【電氣設計自動化論文】LED愛心燈設計

【電氣設計自動化論文】LED愛心燈設計,電氣設計,自動化,論文,led,愛心,設計 I本科畢業(yè)論文（設計）(2015 屆)LED 愛心燈設計院 系 電子信息工程學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 姓 名 指導教師 助教 年 1 月2摘 要近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機的應用正在不斷地走向深入，同時帶動傳統控制檢測日新月益更新。在實時檢測和自動控制的單片機應用系統中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面知識是不夠的，還應根據具體硬件結構，以及針對具體應用對象特點的軟件結合，加以完善。我們周圍有許多廣告牌。通過單片機的控制，我們可以把城市的夜晚裝飾的更漂亮。本論文基于單片機 STC89C52 芯片和 74HC595 寄存器用 C 語言程序實現心形流水燈的多種亮與滅的循環(huán)。通過老師的講解，課堂知識的累積和網上資料的查找了解單片機的知識及 89C52 芯片的一些功能，同時也需要 C 語言編程的累積，把它們結合一起用于實際實驗之中，從而完成我們所需要實現的目標即流水燈的循環(huán)亮與滅。同時，論文中也介紹了單片機，鎖存器，流水燈等等硬件設備和各種所需用到的軟件知識，可以幫助我們更好地學習與交流。 關鍵詞：單片機，心形燈，C語言。3AbstractIn recent years, with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, while the traditional control test drive the crescent benefit update. In the SCM application of real-time detection and automatic control system, SCM is often used as a core component to use, only single-chip knowledge is not enough, should according to specific hardware structure, and software for a specific application object feature binding, perfection. There are many billboards around us. Through the MCU control, we can put the city night decoration more beautiful. In this paper a variety of STC89C52 chip and 74HC595 registers with C programming language based on the heart-shaped water lamp light cycle anddie.After the teacher's explanation, some functions of knowledge and 89C52 chip microcontroller to find understanding cumulative classroom knowledge and information online, also need to accumulate the C language programming, put them together for the actual experiment, so as to finish what we need to achieve the goal that light water cycle on and off. At the same time, the paper also introduces microcontroller, latch, software knowledge water lamp and so on hardware equipment and all kinds of needed to, can help us to better learning and communication.Keywords: micro-computer; regisrers;C programming language;4目 錄摘 要 .2Abstract3目 錄 .41 緒論 .51.1 研究背景 51.2 課題現狀 51.3 研究目的與意義 52 課題總體設計方案 .72.1 課題的研究內容 72.2 設計要求 .72.3 系統設計方案 .73 硬件系統介紹 83.1 單片機介紹及應用 .83.2 STC89C52 芯片功能簡介 93.3 74HC595 寄存器介紹 .94 系統軟件設計 114.1 設計思路 114.2 主程序流程圖 114.3 定時器流程圖 .124.4 按鍵程序流程圖 .125 聯調與測試 135.2 軟件調試 .135.1 硬件調試 .15結論與展望 .16致謝 .17參考文獻 .18附錄 A：系統原理圖 19附錄 B：系統 PCB 圖 20附錄 C：系統仿真圖 21附錄 D：系統源程序 22附錄 E：實物圖 2451 緒論1.1 研究背景隨著社會的發(fā)展,單片機得到了廣泛地應用,人們越來越重視單片機的應用.比如溫度是每個人息息相關的,并且在有的生產車間里還要進行溫度實時測量,甚至是對溫度的進一步調控等,這些都是單片機的應用之例。而通過單片機來控制 LED 流水燈廣泛應用于酒吧、舞臺、表演場地、商店、家居、展臺、各類廣告牌等等。