成较高功率损耗外功效果彩灯模式少样式单调缺乏户操作性影响亮灯效果必现彩灯控制器进行改进单片机具体积功强成低应面广等优点说智控制动控制核心单片机LED彩灯具成低发光纯度高发光热量耗电量低超长寿命特点利单片机作LED彩灯控制仅控制花样路数增加成低环境源没污染着发展前景方案种基STC89C52单片机彩灯控制方案实现LED彩灯控制STC89C52单片机作控核心发光二极晶振复位电源等组成电路利软件编辑实现彩灯流水灯效果
第22节 单片机节日彩灯方面应
着生活环境断改善美化许场合彩色霓虹灯彩灯现代市装扮美化城市夜景灯饰前彩灯控制器均采模拟数字技术设计电路复杂成较高功简单已满足日益增长户需设计采单片机AT89C51设计电路结构简单成低廉功灵活样实性较强特充满竞争时代政府吸引游客投资者城市街道河线等霓虹灯造景实施亮化工程美化环境树立城市形象
LED彩灯克服传统霓虹灯投资制作工艺复杂玻璃高压电源惰性气体等诸便时解决耗电高造价高寿命短足广泛应越越商家开始关注块商机限市场竞相制作生产
目前市场种式样LED彩灯半采全硬件电路实现电路结构复杂功单样旦制成成品固定模式闪亮根场合时间段需调节亮灯时间模式闪烁频率等动态参数时种彩灯控制器结构芯片电路复杂功率损耗等缺点外功亮灯模式少样式单调缺乏户操作性影响亮灯效果必现彩灯控制器进行改进
第3章 基单片机节日彩灯控制器硬件设计
第31节 芯片选择简介
STC89C52种带8K字节闪烁编程檫读存储器(FPEROMFlash Programable and Erasable Read Only Memory )低电压高性COMOS8微处理器俗称单片机该器件采ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造工业标准MCS51指令集输出脚相兼容[5]
单片机总控制电路图31:
图31 单片机总控制电路
311 时钟电路
STC89C52部构成振荡器高增益反相放器引脚RXDTXD分放器输入端输出端时钟部方式产生外部方式产生部方式时钟电路图32(a) 示RXDTXD引脚外接定时元件部振荡器产生激振荡定时元件通常采石英晶体电容组成联谐振回路晶体振荡频率12~12MHz间选择电容值5~30pF间选择电容值频率起微调作
外部方式时钟电路图32(b)示RXD接TXD接外部振荡器外部振荡信号特殊求求保证脉宽度般采频率低12MHz方波信号片时钟发生器振荡频率两分频产生两相时钟P1P2供单片机[6]
(a)部方式时钟电路 (b)外部方式时钟电路
图32 时钟电路
312 复位复位电路
(1)复位操作
复位单片机初始化操作功PC初始化0000H单片机0000H单元开始执行程序进入系统正常初始化外程序运行出错操作错误系统处死锁状态时摆脱困境需复位键重新启动
PC外复位操作寄存器影响复位状态表31示
表31 寄存器复位状态
寄存器
复位状态
寄存器
复位状态
PC
0000H
TCON
00H
ACC
00H
TL0
00H
PSW
00H
TH0
00H
SP
07H
TL1
00H
DPTR
0000H
TH1
00H
P0P3
FFH
SCON
00H
IP
XX000000B
SBUF
定
IE
0X000000B
PCON
0XXX0000B
TMOD
00H
(2)复位信号产生
RST引脚复位信号输入端复位信号高电效效时间应持续24振荡周期(二机器周期)颇率6MHz晶振复位信号持续时间应超4us完成复位操作
产生复位信号电路逻辑图33示:
图33 复位信号电路逻辑图
整复位电路包括芯片外两部分外部电路产生复位信号(RST)送施密特触发器片复位电路机器周期S5P2时刻施密特触发器输出进行采样然部复位操作需信号
复位操作电动复位相键手动复位两种方式
电动复位通外部复位电路电容充电实现电路图34(a)示佯电源Vcc升时间超1ms实现动电复位接通电源成系统复位初始化
键手动复位电方式脉方式两种中键电复位通复位端电阻Vcc电源接通实现电路图34(b)示键脉复位利RC微分电路产生正脉实现
电路图34(c)示:
(a)电复位 (b)键电复位 (c)键脉复位
图34 复位电路
述电路图中电阻电容参数适6MHz晶振保证复位信号高电持续时间2机器周期
系统复位电路采图34(b)电复位方式
313 具体介绍
STC89C52具体介绍:
(1)电源引脚(2根)
VCC(Pin40):电源输入接+5V电源
GND(Pin20):接线
(2)外接晶振引脚(2根)
XTAL1(Pin19):片振荡电路输入端
XTAL2(Pin20):片振荡电路输出端
(3)控制引脚(4根)
