单片机流水灯课程设计

目录1设计任务与要求............................................................11.1设计任务..............................................................11.2设计要求..............................................................12设计方案..................................................................12.1设计思路.............................................................12.2器件介绍与作用.......................................................12.2.1STC89C52RC简介..................................................12.2.2STC89C52RC参数..................................................32.2.3STC89C52RC特性..................................................32.2.4STC89C52RC单片机的P2口介绍.....................................42.2.5LED灯介绍......................................................53硬件电路设计..............................................................63.1原理图...............................................................63.2LED被点亮的原理......................................................74软件设计..................................................................84.1设计流程..............................................................84.2源程序..............................................................155调试过程.................................................................165.1实物连接图...........................................................165.2调试.................................................................175.3出现的问题...........................................................176总结.....................................................................187附录MSC-51系列单片机指令表..............................................19参考文献....................................................................24单片机原理与应用课程设计11设计任务与要求1.1设计任务设计一个通过单片机P2口控制流水灯的系统1.2设计要求（1）至少8个灯;（2）可实现不同的亮灯(如左循环，右循环，间隔闪等)。2设计方案2.1设计思路整个系统工作由软件程序控制运行，根据需要，可以上电后系统经过初始化，进入用户设定模式状态。于STC89C52单片机的彩灯控制方案，实现对LED红灯的控制。本方案以STC89C52单片机作为主控核心，与驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有晶振电路和8个LED灯，根据需要编写若干种亮灯模式，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号。2.2器件介绍与作用2.2.1STC89C52RC简介STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KBEEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。单片机原理与应用课程设计2另外STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选图2.1STC89C52RC实物图图2.2STC89C52RC管脚图单片机原理与应用课程设计32.2.2STC89C52RC参数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]2.工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V单片机）3.工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz4.用户应用程序空间为8K字节5.片上集成512字节RAM6.通用I/O口（32个），复位后为：P0/P1/P2/P3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.共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T210.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，PowerDown模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒11.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART12.工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）13.PDIP封装2.2.3STC89C52RC特性STC89C52RC单片机:8K字节程序存储空间；512字节数据存储空间；内带2K字节EEPROM存储空间;可直接使用串口下载；AT89S52单片机:8K字节程序存储空间；256字节数据存储空间；没有内带EEPROM存储空间;单片机原理与应用课程设计42.2.4STC89C52RC单片机的P2口介绍P2口由一个输出锁存器、一个转换开关MUX、两个三态输入缓冲器、输出驱动电路和一个反相器组成。P2的结构如图2.3所示。图2.3P2口的位结构图2.3中控制信号C的状态决定转换开关的位置。当C=0时，开关处于图示的位置；当C=1时，开关拨向地址线位置。由图可见，输出驱动电路与P0口不同，内部设有上拉电阻（由两个场效应晶体管并联构成，图中用等效电阻R表示）。（1）.P2用作通用I/O口（C=0）当没有在单片机芯片外扩展总线；或者虽然扩展了片外总线，但采用“MOVX@Ri”类指令访问，且P2口用高八位地址线没有全部用到时（P2.6，P2.7，.....），P2口的口线就可以作为通用I/O口线使用。执行输出指令时，内部数据总线的数据在“写锁存器”信号的作用下由D端进去锁存器，经反相器反相后送至场效应晶体管T，再经T反相，在P2.x引脚出现数据正好是内部数据总线的数据。用作输入时，数据可以自口锁存器，也可以读自口的引脚，这是根据输入操作采用的是“读锁存器”指令还是“读引脚”指令决定。CPU在执行“读--修改--写”类输入指令时（ANLP2,A）内部产生的“读锁存单片机原理与应用课程设计5器”操作信号使锁存器Q端数据进入内部总线，在与累加器A进行逻辑运算之后，结果又送回P2的口锁存器并出现在引脚。CPU在执行“MOV”类指令时（如：MOVA，P2）内部产生的操作信号使“读引脚”应在执行输入指令前把锁存器写入１，目的是场效应晶体管T2截止，从而使引脚处于高阻抗输入状态。所以，P2口在通用I/O口时，属于准双向口。（2）P2在作为地址总线（Ｃ＝１）当需要在单片机芯片外部扩展程序存储器或扩展了RAM（或接口芯片）且采用“MOVX@DPTR”类指令访问，单片机内部硬件会使C=1，MUX开关接向地址线，这时P2.x引脚的状态与地址线信息相同2.2.5LED灯介绍LED是英文lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，LED灯俗称发光二极管，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。LED（LightEmittingDiode），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。单片机原理与应用课程设计63硬件电路设计3.1原理图通过图3.1我们可以看出，在LED灯后要加一个电阻，通常电阻应用在单片机电路中有三种作用：限流电阻、上拉电阻、下拉电阻。在流水灯接线图中的电阻起的是限流作用。图3.1流水灯接线原理图单片机原理与应用课程设计73.2LED被点亮的原理图3.2中A端为发光二极管的阳极，B端为发光二极管的阴极，要想点亮发光二极管，阴极必须加一个低电平（0V）,发光二极管允许的电流在3mA至10mA之间，发光二极管被点亮的最小电流为3mA。已知发光二极管被点亮后的压降值为1.7V，VCC=+5V，电阻上的电压为3.3V，根据欧姆定律R=3.3V/3mA=1.1K,因此要选用1K的电阻图3.2流水灯接线分支电路单片机原理与应用课程设计84软件设计4.1设计流程1)打开KeilμVision3软件2)建立工程单片机原理与应用课程设计9工程以LED为名保存选择芯片单片机原理与应用课程设计103)建立新文件以了LED.asm为名保存单片机原理与应用课程设计114)把文件添加到工程添加成功单片机原理与应用课程设计125)在文件中输入程序6)设置生成.hex文件和编译设置生成.hex文件单片机原理与应用课程设计13编译成功，无错误7)打开STC_ISP_V483.exe软件单片机原理与应用课程设计148)下载程序单片机原理与应用课程设计154.2源程序①程序一ORG0000HLJMPSTARTORG0100HSTART:MO