LED 燈作為一種新型環(huán)保的綠色能源，必將成為未來社會發(fā)展的趨勢，流水燈的各種工藝設計也將日益增多。1.2 課題現狀目前，我國已經生產出各種款式的 LED 流水燈，其功能也不盡相同，但總的效果來講也不是太讓人滿意，因此，要根據設計者的要求來實現流水燈的功能是十分重要的，這不僅要求所設計的電路結構簡單，功能也要齊全，關鍵是要能夠按照設計者的意愿來閃爍出不同的造型與效果。本次課題所設計的心形流水燈是通過 ATC89C52 單片機來控制的，電路結構十分簡單，通過內部儲存的軟件來實現燈光閃爍的效果，達到了設計者的初衷。近年來,LED 的發(fā)光強度及發(fā)光效率迅速提高、發(fā)光顏色齊全、功率增加、成本降低,給開發(fā)各種功能的 LED 燈泡及燈具創(chuàng)造了極好的條件,也給二次開發(fā) LED 產品創(chuàng)造良好的機會。例如,現在的城市交通信號燈及標志燈采用 LED 替代了傳統的白熾燈,不僅節(jié)省大量的電能,而且無須經常更換損壞的白熾燈:五彩繽紛的各種 LED 裝飾燈,給城市夜景打扮得五光十色,廣場上的超大屏幕的彩色 LED 顯示屏讓全世界的球迷過足了癮。1.3 研究目的與意義通過愛心燈流水燈的設計與實驗可以讓我們更好的學習與應用單片機，拓展我們的視野。同時，各種流水燈的設計也能夠更好的應用于實際生活之中，用各種顏色，各種亮法的流水燈去裝飾自己需要裝飾的地方。通過查閱有關書籍、上網和綜合已學機以及電子技術的知識，并考慮到電路的工作穩(wěn)定性，設計成本低，電路簡單，功耗低等因素，同時還留有余地用于電路的功能擴展，鑒于此選用了比較常見的元器件來構成各單元電路，選取所須的元件后，對各電路元件的參數進行了計算，然后進實驗室進行電路的安裝和調試。經過幾天緊張的電路安裝和調試，期間還進行了部分方案的修改和改進，實現了課程設計的主要任務和具體要求。由于白光 LED 作背光時電路比用 CCFL 簡單且尺寸小,所以在手機、PDA 等小屏幕彩色 LCD 中都采用白光 LED 作背光照明。過去認為白光 LED 只適用于小面積的彩色 LCD顯示屏,但近年來,隨著 LED 性能的提高,它不僅用于小尺寸 LED 屏幕,現已用于 5 英寸、7英寸 DVD、GPS 的顯示屏上 ,并發(fā)展到 12 英寸筆記本電腦及電視機的背光照明。白熾燈自發(fā)明以來已有 150 年歷史,而白光 LED 燈泡生產才幾年。目前在市場上已有白光 LED 的手電筒、在礦上有白光 LED 的礦燈,不僅亮度好 ,而且節(jié)電。家用白光 LED 燈泡目前還沒有上市,而且目前只能生產小功率的燈泡,在亮度方面還不如節(jié)能熒光燈亮,且價6位還較高,普通家庭還難以接受。 隨著半導體材料及工藝技術的進步,生產量的增加,筆者認為可能還需 3～5 年時間,LED 照明燈的性能會進一步地提高,價格也會不斷地下降,它將逐步地進入千家萬戶,給您帶來節(jié)電、明亮的新的光源。 而且相比于其他燈具，LED 節(jié)能燈的優(yōu)點主要體現在以下幾個方面： 1.高節(jié)能：節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅動，超低功耗（單管 0.03-0.07 瓦）電光功率轉換接近100%，相同照明效果比傳統光源節(jié)能 80%以上。 2.綠色環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，也沒有輻射，眩光小，無污染，無汞有害氣體不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，而且廢棄物可回收，屬于典型的綠色照明光源，無紫外線，紅外線是真正的綠色環(huán)保光源。 3.無輻射，杜絕輻射污染，保護大腦，具有優(yōu)越的靜電防護功能,光照效果柔和，恒流驅動，零頻閃，保護視力，預防近視；無紫外線輻射,直流燈無頻閃,真正白光近似自然晝光，適合視覺要求,保護眼睛皮膚 4.使用壽命，固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內也沒有松動的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點，使用壽命可達 6 萬到 10 萬小時，是普通燈泡的 50 倍；相當于不間斷照明 10 年時間，幾乎是免維護，不存在要經常更換燈管、鎮(zhèn)流器、起輝器的問題。5.靜音設計，整燈無任何噪音干擾。 因此,探討 LED 在節(jié)能燈中的應用，必將是今后一個階段照明系統的一個重要的發(fā)展方向。72 課題總體設計方案2.1 課題的研究內容本課題研究的是利用 52 單片機來控制心形流水燈的閃爍效果，簡化了電路結構，同時又實現了我們的設計要求，實現心形流水燈的循環(huán)亮滅。2.2 設計要求結合 C 語言編程，使心形環(huán)繞 LED 流水燈實現各種不同形式的閃爍功能，在循環(huán)往復不斷的變化中，給人帶來美的體驗。2.3 系統設計方案2.3.1 單片機芯片模塊的比較與選擇主控制器芯片主要是負責控制 LED 燈的各種變換效果。主控制器作為整個實驗系統的控制核心部分，要求其功耗低，數據轉換速率快，價格低等優(yōu)點。方案一：采用 STC89C52 單片機系統。STC89C52 單片機是一種功耗低、可編程、高性能 8 位微控制處理器，單片機內部包括微處理器、輸入/輸出口、中斷系統等，并且具有價格低廉、技術成熟、操作簡單等特點，符合本次實驗系統的要求。方案二：選用 MSP430 系列單片機系統。這種單片機具有低電壓、超低功耗的特點，工作電壓在 1.8—3.6V 之間，具有強大的功能和高效的運算處理能力。