课程设计报告书题目: 单片机控制的花样彩灯设计专业：电气工程及其自动化（1）班学号：学生姓名：指导教师：2010年12 月 1 日南昌工程学院课程设计（论文）任务书一、课题设计(论文)题目：基于单片机控制的花样彩灯设计二、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：设计要求：以MCS51单片机为核心，辅以外围接口电路，设计一个由键盘控制的四种花样LED闪烁彩灯，使八个LED实现流水灯（跑马灯）、逐点点亮、间隔点亮、逐点熄灭四种花样。
要求采用键盘查询方式（非中断方式）实现花样转换。
在当前花样循环显示时，按下相应的花样选择按钮，能立即转换至对应的闪烁花样（但必须在去干扰或消除抖动之后）。
四个按钮S1、S2、S3、S4分别对应花样1、花样2、花样3、花样4。
程序开始运行时自动执行花样1（流水灯）。
时间间隔采用定时/计数器控制为1S左右（误差不超过10%）。
1、单片机控制系统硬件电路设计，包括单片机时钟和复位电路的设计、LED驱动和键盘设计等。
2、控制软件设计与调试，包括1S定时功能的实现、键盘响应程序和显示控制程序等。
三、课程设计(论文)工作内容及完成时间：1、查找相关文献，进行方案选择。
2天 11.22---11.232、系统硬件电路设计，绘制电路原理图。
3天 11.24---11.263、绘制软件流程图，编写与调试软件。
3天 11.29---12.14、完成课程设计报告，答辩。
2天 12.2---12.3四、主要参考资料：1、《单片机原理及应用》，李建忠，西安电子科技大学出版社，2002年2、《单片微型计算机与接口技术》，李群芳等，电子工业出版社，2002年3、《单片微型计算机原理与接口技术》，陈光东等，华中科技大学出版社，1999年4、《单片机实验与实践》，周立功等，北京航空航天大学出版社，2004年5、《开放式综合实验/仿真系统MCS51实验分册》，伟福公司电气与电子工程系 07电气工程电力系统专业 1 班学生：王文虎日期：自 2010 年 11 月 22 日至 2010 年 12 月 3 日指导教师：章彧助理指导教师(并指出所负责的部分)：教研室：电气工程教研室主任：目录1引言 (4)2 设计原理 (5)2.1MCS51 (5)2.2 LED (6)2.3中断指令 (8)2.4硬件接原理图 (9)3程序流程图 (11)3.1主流程图 (11)3.2流水灯子流程图 (12)3.3中断程序流程图 (13)4汇编程序 (14)4.1主程序 (14)4.2一秒钟定时程序 (17)5小结 (18)参考文献 (19)1.1引言随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。
但目前市场上各式样的 LED 彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。
此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。
因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
课程设计是学完一门课后应用本课知识及以前的知识积累而进行的综合性、开放性的训练，是培养学生工程意识和创新能力的重要环节。
进一步巩固和加深“单片机”课程的基本知识，了解单片机设计知识在实际中的应用。
综合运用“单片机”课程和先修课程的理论及生产实际知识去分析和解决电路设计问题，进行单片机电路设计的训练。
学习单片机设计电路的一般方法，了解和掌握单片机电路的设计过程和进行方式，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体电路设计能力。
通过计算和绘图，学会运用标准、规范和查阅有关技术资料等，培养单片机电路设计的基本技能。
该程序示例了单片机键盘控制p1口流水灯花样的方法;具体表现为:p3.2 3.23.4 3.5四个小本文提出了一种基于AT89S51单片机的彩灯控制方案，实现对LED 彩灯的控制。
按键，分别实现了四个控制。
通过这次实验，我们也了解了团队合作的重要性，集体的力量是伟大的，一个人如何融入一个团队是是一个重要问题，讲究合作才能取得最后的成功！2设计原理2.1 MCS51单片机引脚说明MCS 单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。
图2-9为引脚排列图， 40条引脚说明如下：P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST/VPD 9RXD P3.010TXD P3.111INT0 P3.212INT1 P3.313T0 P3.414T1 P3.515WR P3.616RD P3.717XTAL218XTAL119VSS 20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE/PROG30EA/VPP 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC 408031 8051 87511、主电源引脚Vss 和Vcc ① Vss 接地② Vcc 正常操作时为+5伏电源 2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2① XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。
当采用外部振荡器时，此引脚接地。
② XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。
是外接晶体的另一端。
当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。
