单片机实训--霹雳灯学生姓名：陈文锋学院：信息工程学院班级： 12应用电子技术学号： 2012011846 指导教师：王颖日期： 2014 年 5 月目录第一章、任务书.........................................................................................第二章、总体方案设计及选择.................................................................(1) 实验原理......................................................................................... 第三章、电路设计.....................................................................................(1) 硬件设计........................................................................................(2) 软件设计.........................................................................................(3) 电路板制作及联机调试..................................................................第四章、程序清单................................................................................... 第五章、设计心得.................................................................................... 第六章、参考资料....................................................................................第七章、附件（实物图）........................................................................第一章：任务书南昌工程学院应用电子技术专业《单片机应用实训》指导书主撰人：王颖主审人：莫钊2014年5 月本指导书是根据应用电子技术专业《单片机应用实训》教学大纲编写的。
一、实训的性质与目的单片机应用实训是《单片机原理及应用》课程的综合应用实践教学环节，以培养学生的实践动手能力为主要目标。
通过本次实训希望达到以下目标：1、提高对课程内容的认识和理解。
能够将课程知识系统的联系起来，根据设计任务要求，科学合理地选择相应理论知识，培养学生应用课程知识解决实际问题的能力。
2、使学生掌握用单片机进行实际产品开发的基本过程，加强模块化设计思路的培养，养成良好的软硬件设计习惯。
3、培养学生实际分析问题、解决问题、全局考虑问题、综合应用专业知识的能力。
4、提高学生对本专业的兴趣，培养学生实际操作和编程技能，并为以后的工作和学习打下良好的基础。
二、实训时间分配序号实践内容实践要求时间（天）备注1 查阅资料，理解系统提出初步设计方案1天2 系统原理电路设计完成硬件电路的设计2天3 系统电路仿真及绘制印刷电路板图对设计的硬件电路进行仿真调试及印制板图的绘制3天4 系统软件设计完成软件框图的设计并编写完整的程序2天5 产品制作及联机调试完成硬件电路板的制作，调试硬件电路的功能及各项指标，软硬件统调4天6 撰写实训报告完成实训报告3天四、实训地点选择校内电子信息楼五、实训内容安排与要求1、实训内容：可控霹雳灯的设计与制作采用开关或按钮控制LED灯的亮灭。
两种控制方案为：（1）一个开关控制一个灯，即当一个开关拨下去时，其对应的一只LED灯亮，当开关拨上去时，其对应的一只LED灯灭。
（2）一个开关控制一种花样，即三个开关控制三种花样。
2、操作过程：（1）查找资料，分析任务要求；（2）设计硬件电路；（3）用Protues软件进行仿真；（4）绘制印刷电路板图；（5）软件系统设计（编写程序）并仿真调试，并将程序烧录到AT89C51 CPU中；（6）产品制作及调试：制作电路板，焊接元器件，进行软硬件调试；（7）撰写实训报告。
3、基本要求：（1）能按照设计要求设计出输入电路原理图；（2）能编写按键的防抖动程序；（3）能设计程序控制霹雳灯按要求亮灭（4）能选择单片机主板的输出口与输入电路的连接；（5）能设计PCB图，并进行实物制作；（6）能联机调试，最终实现霹雳灯电子产品的制作。
扩展要求：自己设计制作并实现其他创新方案。
五、注意事项1、学生需独立完成实训任务；2、严格按照产品制作规程操作；3、软硬件联调成功后再进行产品的制作。
六、上交成果和成绩评定（一）上交成果1、制作好的霹雳灯电子产品2、实训报告（二）成绩评定本实训具体考核项目及分值如下：1、平时表现（工作纪律、工具整理、现场清扫等）（10分）2、PROTUES仿真原理图（10分）3、绘制PCB图（10分）4、电路板制作（20分）5、程序设计流程及程序（20分）6、上电测试，调试（每实现一个方案10分，小计20分）7、实训报告（10分）七、其他1、元器件清单：AT89C51及外围器件若干发光二极管8只电阻若干开关若干2、实训报告格式要求①、封面②、目录③、设计任务书④、总体方案论证及选择⑤、硬件设计：电路原理图及各部分模块功能介绍、问题及解决方案⑥、软件设计：设计方案、模块功能、流程图、变量定义、问题及解决方案⑦、电路板制作及联机调试：制作电路板过程，软硬件联合调试过程，出现的问题及解决方案⑧、程序清单⑨、设计心得⑩、参考资料第二章：总体方案设计及选择1、可控霹雳灯的设计与制作。
采用开关或按钮控制LED 灯的亮灭。
两种控制方案为：（1） 一个开关控制一个灯，即当一个开关拨下去时，与其对应的一只LED 灯亮，当开关拨上去时，其对应的一只LED 灯灭。
（2） 一个开关控制一种花样，即三个开关控制三种花样。
2、单片机实际上是微型计算机的一种，自从它问世以来，人们对它不断地改进，以应用于现代化社会的各方各面。
单片机体积小，价格低廉，开发较为容易，可根据需要制作成各种智能控制器以代替人工的操作，实现自动化。
在我国，由于ASIC （专用集成电路）的生产还跟不上，单片机的作用更加地重要，在智能仪器仪表、工业设备过程控制、家用电器中，都可以见到它的踪迹。
单片机应用的意义不仅在于它的广阔范围及所带来的经济效益。
更重要的意义在于，单片机的应用从根本上改变了控制系统传统的设计思想和设计方法。
以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。
以前自动控制中的PID 调节，现在可以用单片机实现具有智能化的数字计算控制、模糊控制和自适应控制。
这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控技术。
单片微型计算机就是将CPU 、RAM 、ROM 、时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。
（引脚图例如图1.1） 按用途可分为通用型和专用型两大类根据单片机能够一次处理的数据的宽度，单片机可分为1位机，4位机，8 位机，16位机，32位机。
（内部逻辑如图1-1）图1-1地址总线(AB)805187518031P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7PSEN EA ALE RST用户I/O控制总线(CB)锁存器P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0ALEA15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0D7D6D5D4D3D2D1D0V CC V SS数据总线(DB)(a)(b)P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST/V PD RXD 、P3.0TXD 、P3.1INT0、P3.2INT1、P3.3T0、P3.4T1、P3.5WR 、P3.6RD 、P3.7XTAL2XTAL1V SSV CC P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EA/V PPALE/PROG PSEN P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.080518751803112345678910111213141516171819204039383736353433323130292827262524232221V CC V SS本系统采用单片机STC89C52为LED显示屏的控制核心，制造一种简单的霹雳灯，霹雳灯可以通过按键选择不同的花样（要求有三种以上）。
本系统具有硬件少，结构简单，容易实现，性能稳定可靠，成本低等特点。
按下按键，改变单片机I/O口的电平，再由单片机对I/O口进行识别。
通过判断，分别进入不同的子程序。
如此便可实现不同按键控制不同LED花样。
整体思路如图1-1：晶振LM2940 STC89C51 LED灯按键图 1-1第三章：电路设计1、硬件设计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CMOS8位单片机，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八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。
2.1 电源电路电源由LM2940稳压芯片稳定提供+5V电压。
如图2-1。
图2-1IN：输入GND：接地OUT: 输出2.2 晶振电路由12M晶振和2个30pF电容构成。
目的是给单片机提供工作频率。
唯一要注意的是，晶振靠近单片机，工作更加稳定。
2.3 LED显示电路。
如图，2-32.2 流水灯硬件原理图及PCB图何电路，也没有特殊的要求；甚至可以在硬件电路制作好之前就将串口部分的程序编写、调试完毕。