方案選擇：由于 STC89C52 單片機價格低廉，編程簡單方便，而 430 系列單片機功能已遠遠超出我們的需求，操作不便，所以綜合考慮選擇方案一更有利于實驗的進行。2.3.2 LED 燈控制方式比較與選擇方案一：如果選用單片機 I/O 口一對一直接控制 LED 燈，只能控制 32 個燈，而本次設計我們做的是兩圈的心形流水燈，所以需要兩個 52 單片機。方案二：采用 74HC595 寄存器擴展引腳控制 LED 燈，一個寄存器可以控制 8 個LED 燈，這是我們只需要 8 個就可以實現我們的需求。方案選擇：為了操作的方便，減少復雜的步驟，我們選擇方案二。電源模塊S T C 8 9 C 5 27 4 H C 5 9 5心形流水燈復位電路晶振電路83 硬件系統介紹3.1 單片機介紹及應用單片機是一種集成電路芯片的微控制器，它采用了大規(guī)模集成電路技術，在一塊芯片上有數據處理能力的中央處理器（CPU）、隨機存儲器（RAM，內存）、只讀存儲器（ROM，硬盤）、Ｉ/O 接口、中斷系統、定時/計數器和串行接口等部件。 單片機在智能儀表、軍事裝置 、家用電器 、計算機的數據傳輸與網絡通訊、以及醫(yī)用設備和一些實時工業(yè)領域等領域中使用的越來越廣泛，由于常被藏在設備的內部，所以這是一種被稱為嵌入式的設計理念，多起到控制和測量的作用，這些機械裝置一旦用上了單片機，都會被冠以“智能型、微電腦控制等標志，這些產品都會產生升級換代的效果?；趩纹瑱C技術的系統開發(fā)過程主要包括程序編寫（編譯）、仿真調試、燒寫（燒錄、固化、下載）、硬件電路設計、等過程。 程序的編譯多采用 Keil 軟件運行和調試，以生成所需要的 Hex 文件，原理圖的繪制過程多采用 Protel DXP 和 Protel 99SE 等軟件，將所生成 Hex 格式的二進制燒寫文件程序下載到單片機芯片中。3.1.1 時鐘電路STC89C52 單片機通常有兩種產生時鐘信號的方式：一種是內部時鐘方式，另一種是外部時鐘方式。本次課程設計采用內部時鐘方式，即利用芯片內部的振蕩電路。AT89C52 單片機內部有一個用于構成振蕩器的高增益反相放大器。引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是放大器的輸入端和輸出端。只要其 XTAL1 和 XTAL2 外接晶振就可構成自激振蕩器并產生脈沖信號。放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構成一個自激振蕩器。外接晶體諧振器以及電容 C3 和 C4 構成并聯諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對外接電容的值雖然沒有嚴格的要求，但電容的大小會影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應盡可能的選擇陶瓷電容，電容值約為 30μF。在焊接刷電路板時，晶體振蕩器和電容應盡可能安裝得與單片機芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。9內部時鐘方式電路連接圖3.1.2 復位電路復位是由外部的復位電路來實現的。執(zhí)行 52 單片機的復位操作只需將其 RST 引腳引入高電平并保持兩個機器周期。片內復位電路是復位引腳 RST 通過一個斯密特觸發(fā)器與復位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來抑制噪聲，它的輸出在每個機器周期的 S5P2，由復位電路采樣一次。復位電路通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種方式。上電自動復位電路3.2 STC89C52 芯片功能簡介STC89C52 是 STC 公司生產的一種低功耗、高性能的微控制器，具有 8K 在系統可編程 Flash 存儲器，其具有傳統 51 單片機不具備的功能，使用經典的 MCS-51 內核，做了很多的改進，在單芯片上具有系統可編程的 Flash,擁有靈巧的 8 位 CPU，使得 STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統處理的更為高效、靈活，STC89C 52 具有以下標準功能：4 個外部中斷、全雙工串行口、一個 7 向量 4 級中斷結構、3 個 16 位定時器/計數器、8K 字節(jié) Flash、512 字節(jié) RAM（隨機存儲器）、看門狗定時器，其 12 周期和 6 周期可以任意選擇，其工作電壓在 3V-5.5V 之間，工作頻率在 0-40MHZ,實際工作頻率可達 48MHZ。3.3 74HC595 寄存器介紹74HC595 是硅結構的 CMOS 器件， 兼容低電壓 TTL 電路。 74HC595 具有 8 位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。 數據在SHcp（移位寄存器時鐘輸入）的上升沿輸入到移位寄存器中，在 STcp（存儲器時鐘輸入）的上升沿輸入到存儲寄存器中去。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。 移位寄存器有一個串行移位輸入（Ds），和一個串行輸出（Q7’）,和一個異步的低電平復位，存儲寄存器有一個并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能 OE 時（為低電平），存儲寄存器的數據輸出到總線。8 位串行輸入/ 輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關斷狀態(tài)。三態(tài)。將串行輸入的 8 位數字，轉變?yōu)椴⑿休敵龅?8 位數字，例如控制一個 8 位數碼管，將不會有閃爍。