心形流水灯课程设计说明书.doc

1、课程设计(论文)说明书题 目： 心形流水灯 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 通信工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 讲 师 2012 年 12 月 1 日摘 要XXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 3 页本论文基于单片机技术与单片机芯片 AT89S51 芯片功能和 C 语言程序，实现心形流水灯的多种亮与灭的循环。首先，我们了解单片机的一些技术，了解了单片机芯片AT89S51 的一些功能；然后结合 C 语言编程；最后将它们运用到实际的电路，使心形LED 灯实现多种亮灭方法。本论文介绍关于流水灯的运用和单片机技术；然后介绍芯片 AT89S51；最后介绍运用到

2、的相关软件.关键词：单片机；流水灯；C 语言；AbstractXXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 3 页This paper Based on the single chip microcomputer and single chip microcomputer chip AT89S51 chip function and C language program，Realization of flowing water light heart a variety of light and the cycle of destruction。primarily，We know s

3、ome of the single chip microcomputer technology，Understanding of the single chip microcomputer chip AT89S51 of some functions, Then based on the C language programming; Finally they are applied to the practical circuit, Make heart LED lamp achieve a variety of light out method. This paper introduces

4、 about the use of flowing water light and single chip microcomputer; and then introduced chip AT89S51; At the end of this paper applied to software.Key words：m icro-computer； light water ； C programming languageXXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 3 页目 录引 言 .11 设计方案 .21.1 总体设计目标 .21.2 总体设计组成框图.22 相关运用与功能 .22

5、.1 流水灯运用.22.2 单片机运用.32.3 STC89C52 芯片功能 .33 软件部分设计方案及仿真 .63.1 multisim 软件功能简介 .63.2 Altium Designer 软件功能简介 .73.3 keil 软件功能 .83.4 设计步骤及方法.84 电路板的制作及调试 .84.1 电路板的制作.84.2 电路板的调试过程及所遇问题的解决方案.94.3 C 语言程序运用.105 结论.11谢 辞.12参考文献.13附 录.14XXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 16 页引 言LED 流水灯是运用单片机原理和一些芯片功能，结合 C 语言或者汇编语言，

6、实现灯的亮灭方式。流水灯主要用于装饰婚庆布置、宾馆、酒店、酒吧、聚会、商厦、家居、橱窗、俱乐部、音乐会、歌厅、时装表演、舞厅、舞台、等等各个场所，也可以作为礼物送人。 本文主要讲述我完成这次课设所经历的五个阶段：总体方案设计、硬件电路设计方案及原理、软件调试及仿真，电路板的制作、对于本次课程设计的改进预想。在介绍我本次课程设计的设计原理的同时，也侧重同时记录了我是如何对于设计过程中遇到的问题进行分析和解决的。同时，我也着重介绍了我所用到的相关软件和芯片功能。XXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 16 页1 设计方案1.1 总体设计目标使心形 LED 灯实现 42 种不同形式的

7、 闪烁功能利用 C 语言编程，使 LED 灯实现 42 种不同形式的闪烁功能，一直循环。1.2 总体设计组成框图 系统框图如下1.1系统框图运用单片机与芯片STC89C52功能，以及C语言程序编程，是LED灯实现多种亮灭方法，运用晶振给单片机芯片提供一个时钟信号，本次实验采用12MHz的晶振给单片机提供时钟信号。 2 相关运用及功能2.1流水灯运用LED灯可以装饰婚庆布置、宾馆、酒店、酒吧、聚会、商厦、家居、橱窗、俱乐部、音乐会、歌厅、时装表演、舞厅、舞台、等等各个场所， 也可以当做礼物送人。人们5v 电压源 AT89S51 心形 LED灯XXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 3 页 共

8、 16 页可以将各种亮法的灯去装饰自己需要装饰的地方，也可以安放在广告牌，这样更为吸引人们的关注。2.2 单片机运用目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器

9、、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1.在智能仪器仪表上的应用 2.在工业控制中的应用 3.在家用电器中的应用 4.在计算机网络和通信领域中的应用 5.单片机在医用设备领域中的应用 6.在各种大型电器中的模块化应用 7.单片机在汽车设备领域中的应用此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。2.3 STC89S52 芯片功能STC89C52RC 单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机，12 时钟/机器周期和 6 时钟/机器周期可以任意选择。 主要特性如

