涸洲湾职业技术学院七彩心形流水灯说明书别： 级： 专业： _______ 学号： _______ 职称： 实验师班姓名：导师姓名2016年11月20日目录1.前言.............................................. 错误!未定义书签。

2.系统设计技术参数要求............................... 错误!未定义书签。

3.系统设计........................................... 错误!未定义书签。

3.1系统设计总体框图.............................. 错误!未定义书签。

3.2各模块原理说明................................ 错误!未定义书签。

3.3系统总原理阁说明.............................. 错误!未定义书签。

3.4系统印刷电路板的制作图........................ 错误!未定义书签。

3.5系统的操作说明................................ 错误!未定义书签。

3.6系统操作注意事项.............................. 错误!未定义书签。

系统设计参考文件................................. 错误!未定义书签。

致谢词........................................... 错误!未定义书签。

附录............................................. 错误!未定义书签。

湄洲湾职业技术学院2017届毕业设计产品说明1. 前言随着单片机功能的飞速发展，单八机的应川领域己经广泛渗透到/国段经济的各个领域，无是无处不在影响着每个现代人的生活。

单片机技术的出现给现代工业测控领域带来了一次技术革命。

目前，单片机仍以其高可靠性、高性价比，在工业控制系统、数据采集系统、智能画仪器仪表、智能家电等诸多领域得到了广泛的应用。

作为将要从事单片机应用系统开发方而的技术人员，掌握单片机的应用技术是必要的。

在单片机的应用过程中，单片机只是应用系统的一个核心部件，为把单片机系统应用于不同的领域，只掌握单片机的基础知识是远远不够的，要想构成一个完善的应用系统，还要熟悉执行机构及硬件接口电路的应用特性，同吋，还应该掌握系统的结构布局、印刷电路板的结构布局及软件的设il•技巧这些书本上学不到的知识，因此为设汁出完善的应用系统，必须在实际工作屮勤于实践，逐步积累这方面的经验。

当今时代是一个新技术层岀不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。

单八机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。

目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。

学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，次此用AT89C51单片机自制了一款简易的流水灯，重点介绍了其软件编程方法，以及给单片机初学者以启发，更快地成为单片机领域的优秀人才。

电子技术课程设计是电子技术课程的实践性环节，是对所学的电子技术基本理论知识的综合运用。

课程设计是根裾某一课题技术指标或逻辑功能的要求，进行电路的独立没计，实验安装和调试，在实验板上进行电子产品的制作和写出实验总结报告。

根据这次课程设计的内容和要求，我首先进行了整体方案的构思，通过在图书馆和上网查阅资料，并分析和比较，选取了一种简单而且可行性高的方案。

此方案主要由延时电路、定时U•数电路、主控电路、程序译码驱动电路等组成。

通过查阅有关书籍、上网和综合己学机以及电子技术的知识，并考虑到电路的工作稳定性，设计成本低，电路简单，功耗低等因素, 同时还留有余地用于电路的功能扩展，鉴于此选用了比较常见的元器件来构成各单元电路，选取所须的元件后，对各电路元件的参数进行了计算，然后进实验室进行电路的安装和调试。

经过几天紧张的电路安装和调试，期间还进行了部分方案的的单片修改和改进，实现了课程设计的主要任务和具体要求。

2. 系统设计技术参数要求(1)采用单片机STC89C52RC做成最小系统来控制。

（2）利用最小系统做出跑马灯，其LED灯的闪烁间隔时间采用延时程序控制，每种模式可采用不同的延时，灵活多变。

单八机最小系统，或者称为最小应川系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。

对51系列单片机来说，最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路、按键输入、示输出等。

单片机接口电路主要用来连接计算机和其它外部设备。

各功能模块的选择及论证如下：复位电路：由电容和电肌构成，由电路图并结合"电容电压不能突变"的性质，可以知道，当系统•一上电，RST脚将会出现高电平，并見,这个高电平持续的时间由电路的RC值来决定.典型的51单片机当RST脚的高电平持续两个机器周期以上就将复位,所以，适当组合RC的取值就可以保证可靠的S位。

本设计屮K=10K, OlOuF。

品振电路:典型的晶振取11. 0592MHz （因为可以准确地得到9600波特率和19200波特率，用于有串口通讯的场合）同时也可取12MHz （产生精确的微秒级时歇，方便定时操作），因设计盂要，本设计采川12M晶振。

单片机:一片AT89S51/52或其他51系列兼容单片机，本设计采用STC89C52RC。

接口电路:具有人机交互接口。

具有一定的可扩展性，单片机I/O 口可方便地与其他电路板连接。

3. 系统设计3.1系统设计总体框图SZ位电路__________r晶振电_____________ ,路h电源_________ STC89C52 ------------- >LED显示 < 单片机3.2各模块原理说明(1)发光二极管模块发光二极管是由TTT-TV族化合物半导体制成的，其核心是PN结。