8 位串行輸入 /8 位串行或并行輸出 存儲狀態(tài)寄存器，三種狀態(tài)輸出寄存器（三態(tài)輸出：就是具有高電平、低電平和高阻抗三種輸出狀態(tài)的門電路。）可以直接10清除 100MHz 的移位頻率。595 移位寄存器有一個串行移位輸入（Ds），和一個串行輸出（Q7’）,和一個異步的低電平復位，存儲寄存器有一個并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能 OE 時（為低電平），存儲寄存器的數據輸出到總線。當 MR 為高電平，數據在 SHCP 上升沿進入移位寄存器，在 STCP 上升沿輸出到并行端口，OE 為使能端，低電平有效，當 OE 為低時，輸出使能，為高關閉使能，并不影響其他輸入端。114 系統軟件設計4.1 設計思路從上述所示的原理圖可以看出，我們設計的 LED 愛心流水燈總共有 64 個 LED 燈，因此，單片機的引腳是不夠我們用的，這時我們就需要 74HC595 來實現接口的擴展。現在市場上出現的專用 LED 驅動器種類有很多，并且它們的功能都非常多，但是價格也是相應的較高，要是用在這次比較簡單且價格較低的系統中，我們不需要多余的那些功能，不但增加了我們產品的成本同時也是一種資源的浪費。這時，74HC595 就很好的解決了這些問題，它擁有其它專用驅動器所不具備的優(yōu)點：速度較快，功耗較少，LED 數目沒有限制，既可以控制共陰極顯示，也可以控制共陽極顯示。用它設計的電路，不僅軟硬件設計簡單，而且功耗低驅動能力強，占用 I/O 口較少，是一種造價低廉，應用靈活的設計方案。如圖所示，595 的 SHCP 第 11 腳接單片機的 P1.0 口（移位寄存器的時鐘輸入），STCP 第 12 腳接單片機的 P1.2 口存儲寄存器的時鐘輸入）， DS 第 14 引腳接單片機的 P1.1口（串行數據輸入），Q0 到 Q7 引腳分別接 LED 燈 L1 到 L8（并行輸出），再將第 9 引腳與下一個 595 的第 11 引腳相連即完成串行數據的輸入與輸出。我們總共需要 8 個 595寄存器，彼此相連接進行信號的傳遞與交換同時也都需要單片機提供信號輸入。8 個寄存器擴展的 64 個 I/0 口就正好可以實現與 64 個 LED 燈的連接。根據硬件原理圖完成搭建之后就需要我們編寫單片機程序來實現我們所需要實現的效果即心形流水燈循環(huán)點亮的現象。通過 C 語言程序控制單片機電平的輸入變化來控制流水燈的亮與滅。再此，我們還需要注意的是在程序中應該加有一段延時程序，由于人眼的視覺暫留的原因就可以觀察到流水效果，不然單片機每條指令執(zhí)行速度很快，我們是看不出來燈光變換的。4.2 主程序流程圖主程序流程圖如圖 5-1 所示,供電后系統進入工作狀態(tài)，流水燈開始實現循環(huán)亮滅。系統初始化流水燈循環(huán)供電后系統進入工作狀態(tài)結束開始圖 4-1 主程序流程圖124.3 定時器流程圖定時器程序流程圖如圖 5-2 所示，當繼電器合上燈光亮時系統便轉而進入定時系統，時間變量會自動增加，當工作 30S 后，變量符合邏輯判斷要求，繼電器斷開燈光熄滅，此時定時器工作結束。開始定時器中斷進入定時器重新賦初值燈光熄滅結束圖 4-2 定時器程序流程圖4.4 按鍵程序流程圖 按鍵程序流程圖如圖 5-3 所示,按鍵模式實現系統的供電，斷電狀態(tài)。 開始按下按鍵模式切換是否處于自動模式結束YYNY圖 4-3 按鍵程序流程圖135 聯調與測試5.2 軟件調試Proteus 提供了包含數字信號和模擬信號在內的相對較豐富的測試信號用于電路的測試。Proteus 提供了兩種方法用于硬件電路和軟件的調試：一種是系統總體執(zhí)行效果，另一種則是對軟件的分步調試以看具體的執(zhí)行情況。 按下 Play 鍵后,仿真中的紅色指示燈會亮起,如圖 15 所示,此時系統處于聲控系統的自動模式。FILE NAME:BY:DATE:PAGE:led.DSN 2014/1/25C:\User\Administrator\Desktop\新 建 文 件 夾 (2)\武 雪 劍 -尹 1.\led.DSNPATH: 1of1REV:TIME:13:42:50DESIGN TILE::\rs\initratr\Desktop\新 建 文 件 夾 (2)\武 雪 劍 -尹 1.\led.DSN14151617 181920 21 223 24 25 26 27 28 29304647 484950 51 5253 54 5 56 57 58 5960SHST SHST SHSTSHST SHST SHSTSHDSTSHSTSHSTDS61 62 63641234567891012314516178192012324256278293013231 32343563783940412434564785785960162364495015235456XTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.0/T21./EX2P1.23.34P1.45.56P1.67.78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47UMCUAT89C52C130pfC230pfX12MR1kC310ufL16ED-REDL17ED-REDL18ED-RED19LED-RED120LED-RED12LED-RED12LED-RED123LED-RED124LED-RED125LED-RED126LED-RED127LED-RED128LED-RED129LED-RED130LED-RED146LED-RED147LED-RED148LED-RED149LED-RED150LED-RED15LED-RED152LED-RED153LED-RED154LED-RED15LED-RED156LED-RED157LED-RED158LED-RED159LED-RED160LED-REDQ051Q2233Q4455Q6677Q' 