10、下： 1. 增强型 8051 单片机，6 时钟/机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统 8051. 2. 工作电压：5.5V3.3V（5V 单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机） 3. 工作频率范围：040MHz，相当于普通 8051 的 080MHz，实际工作频率可达 48MHz XXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 16 页4. 用户应用程序空间为 8K 字节 5. 片上集成 512 字节 RAM 6. 通用 I/O 口（32 个），复位后为：P1/P2/P3/P4 是准双向口/弱上拉，P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电

11、阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。 7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片 8. 具有 EEPROM 功能 9. 具有看门狗功能 10. 共 3 个 16 位定时器/计数器。即定时器 T0、T1、T2 11. 外部中断 4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒 12. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个 UART 13. 工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级） 14. P

12、DIP 封装 STC89C52RC 单片机的工作模式 掉电模式：典型功耗0.1A,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序PDIP 封 装 的 AT89S51 管 脚 图XXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 16 页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

13、 上 拉 的 缘 故 。 在 FLASH 编 程 和校 验 时 ， P1 口 作 为 第 八 位 地 址 接 收 。 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

14、 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 。 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

15、 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 除了 作 为 普 通 I/O 口 ， 还 有 第 二 功 能 ： P3.0 RXD（ 串 行 输 入 口 ） P3.1 TXD（ 串 行 输 出 口 ） P3.2 /INT0（ 外 部 中 断 0） P3.3 /INT1（ 外 部 中 断 1） P3.4 T0（ T0 定 时 器 的 外 部 计 数 输 入 ） P3.5 T1（ T1 定 时

16、 器 的 外 部 计 数 输 入 ） P3.6 /WR（ 外 部 数 据 存 储 器 的 写 选 通 ） P3.7 /RD（ 外 部 数 据 存 储 器 的 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 。 I/O 口 作 为 输 入 口 时 有 两 种 工 作 方 式 ， 即 所 谓 的 读 端 口 与 读 引 脚 。 读 端 口 时 实际 上 并 不 从 外 部 读 入 数 据 ， 而 是 把 端 口 锁 存 器 的 内 容 读 入 到 内 部 总 线 ， 经 过 某 种 运算 或 变 换 后 再 写 回 到 端 口 锁 存 器

17、。 只 有 读 端 口 时 才 真 正 地 把 外 部 的 数 据 读 入 到 内 部总 线 。 89C51 的 P0、 P1、 P2、 P3 口 作 为 输 入 时 都 是 准 双 向 口 。 除 了 P1 口 外P0、 P2、 P3 口 都 还 有 其 他 的 功 能 。 RST： 复 位 输 入 端 ， 高 电 平 有 效 。 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 。 ALE/PROG： 地 址 锁 存 允 许 /编 程 脉 冲 信 号 端 。 当 访 问 外 部 存 储 器 时 ， 地 址 锁 存允 许 的 输 出

18、 电 平 用 于 锁 存 地 址 的 低 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XXXX 大学课程设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 16 页当 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SF

19、R8EH 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 。 PSEN： 外 部 程 序 存 储 器 的 选 通 信 号 ， 低 电 平 有 效 。 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 。 EA/VPP：

20、外 部 程 序 存 储 器 访 问 允 许 。 当 /EA 保 持 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） 。 XTAL1： 片 内 振 荡 器 反 相 放 大 器 和 时 钟 发 生 器 的 输 入 端 。 XTAL2

21、： 片 内 振 荡 器 反 相 放 大 器 的 输 出 端 。3 软 件 部 分 设 计 方 案 及 仿 真3.1 multisim 软件功能简介Multisim 是 Interactive Image Technologies (Electronics Workbench)公司推出的以 Windows 为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。为适应不同的应用场合，Multisim 推出了许多版本，用户可以根据自己的需要加以选择。在本书中将以教育版为演示软件，结合教学的实际需要，简要地介绍该软件的

22、概况和使用方法，并给出几个应用实例。Multisim 是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics 简称IIT 公司)推出的以 Windows 为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。工程师们可以使用 Multisim 交互式地搭建电路原理图，并对电路行为进行仿真。Multisim 提炼了 SPICE 仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的 SPICE 技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim 和虚拟仪器技术，PCB 设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程.3.2 Altium Designer 软件功能简介Altium Designer 提供了唯一一款统一的应用方案，其综合电子产品一体化开发所需的所有必须技术和功能。Altium Designer 在单一设计环境中集成板级和 FPGA 系统设计、基于 FPGA 和分立处理器的嵌入式以及 PCB 版图设计、编辑和制造。并集成了现代设计数据管理功能,使得 Altium Designer 成为电子产品开发的完整解决方案一