RSTVPP(Pin9):复位引脚引脚出现2机器周期高电单片机复位
ALEPROG(Pin30):址锁存允许信号
PSEN(Pin29):外部存储器读选通信号
EAVPP(Pin31):程序存储器外部选通接低电外部程序存储器读指令果接高电部程序存储器读指令
(4)编程输入输出引脚(32根)
STC89C52单片机4组8位编程IO口分位P0P1P2P3口口8位(8根引脚)32根
PO口(Pin39~Pin32):8位双IO口线名称P00~P07
P1口(Pin1~Pin8):8位准双IO口线名称P10~P17
P2口(Pin21~Pin28):8位准双IO口线名称P20~P27
P3口(Pin10~Pin17):8位准双IO口线名称P30~P37
STC89C52功表32示
表32 STC89C52功
功特性
兼容MCS51指令系统
8K反复擦写Flash ROM
32双IO口
256x8bit部RAM
316位编程定时计数器中断
时钟频率024MHz
2串行中断
编程UART串行通道
2外部中断源
6中断源
2读写中断口线
3级加密位
低功耗空闲掉电模式
软件设置睡眠唤醒功
第32节 两种芯片较
STC89C51AT89C51单片机结构许相方面两种芯片进行较
AT89C51种低功耗低电压高性八位CMOS单片机片4KBFLASH编程擦读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)采CMOS工艺ATMEL公司高密度非易失性存储器技术输出引脚指令系统MSC—51兼容片置通8位中央处理器(CPU)FLASH存储单元片存储器允许系统改编程序常规非易失性存储器编程AT89C51种功强灵活性高价格合理单片机方便应种控制领域[7]
321 特性
(1)MCS51产品指令系统兼容
(2)4K字节编程闪烁存储器
(3)寿命:1000写擦循环
(4)数保留时间:10年
(5)全静态工作:0Hz24Hz
(6)三级程序存储器锁定
(7)128*8位部RAM
(8)32编程IO线
(9)两16位定时器计数器
(10)6中断源
(11)编程串行通道
(12)低功耗闲置掉电模式
(13)片振荡器时钟电路
外AT89C51静态逻辑设计工作频率降零提供两种软件省电方式空闲方式掉电方式空闲方式中CPU停止工作掉电方式中片振荡器停止工作时钟冻结切功暂停保存片RAM中容直次硬件复位止
322 脚说明
VCC(40):供电电压工作电压5V
GND(20):接
P0端口(P00P07):P0口8位漏级开路双IO口脚吸收8TTL门电流P1口脚第次写1时定义高阻输入P0够外部程序数存储器定义数址第八位FIASH编程时P0 口作原码输入口FIASH进行校验时P0输出原码时P0外部必须拉高
P1端口(P10P17):P1口部提供拉电阻8位双IO口P1口缓器接收输出4TTL门电流P1口脚写入1部拉高电作输入P1口外部拉低电时输出电流部拉缘FLASH编程校验时P1口作第八位址接收
P2端口(P20P27):P2口部拉电阻8位双IO口P2口缓器接收输出4TTL门电流P2口写1时脚部拉电阻拉高作输入作输入时P2口脚外部拉低输出电流部拉缘P2口外部程序存储器16位址外部数存储器进行存取时P2口输出址高八位出址1时利部拉优势外部八位址数存储器进行读写时P2口输出特殊功寄存器容P2口FLASH编程校验时接收高八位址信号控制信号
P3端口(P30P37):P3口脚带部拉电阻8位双IO端口接收输出4TTL门电流P3口写入1部拉高电作输入作输入端时外部拉低电P3口输出电流(ILL)
P3口作AT89C51特殊功口表33示
表33 P3端口引脚兼功表
P3口时闪烁编程编程校验接收控制信号
复位RST(9):复位输入振荡器运行时两机器周期(24振荡周期)高电出现引脚时单片机复位脚保持高电51芯片便循环复位复位P30P37口均置1引脚表现高电程序计数器特殊功寄存器SFR全部清零复位脚高电变低电时芯片ROM00H处开始运行程序复位操作会部RAM影响
ALEPROG (30):访问外部存储器时址锁存允许输出电锁存址位字节FLASH编程期间引脚输入编程脉时ALE端变频率周期输出正脉信号频率振荡器频率16作外部输出脉定时目然注意:作外部数存储器时跳ALE脉想禁止ALE输出SFR8EH址置0时 ALE执行MOVXMOVC指令ALE起作外该引脚略微拉高果微处理器外部执行状态ALE禁止置位效
PSEN(29):外部程序存储器选通信号外部程序存储器取指令期间机器周期两次PSEN效访问外部数存储器时两次效PSEN信号出现