9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U274HC59Q051Q233Q4455Q6677Q' 9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U374HC59Q0151Q2233Q4455Q6677Q' 9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U474HC59Q0151Q2233Q4455Q6677Q' 9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U674HC59Q0151Q2233Q4455Q6677Q' 9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U774HC59Q0151Q2233Q4455Q6677Q' 9SH_CP1ST_CP12D4R10O3U874HC59Q0151Q2233Q4455Q6677Q' 9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U174HC59Q0151Q2233Q4455Q6677Q' 9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U574HC5913LED-RED132LED-RED16LED-RED162LED-RED163LED-RED164LED-RED在本次畢業(yè)設計過程中，C 語言程序對整個電路的實現起到了至關重要的作用。也是軟件調試過程中的最重要部分。14FILE NAME:BY: DATE:PAGE:led.DSN 2014//25C:\User\Adminstrator\Desktop\新 建 文 件 夾 (2)\武 雪 劍 -尹 1.\led.DSNPATH: 1of1REV:TIME:3:42:50DESIGN TILE::\r\itratr\Desktp\新 建 文 件 夾 (2)\武 雪 劍 -尹 1.\led.DSN141516171819202122324 252627282930464748495051525354 55657585960SHST SHST SHSTSHST SHST SHSTSHDTSHSTSHSTD6162636412345678 91012314516 178192012324 25627829301323132343563783940 41243456478 5785960162364495015235456XTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/180.2/237P.3/AD360.4/435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.0/T21./EX21.23P.341.45.56P1.67.78 P3.0/RXD10.1/T3.2/IN012P./IT133.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T152.7/A1528P2.0/A821.1/92./023P.3/A142.4/225.5/136P.6/47UMCAT89C52C130pfC230pfX12MR1kC310ufL16ED-RL17ED-RL18ED-R19LED-R120LED-R12LED-R12LED-R123LED-R124LED-R125LED-R16LED-R127LED-R128LED-R129LED-R130LED-R146LED-R147LED-R148LED-R149LED-R150LED-R15LED-R152LED-R153LED-R154LED-R15LED-R156LED-R157LED-R158LED-R159LED-R160LED-RQ0512Q345Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U274HC59Q0512Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U374HC59Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U74HC59Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U674HC59Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U774HC59Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4R10O3U874HC59Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U174HC59Q015122Q334455Q6677'9SH_CP1ST_CP12D4MR10OE3U574HC5913LED-R132LED-R16LED-R162LED-R163LED-R164LED-R如上圖所示，出現這種現象即為程序正確，沒有錯誤，此時可以講程序導入原理圖中讓電路運行，如果可以實現需要的效果即可，如果現象不正確還需要改正程序。在這次的設計過程中，我們的硬件包括很多 LED 燈和寄存器，并且需要實現多樣的流水燈變換效果，因此軟件程序的設計也就相對要復雜很多。