3、控制或与其它电源复用引脚RST/VPD ，ALE/PROG ，PSEN 和EA /Vpp ① RST/VPD 当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使单片机复位在Vcc 掉电期间，此引脚可接 图2-9 8051引脚排列图 上备用电源，由VPD 向内部提供备用电源，以保持内部RAM 中的数据。
② ALE/PROG 正常操作时为ALE 功能（允许地址锁存）提供把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE 引脚以不变的频率（振荡器频率的61）周期性地发出正脉冲信号。
因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。
但要注意，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲，ALE 端可以驱动（吸收或输出电流）八个LSTTL 电路。
对于EPROM 型单片机，在EPROM 编程期间，此引脚接收编程脉冲（PROG 功能）③ PSEN 外部程序存储器读选通信号输出端，在从外部程序存储取指令（或数据）期间，PSEN 在每个机器周期内两次有效。
PSEN 同样可以驱动八LSTTL 输入。
④ EA /Vpp 、 EA /Vpp 为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。
当EA /Vpp 为高电平时，访问内部程序存储器，当EA /Vpp 为低电平时，则访问外部程序存储器。
对于EPROM 型单片机，在EPROM 编程期间，此引脚上加21伏EPROM 编程电源（Vpp ）。
4、输入/输出引脚P0.0 - P0.7，P1.0 - P1.7，P2.0 - P2.7，P3.0 - P3.7。
① P0口（P0.0 - P0.7）是一个8位漏极开路型双向I/O 口，在访问外部存储器时，它是分时传送的低字节地址和数据总线，P0口能以吸收电流的方式驱动八个LSTTL 负载。
② P1口（P1.0 - P1.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O 口。
能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL 负载。
③ P2口（P2.0 - P2.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O 口，在访问外部存储器时，它输出高8位地址。
P2口可以驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL 负载。
④ P3口（P3.0 - P3.7）是一个带有内部提升电阻的8位准双向I/O 口。
能驱动(吸收或输出电流)四个LSTTL 负载2.2 LED 显示数码管LED 有共阴极和共阳极两种。
如图所示。
二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起，接入+5V 的电压。
一位显示器由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）a ～g ，另一个小数点为dp 发光二极管。
当在某段发光二极管施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。
为了保护各段LED 不被损坏，需外加限流电阻。
LED 数码管结构原理图：图3 AT89C2051引脚配置AT89C2051芯片的20个引脚功能为： VCC 电源电压。
GND 接地。
RST 复位输入。
当RST 变为高电平并保持2个机器周期时，所有I/O 引脚复位至“1”。
高电平驱动 共阴极XTAL1 反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2 来自反向振荡放大器的输出。
P1口 8位双向I/O口。
引脚P1.2～P1.7提供内部上拉，当作为输入并被外部下拉为低电平时，它们将输出电流，这是因内部上拉的缘故。
P1.0和P1.1需要外部上拉，可用作片内精确模拟比较器的正向输入（AIN0）和反向输入（AIN1），P1口输出缓冲器能接收20mA 电流，并能直接驱动LED显示器；P1口引脚写入“1”后，可用作输入。
在闪速编程与编程校验期间，P1口也可接收编码数据。
P3口引脚P3.0～P3.5与P3.7为7个带内部上拉的双向I/0引脚。
P3.6在内部已与片内比较器输出相连，不能作为通用I/O引脚访问。
P3口的输出缓冲器能接收20mA的灌电流；P3口写入“1”后，内部上拉，可用输入。
P3口也可用作特殊功能口。
2.3中断指令。
在CPU和外设交换信息时，存在着快速CPU和慢速外设间的矛盾，机器内部有时也可能出现突发事件，为此，计算机中通常采用中断技术。
CPU和外设并行工作，当外设数据准备好( 或有某种突发事件发生)时向CPU提出请求，CPU暂停正在执行的程序转而为该外设服务(或处理紧急事件)，处理完毕再回到原断点继续执行原程序。
中断优先级：当有多个中断源同时向CPU申请中断时，CPU优先响应最需紧急处理的中断请求，处理完毕再响应优先级别较低的，这种预先安排的响应次序。
中断的嵌套：在中断系统中，高优先级的中断请求能中断正在进行的较低级的中断源处理，（1）中断技术是实时控制中的常用技术，51系列单片机有三个内部中断，二个外部中断。
所谓外部中断就是在外部引脚上有产生中断所需要的信号。
每个中断源有固定的中断服务程序的入口地址(称矢量地址或向量地址)。
当CPU响应中断以后单片机内部硬件保证它能自动的跳转到该地址。
因此，此地址是应该熟记的，在汇编程序中，中断服务程序应存放在正确的向量地址内。