EAVPP(31):EA保持低电时期间外部程序存储器(0000HFFFFH)否部程序存储器注意加密方式1时EA部锁定RESETEA端保持高电时间部程序存储器FLASH编程期间引脚施加12V编程电源(VPP)
XTAL1(19):反振荡放器输入部时钟工作电路输入
XTAL2(18):反振荡器输出引脚图图3.5示
图35 AT89C51引脚图
323振荡器设定
XTAL1XTAL2分反放器输入输出该反放器配置片振荡器石晶振荡陶瓷振荡均采采外部时钟源驱动器件XTAL2应接余输入部时钟信号通二分频触发器外部时钟信号脉宽求必须保证脉高低电求宽度[8]
324 芯片擦
整PEROM阵列三锁定位电擦通正确控制信号组合保持ALE脚处低电10ms 完成芯片擦操作中代码阵列全写1非空存储字节重复编程前该操作必须执行
外AT89C51设稳态逻辑低零频率条件静态逻辑支持两种软件选掉电模式闲置模式CPU停止工作RAM定时器计数器串口中断系统工作掉电模式保存RAM容冻结振荡器禁止芯片功直硬件复位止
325 AT89C51系统
AT89C51系统接线图36示XTAL1XTAL2端接晶振两谐振电容RESET端接相应电阻电容需键复位加键组成系统求通电系统工作
图36 AT89C51系统
326 两种芯片较
STC89C52RC单片机8K字节程序存储空间512字节数存储空间带2K字节EEPROM存储空间
AT89C51单片机8K字节程序存储空间256字节数存储空间没带EEPROM存储空间
外 sTC系列直接串口载 AT系列貌似装驱动
STCS52均支持ISP载区STC通串口载S52ISP般需专载器STC部EEPROMAT没STC解密相C51说难点批量话STC价格C51低STCDatasheet含糊辞广告关键参数找AtmelDatasheet编写详规范般认C51STC抗干扰差初学者果串口话STC定程度降低开发成
第33节 Protel 99SE介绍
331 Protel 99SE介绍
着计算机技术飞速发展集成电路广泛应电路越越复杂集成度越越高加新型元件层出穷越越工作已法手工完成计算机辅助电路板设计已成电路板设计制作必然趋势Protel 99SE具丰富设计功进行原理图设计印制电路板设计PCB板设计等功现进行介绍
Protel 99SE采数库理方式Protel 99SE软件袭Protel前版方便易学特点部界面Protel 99体相新增加功模块功更加强新增层堆栈理功设计32信号层16电层16机械层新增3D功您加工印制版前板三维效果增强印功您轻松修改印设置控制印结果Protel 99SE容易特性体现什帮助右角问号然输入信息快特性功然设计中状态栏末端钮然语言帮助顾问[9]
Protel 99SE 设计台软硬件配置求:
硬件配置
低: CPU-Pentium II 233MHZ
存-32M
硬盘-300M
显示器-15〃
显示分辩率-1024´768
建议配置:CPU-Pentium II 300
存-128M
硬盘-6G
显示器-17〃
显示分辩率-1280´1024
操作系统
Microsoft Windows NT 40 版(含中文版)
Microsoft Windows 9895 版(含中文版)
Protel 99SE附件安装方法非常简单需双击光盘目录Installexe
332 Protel99SE
(1)新建设计数库文件
WINDOWS 9598NT界面双击Protel 99SE 图标点击File(文件)中new项新建设计数库
新建设计文件两种方式:种MS Access Database方式全部文件存储单数库中原99文件格式种Windows File System方式全部文件直接保存话框底部指定磁盘驱动器中文件夹中资源理器中直接建立原理图PCB文件
Browse选项中选取需存储文件夹然点击OK建立设计数库
先Design Team 中设定设计组成员Protel 99SE设计组中进行协设计设计数库设计组特性设计组控制定义组成员设置访问权限设计理器中进行确定网络类型网络专家独立性需求助网络理员
保证设计安全理组成员设置口令样果没注册名字口令开设计数库
回收站( Recycle Bin)
相Windows 中回收站设计数库中删文件均保存回收站中找回误造作删文件
设计理器(Documents)
Protel 99SE设计文件储存唯综合设计数库中显示唯综合设计编辑窗口Protel 99SE中设计接口设计理器设计理器进行设计文件理编辑设置设计组访问权限监视设计文件访问
(2)观设计文档