在平時的程序設計中我們一直進行一些簡單的變化，此次改進程序也是一個很大的挑戰(zhàn)，對出現的錯誤進行認真的分析，不會的找老師和網上資料的查找，經過多次的調試成功后，終于能夠很好的滿足我們的需要，很好的達到我們所需要的設計效果。155.1 硬件調試硬件實物的制作過程中出現了很多錯誤，通過上網查找資料和在老師的指導下在一步步的實驗中把這些錯誤找了出來并一一改正從而做出了這個我們所需要的愛心流水燈。在制作實物的過程中，最大的問題就是虛焊，由于平時接觸這些東西比較少，也沒有經常去焊接電路，技術不很很熟練，經常會造成虛焊的出現。虛焊很不容易被我們發(fā)現，尤其在這種 LED 燈較多的情況下，經常會出現管腳沒有穿透過去的現象，這樣就很容易出現虛焊。在制作過程中出現的此類問題也是在老師的指導下重新焊接才得以實現電路的功能。另外，斷線也是出現的問題之一，我們需要用萬用電表對照原理圖對線路進行一一測量檢查，如果出現斷線情況就要重新焊接，并且在之后的制作過程中也會出現原本良好的電路出現斷線情況，因此在電路不能進行正常工作的情況下我們要及時進行電路檢查。在電路的制作過程中最怕出現的就是短路現象，短路會很容易讓我們的元器件直接燒毀，那樣就是功虧一簣。同時，我們也需要保護芯片的引腳，輕拿輕放，如果一不小心斷了一個引腳的話整個芯片也就報廢了。16結論與展望經過一段時間的努力，我們順利的完成了這次單片機課設。這是一個磨練意志的過程。從課題的選擇開始，原理圖的設計、硬件和軟件系統的設計、到最后的 Proteus 軟件仿真完成，這其中經歷了很多困難，但是更重要的是在這個過程中我得到了很大的鍛煉。一方面通過 C52 單片機等一些器件的設計讓我學習和掌握了單片機技術的基礎知識和技術要點，也使以前學的很多知識都得到了運用；另一方面在用 Proteus 軟件畫電路圖時，然后再轉換成一維的 WORD 中進行編輯，這個過程中讓我掌握了計算機輔助的設計技術。當然，這是一個需要不斷的嘗試，不斷的校核，不斷的修改，最后完成一個合理的設計的過程。需要的是細心和耐心。在很大程度上培養(yǎng)了我拼搏的工作精神。使我受益匪淺，更加明確了自己專業(yè)的方向。通過這次畢業(yè)設計我們主要了解了單片機控制流水燈的工作原理，發(fā)光二極管以及AT89C51 的應用，使我認識到了單片機的重要性。在設計中，我們可以寫出各種各樣的程序，使流水燈亮滅看起來更新穎漂亮。在這次設計中，不但使我學到了許多理論上的知識，而且還提高了我的動手實踐能力。首先通過 Protel99SE 的強化訓練，使我學會了如何繪制原理圖、封裝圖以及 PCB 板圖紙；其次是電路板的制作，這個環(huán)節(jié)注重的是我們的動手實踐能力。通過 PCB 板的制作，使我了解到了電路板的制作過程，也對電子信息工程技術有了更深刻的了解；最后一個環(huán)節(jié)就是仿真調試和論文的撰寫，仿真調試主要就是對程序的編譯和寫入。撰寫論文時首先要做的就是對資料的收集，它們主要來自于一些參考文獻、集成芯片和元器件功能的介紹。下一步就是把資料組織成一篇具有邏輯的文章，從整個論文的撰寫中，使我學會了對資料的組織能力。終于在三個月的時間里完成了畢業(yè)設計的任務，通過三個月的實習實訓，從 Protel99SE 原理圖的繪制到最后論文的撰寫的整個過程中使我學到了關于電子技術工程上的許多東西。特別是在制板的整個過程中，在這個過程中使我體會到動手實踐在工程技術上的重要性。也使我知道了理論知識與實踐相結合的重要性。除此之外我還學會了焊接電路板，掌握了許多書本以外的電子技術知識，培養(yǎng)了專心工作學習的習慣，懂得了相互之間的幫助與理解，這次畢業(yè)設計使我受益匪淺。本系統開發(fā)空間大，使用靈活，便于用戶擴展功能。通過本次課設，我不僅學到了關于單片機技術方面的許多專業(yè)知識，同時也讓我感覺到團隊合作的重要性。其實如何有效和快速的找到資料也是課設給我的啟發(fā)，利用好圖書館和網絡，是資源的到最好的利用。學會更好的從知網和萬方數據庫中查找和下載我們所需要的文獻資料，拓展了自己的視野與思維，看到了很多偉大的科學家對我們的技術發(fā)展做出了重大的貢獻。與他人交流思想是取得成功的關鍵，在交流中，不僅強化了自己原有的知識體系，也擴展了自己的思維。課設是一個通過思考、發(fā)問、自己解惑并動手、提高的過程。我會在以后的學習中不斷學習，積累經驗，完善自己。17致謝四年的大學生涯即將結束，回顧四年的學習生活，感受頗深，收獲頗豐。本課題及學位論文是在我的導師尹靜的悉心關懷和精心指導下完成的。在論文的寫作過程中，有很多困難，無論是在理論學習階段，還是在論文的選題，資料查詢、開題、研究和撰寫的沒一個環(huán)節(jié)，無不得到導師的悉心指導和幫助。借此機會我向導師表示衷心的感謝! 同時，我要感謝各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學到了專業(yè)知識，并從他們身上學到了如何求知治學、如何為人處事。作為展示四年成果的畢業(yè)設計，在這次設計中我們將所學的專業(yè)知識結合自己的動手能力完成了論文及實物的制成，解決了以前的疑難點，提高了自己的自學能力和實際動手能力。并且，此次畢業(yè)設計更好的將理論與實踐結合起來，完善了我們的知識體系。在即將逝去大學生活中，所收獲的不僅僅是豐富的知識，更是重要的閱讀，在實踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達能力和廣闊視野。很榮幸這些年來我所遇到的許多恩師益友，感謝他們在在學習上、生活上還是工作上所給我我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長、所獲。感恩之情難以用語言量度，謹以最樸實的話語致以最崇高的敬意。