因此它具有一般P-N 结的I-N 特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。

此外，在一定条件下，它还具有发光特性。

在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入Ng。

进入对方区域的少数载流子一部分与多数裁流子合而发光。

如图1所示：导带发光峑光OOOO价带P区假没发光是在P区中发生的，那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光，或者先被发光中心捕获后，在与空穴复合发光。

除了这种复合发光外，还有些电子被非发光中心捕获, 而后在与空穴复合。

每次释放的能量不大，不可能形成可见光。

发光的复合量相对于非发光的复合量的比例越大，光量子效率越高。

由于复合是在少子扩散去内发光的，所以光线仅在靠近PN结面数urn以内产生。

发光二极管的特性有极限参数的意义、电参数的意义。

极限参数的意义有允许功粍、最大正向直流电流、最大反向电压和工作环境。

电参数的意义有光谱分布和峰值波长、发光强度、光谱半宽度、半直角和视角、正向工作电流、正向工作电压和V-I特性。

发光二极管的应川：由于发光二极管的颜色、尺寸、形状、发光强度及透明情况等不同，所以使用发光二极管时应根据实际耑要进行恰当选择。

由于发光二极管具有最大正向电流、S大反向电压的限制，使用时，应保证不超过此值。

发光二极管被广泛应用于各种电子仪器和电子设备中，可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。

红外发光二极管被常用于电视机、录象机等的遥控屮。

(2)晶振模块苹片机系统里都有晶振，在单片机系统里晶振作用非常人，全称叫晶体振荡器，它结合 单片机内部电路产生单片机所需的时钟频率，单片机品振提供的时钟频率越岛，那么单片机 运行速度就越快，单片机的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。

在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。

高级的精度更高。

有 些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO ）。

晶振用一种能 把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。

单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。

通常一个系统共用一个晶振，便于各 部分保持同步。

有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保 持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。

如果不同子系统需要不 同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

STC89C52RC 使用12MHz 的晶体振荡器作为振荡源，由于单片机内部带有振荡电路，所 以外部只要连接一个晶振和两个电容即可，外接电容的作用是对振荡器进行频率微凋，使振 荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率的作用，一般选用2（f30pF 的瓷片电容。

3.3系统总原理图说明按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统 及典型系统等。

AT89C51单片机是美国ATMEL 公司生产的低电压、高性能CMOS 8位肀片机, 具有丰富的内部资源：4kB 闪存、128BRAM 、32根I/O 口线、2个16位定时/计数器、5个向 量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4. 25〜5. 50V 的电压工作范围和0〜24MHz 工 作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。

因此，本流水灯实际上就是一个带有32 个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由AT89C51单片机、电阻、发光二极管、晶振、 复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。

其具体的电路原理图组成如下所示：•II C2|XTAL1 XTAL2单片机流水灯的电路原理图从原理图巾可以看出，如果要让接在P1.0 口的LED1亮起來，那么只要把P1.0 口的电 平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0 口的LED1熄火，就要把P1.0 口的电平变 为高电平；同理，其他LED 的点亮和熄灭的方法同LED1。

因此，要实现流水灯功能，我们 只要将发光二极管依次点亮、熄灭。

在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉柯留效应以及 单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管灯亮灭的时候应该延时一段时间，否则 我们就看不到“流水”效果了。

3.4系统印刷电路板的制作图P12 0^1 iprPHPI5_^L470PI6 jgL IK PI7_^_ 22K nr?P30戶 IK fdr>P3I 3 R1 23 12R22 P10 I PI1 2 P3I II P14 5 P15 6 P16 7 ~8 9 P.U 14P35J5H36 16 P34 R201)20IK P35 D|9RI912.2K P36—D18IK P372.2K 89C5I Ul -PI.0 \CC - \ Pl.l (.ADO)W).O - ■i Pl.2 (Al)l)pai r J PI.3 </\D2)P0.2 ■ \ Pl.4 <.AD3)P0J - 4 Pl.5 (AIM)W).4 ■ q Pl.6 (AD5)P0.5 - ]Pl.7 <.AD6)P().6 - 4 RSr (/\D7)P0.7 - -P3.«RXD) EAAPP ■ -KiKTXD} AIBPRCXJ ■ - wm)> PSEN - -P3.3(INT1) (A15JP2.7 - • P3.4(TD) (Al 4F26 ■ ■| P3JCH)(AI3IP25 - -P.WWR)(Al 2F2.4 ■ -P.l^RD)(AI1JP23 k -XTAL2(AI0F22 ■ 4 XIAL1■ - GND(A8 P10 -2.2 MCS-51单片机的硬件结构89C51单片机主要特性：与MCS-51兼容；4K 字节可编程闪烁存储器；全静态工 作：0Hz-24Hz ;三级程序存储器锁定；128*8位闪部RAM;32可编程I/O 线；两个16 位定时器/计数器；5个屮断源：可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内振荡器 和时钟电路MCS-51系列单片机的内部结构框图如下图所示。