开Photoplotteddb设计数库点"+"找Electronics Photohead文件夹开Photohead Parts list 设计窗口样方法开Photoheadpcb文件Photoheadprj文件Photohead Parts List窗口击鼠标右键选择"Split Horizontal菜单界面水分割Photoheadprj设计窗口点右键选Split Vertical 菜单界面垂直分割.鼠标调整分割窗口想分割更窗口重复述操作
Ctrl+Tab循环切换开设计文件Shift+Tab导航板设计窗口中效文件夹容间切换
(3)原理图连线设计
确定起始点终止点Protel99 SE会动原理图连线菜单选择PlaceWire空格键切换动连线方式观察状态栏出Auto WireProtel99 SE 动连线意角度45连线90连线设计者设计时更加轻松简单定义AutoWire方式动连线原理图点进行定脚脚
(4)产生元件类网络类
原理图建立PCB元件类包括PCB元件总线建立PCB网络类点Design Update PCB菜单项Update Design 话框Classes选项中实现
第34节 硬件电路组成设计
单片机系统扩展系统配置状况单片机应系统分系统功耗系统典型系统等彩灯控制系统实际带八发光二极单片机应系统发光二极晶振复位电源等电路必软件组成单单片机具体硬件组成图3.7示
图37 彩灯硬件原理图
图37中出果接P10口LED亮起P10口电变低电相反果接P10口LED熄灭P10口电变高电理接P11~P17口7LED点亮熄灭方法LED实现彩灯功发光二极次点亮熄灭8LED灯便会亮暗做彩灯应注意点眼视觉暂留效应单片机执行条指令时间短控制二极亮灭时候应该延时段时间否彩灯效果
第4章 基单片机彩灯控制器软件设计
第41节 系统总体设计流程图
开始
初始化
外部中断2
判断否中断
外部中断1
调流水灯子程序
调两头中间亮子程序
调奇偶交亮子程序
结束
图41 程序流程图
第42节 系统程序
ORG 0000H
LJMP START
ORG 0003H 外中断0中断入口址
LJMP OUT0
ORG 0013H 外中断1中断入口址
LJMP OUT1
ORG 0030H
START SETB EA 开中断
SETB EX0
SETB EX1
CLR IT0
CLR IT1
MAIN LCALL LOOP0
LCALL LOOP1
LCALL LOOP2
LJMP MAIN
OUT0 ACALL LOOP1
RETI
OUT1 ACALL LOOP2
RETI
流水灯子程序:
LOOP0 CLR P17 点亮第1灯
ACALL DEL延时
SETB P17关闭低灯
CLR P16点亮第2灯
ACALL DEL
SETB P16
CLR P15点亮第3灯
ACALL DEL
SETB P15
CLR P14点亮第4灯
ACALL DEL
SETB P14
CLR P13点亮第5灯
ACALL DEL
SETB P13
CLR P12点亮第6灯
ACALL DEL
SETB P12
CLR P11 点亮第7灯
ACALL DEL
SETB P11
CLR P10 点亮第8灯
ACALL DEL
SETB P10
CLR P11 点亮第7灯
ACALL DEL
SETB P11
CLR P12点亮第6灯
ACALL DEL
SETB P12
CLR P13点亮第5灯
ACALL DEL
SETB P13
CLR P14点亮第4灯
ACALL DEL
SETB P14
CLR P15点亮第3灯
ACALL DEL
SETB P15
CLR P16点亮第2灯
ACALL DEL
SETB P16
CLR P17 点亮第1灯
ACALL DEL延时
SETB P17关闭低灯
RET
两头开始中间亮子程序
LOOP1 CLR P17 点亮第8灯
CLR P10 点亮第1灯
ACALL DEL
SETB P17
SETB P10
CLR P16 点亮第7灯
CLR P11 点亮第2灯
ACALL DEL
SETB P16
SETB P11
CLR P15 点亮第6灯
CLR P12 点亮第3灯
ACALL DEL
SETB P15
SETB P12
CLR P14 点亮第5灯
CLR P13 点亮第4灯
ACALL DEL
SETB P14
SETB P13
CLR P15 点亮第6灯
CLR P12 点亮第3灯
ACALL DEL
SETB P15
SETB P12
CLR P16 点亮第7灯
CLR P11 点亮第2灯
ACALL DEL
SETB P16
SETB P11