同時我也要感謝我的同學給予我的幫助，他們?yōu)槲易珜懻撐奶峁┝瞬簧俳ㄗh和幫助。在這次設計過程中與我并肩作戰(zhàn)，通過相互交流，相互合作，相互溝通，相互學習，相互幫助，使我鍛煉了很強的團隊合作精神。作者：武雪劍年 月 日18參考文獻[1] 邱燁 基于 AT89C51 的交通燈設計研究 [期刊論文]《科技傳播》，2009 年[2] 閻石．數字電子技術基礎．北京：高等教育出版社，1997 年[3] 張曉麗等．數據結構與算法．北京：機械工業(yè)出版社，2002 年[4] 馬忠梅等． ARM//頭文件#include “74hc595.h“uchar xiaoguo0[]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff};uchar code xiaoguo1[]={0x00,0xff,0xff,0x00,0x00,0xff,0xff,0x00};uchar code xiaoguo2[]={0xff,0x00,0x00,0xff,0xff,0x00,0x00,0xff};uchar code xiaoguo3[]={0xff,0xff,0xff,0xff,0x00,0x00,0x00,0x00};uchar code xiaoguo4[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0xff,0xff,0xff,0xff};//燈處理void led_cl(uchar *p){input_595((uchar )*p);input_595((uchar )*(p+1));input_595((uchar )*(p+2));input_595((uchar )*(p+3));input_595((uchar )*(p+4));input_595((uchar )*(p+5));input_595((uchar )*(p+6));input_595((uchar )*(p+7));output_595();}uint t=1000;int n=0;//-----------------------void main() {_delay_us(10);_delay_ms(10);while(1){for(n=0;n=0) n=n-1) { led_cl(xiaoguo0); _delay_ms(600);if((n=24)xiaoguo0[3]=~(1(n));xiaoguo0[6]=0xff;xiaoguo0[2]=0xff;}}xiaoguo0[7]=0xff;xiaoguo0[3]=0xff;led_cl(xiaoguo1); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo2); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo1); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo2); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo1); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo2); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo3); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo4); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo3); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo4); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo3); _delay_ms(2000);led_cl(xiaoguo4); _delay_ms(2000);}}25附錄 E：實物圖 本科畢業(yè)論文（設計）手冊( 2015 屆) LED 愛心燈設計 學 院 電子信息工程學院 專 業(yè)電氣工程及其自動化 姓 名 指導教師 職 稱 助教 等 級 目 錄學號：11084410842本科畢業(yè)論文(設計任務書…………………………………X本科畢業(yè)論文(設計)開題報告………………………………X本科畢業(yè)論文(設計)中期報告………………………………X本科畢業(yè)論文(設計)指導記錄………………………………X本科畢業(yè)論文(設計)答辯記錄………………………………X本科畢業(yè)論文(設計)成績評定表……………………………X3本科畢業(yè)論文（設計）任務書（指導教師、學生共同簽訂）學號 姓名 指導教師題目 LED 愛心燈設計題目來源A.實驗 B.實習 C.工程實踐 D.社會調查 E.教研 F.科研 G.其它類別 A.論文 B.設計 C.其它 性質 A. 理論研究 B. 應用研究 C. 綜合研究 D.其它一、指導教師責任。（一）指導教師應端正思想，把培養(yǎng)人才放在首位,注重培養(yǎng)學生的學習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。嚴格要求學生，培養(yǎng)學生科學嚴謹的態(tài)度和實事求是的作風。（二）指導教師應當對學生進行學術道德、學術規(guī)范教育，對畢業(yè)論文（設計）進行適當指導（不少于 8 次），對畢業(yè)論文（設計）是否由其獨立完成進行審查。（三）指導教師在指導畢業(yè)論文（設計）期間請假應事先布置學生任務，或委托他人代為指導。請假 2 周以上者，須經院系批準；請假超過 4 周者，應及時向院（系）申請調整指導教師。（四）接受并并執(zhí)行院系指導教師遴選和評價具體辦法以及學校、院系相關考核。二、學生責任。（一）學生應按照專業(yè)人才培養(yǎng)方案規(guī)定，參加畢業(yè)論文（設計）與綜合訓練。（二）學生應重視畢業(yè)論文（設計），嚴格遵守學校、院系相關制度；按照要求參加院系畢業(yè)論文（設計）集中指導；在校外撰寫畢業(yè)論文（設計）的，要遵守所在單位的有關規(guī)章制度。（三）學生應在指導教師指導下，查閱文獻、搜集資料、實地調研，撰寫文獻綜述、開題報告、論文（設計說明書）等；經常、主動向指導教師匯報論文（設計）進展情況，接受指導。畢業(yè)論文（設計）完成后，應按規(guī)范要求提交材料，并按時參加答辯。（四）學生應按時完成各階段任務，保證畢業(yè)論文（設計）質量；應恪守學術道德和學術規(guī)范，在指導教師指導下獨立完成論文，不得抄襲；嚴禁弄虛作假、請人代替完成；否則，任何時候一經發(fā)現均取消成績，并追究當事人責任。教師簽名： 學生簽名： 年 月 日√√4指導小組(教研室)意見：組長簽名:院(系)意見：負責人簽名：本 科 畢 業(yè) 論 文 （ 設 計 ） 開 題 報 告（學生填寫）學 號 1108441084 姓 名 指 導 教 師題目 LED 愛心燈設計課題內容：當今時代是一個新技術層出不窮的時代，在電子領域尤其是自動化智能控制領域，傳統的分立元件或數字邏輯電路構成的控制系統，正以前所未見的速度被單片機智能控制系統所取代。單片機具有體積小、功能強、成本低、應用面廣等優(yōu)點，可以說，智能控制與自動控制的核心就是單片機。目前，一個學習與應用單片機的高潮正在工廠、學校及企事業(yè)單位大規(guī)模地興起。目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數據傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數據處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動控制領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算機應用與智能化控制的科學家、工程師。 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇：在智能儀器儀表上的應用，在工業(yè)控制中的應用，在家用電器中的應用，在計算機網絡和通信領域中的應用。此外，單片機在工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域都有著十分廣泛的用途學習單片機的最有效方法就是理論與實踐并重,通過對單片機的系統學習，對一些廣告燈的設計做了一些必要的改進。同時對自己的改進也做了真實的仿真。達到了預期的目的。但是在改進的過程里也發(fā)現了自己的很多的不足。這會在以后的學習生活里不斷提高。逐步完善自己。本論文基于單片機 STC89C52 芯片和 74HC595 寄存器用 C 語言程序實現心形流水燈的多種亮與滅的循環(huán)。通過老師的講解，課堂知識的累積和網上資料的查找了解單片機的知識及 89C52 芯片的一些功能，同時也需要 C 語言編程的累積，把它們結合一起用于實際實驗之中，從而完成我們所需要實現的目標即流水燈的循環(huán)亮與滅。同時，論文中也介紹了單片機，鎖存器，流水燈等等硬件設備和各種所需用到的軟件知識，可以幫助我們更好地學習與交流。 LED 流水燈廣泛應用于酒吧、舞臺、表演場地、商店、家居、展臺、各類廣告牌等等。LED 燈作為一種新型環(huán)保的綠色能源，必將成為未來社會發(fā)展的趨勢，流水燈的各種工藝設計也將日益增多。通過愛心燈流水燈的設計與實驗可以讓我們更好的學習與應用單片機，拓展我5們的視野。同時，各種流水燈的設計也能夠更好的應用于實際生活之中，用各種顏色，各種亮法的流水燈去裝飾自己需要裝飾的地方。通過查閱有關書籍、上網和綜合已學機以及電子技術的知識，并考慮到電路的工作穩(wěn)定性，設計成本低，電路簡單，功耗低等因素，同時還留有余地用于電路的功能擴展，鑒于此選用了比較常見的元器件來構成各單元電路，選取所須的元件后，對各電路元件的參數進行了計算，然后進實驗室進行電路的安裝和調試。經過幾天緊張的電路安裝和調試，期間還進行了部分方案的修改和改進，實現了課程設計的主要任務和具體要求。課題關鍵問題及難點：1、C52 單片機與 74HC595 的連接。2、74HC595 與 LED 燈的連接。3、C 語言程序的編寫。4、電路板制作過程中的困難。擬采取的方式、方法及計劃進程安排（主要技術路線）：設計好單片機的最小系統，編寫好完整的控制程序，根據電路圖完成實物的制作，再根據制作過程寫好論文，查閱文獻，找出錯誤。主要的系統設計方案如下圖所示：電源模塊S T C 8 9 C 5 27 4 H C 5 9 5心形流水燈復位電路晶振電路6參考文獻：[1] 邱燁 基于 AT89C51 的交通燈設計研究 [期刊論文]《科技傳播》 ，2009 年[2] 閻石．數字電子技術基礎．北京：高等教育出版社，1997 年[3] 張曉麗等．數據結構與算法．北京：機械工業(yè)出版社，2002 年[4] 馬忠梅等． ARM&Linux 嵌入式系統教程．北京：北京航空航天大學出版社，2004 年[5] 李建忠．單片機原理及應用．西安：西安電子科技大學，2002 年[6] 韓志軍等 .單片機應用系統設計[M].機械工業(yè)出版社，2004[7] 周潤景等 . 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