CLR P17 点亮第8灯
CLR P10 点亮第1灯
ACALL DEL
SETB P17
SETB P10
RET
奇偶灯交亮子程序:
LOOP2 CLR P10 点亮第1灯
ACALL DEL
SETB P10
CLR P12 点亮第3灯
ACALL DEL
SETB P12
CLR P14 点亮第5灯
ACALL DEL
SETB P14
CLR P16 点亮第7灯
ACALL DEL
SETB P16
CLR P11 点亮第2灯
ACALL DEL
SETB P11
CLR P13 点亮第4灯
ACALL DEL
SETB P13
CLR P15 点亮第6灯
ACALL DEL
SETB P15
CLR P17 点亮第8灯
ACALL DEL
SETB P17
CLR P10 点亮第1357灯
CLR P12
CLR P14
CLR P16
ACALL DEL
SETB P10 关闭第1357灯
SETB P12
SETB P14
SETB P16
CLR P11 点亮第2468灯
CLR P13
CLR P15
CLR P17
ACALL DEL
SETB P11 关闭第2468灯
SETB P13
SETB P15
SETB P17
RET
DEL MOV R7#10 延时子程序
DEL1 MOV R6#100
DEL2 MOV R5#100
DEL3 DJNZ R5DEL3
DJNZ R6DEL2
DJNZ R7DEL1
RET
END
结
时年设计中历许包括查阅资料购买零件程序编写机器调试等等时学中学东西次设计基单片机STC89C52彩灯控制器设计次设计中STC89C52进步解关注学单片机效方法理实践重现单片机彩灯设计作毕业课程设计需更深解单片机功努力查找资料时代新技术层出穷时代电子领域尤动化智控制领域传统分立元件数字逻辑电路构成控制系统正前未见速度单片机智控制系统取代单片机具体积功强成低应面广等优点说智控制动控制核心单片机
通次毕业设计拓宽知识面锻炼力综合素质较提高安排毕业设计基目通理实际结合沟通进步提高思想觉悟领悟力尤观察分析解决问题实际工作力重功运学成果检验学成果运学成果课堂学系统化理知识尝试性应实际设计工作理高度设计工作现代化提出针性建议设想检验学成果课堂学实际工作底距离通综合分析找出学中存足便完善学计划改变学容方法提供实践实际力培养关重种实际力培养单课堂教学远远够必须课堂走实践次预演准备毕业设计工作通课程设计找出身状况实际需差距学期间时补充相关知识求职正式工作做充分知识力准备缩短校园走社会心理转型期课程设计促进系培养计划完善课程设置调整课程设计普遍感仅实际动手说应该警示剩学生活里应该珍惜学方面知识单片机方面解相信次课程设计会工作通次单片机课程设计仅加深单片机理理解理应实际中学会培养创新精神断战胜超越创新原基础进行改进功断完善成东西
附 录
图1 节日彩灯控制器实验室模拟
图2 节日彩灯彩灯控制器实验室模拟
参考文献
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[2]利民单片微型计算机原理接口应[M] 北京:高等教育出版社2002
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[12]Craig SteinerThe 80518052 Microcontroller Architecture Assembly Language and Hardware Interfacing[M] WashingtonDCMcGrawHillTab Electronics2005
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[14]HanWay HuangHuangPic Microcontroller[M] New YorkPrentice Hall2004
[15]Peter SpasovMicrocontroller Technology[M] New YorkPrentice Hall2004
致 谢
紧张充实难忘学学生涯结束学年撰写文期间许帮助终身难忘怀轻风系住流云流云带走岁月开尘封记忆事风历历目学学生活结束里首先感谢年授课位老师真心说句:辛苦感谢胡波老师文选题定稿中期检查等方面精心指导您提出宝贵意见文选题撰写修改程中初样茫然措知道文足修改方您正直严谨治学态度影响颇深受益匪浅学工作中铭记心
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