课程设计存储花样灯

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1、课 程 设 计 课 程 科研实践 题 目 24c02存储花样灯 二级学院 延陵学院 班 级 09电Y2 姓 名 刘全 学 号 09121014 指导教师 范力旻 设计时间 2012.12.31-2013.1.11常州工学院单片机原理及应用科研实践任务书二级学院：延陵学院 专业：电气工程及其自动化 班级：09电Y2学生姓名刘全 卢青指导老师 范力旻职 称副教授 课题名称基于51单片机24C02存储花样灯 课题工作内容 “存储花样灯”的硬件电路主要由单片机控制电路、EEPROM存储电路、按键控制电路。 实现：通过I2C协议与24C02通信来存储数据，控制花样灯显示。 指标要求花样灯显示花样不少于3

2、6种且能切换花样灯显示 进程安排第 一 天：下达任务、理解课题要求、收集和消化相关资料； 第 二 天 ：方案论证和制定，元器件采购； 第三四天： 硬件制作、调试 第五八天： 软件设计、调试 第 九 天：根据设计内容，撰写设计报告 第 十 天：作品演示、答辩考核主要参考文献单片机应用系统设计技术 张齐著 电子工业出版社 单片机原理及应用技术 范力旻 电子工业出版社 例说8051 谢亮、陈敌北、 张义和 人民邮电出版社 单片机C语言应用100例 王东锋 王会良 电子工业出版社 51系列单片机设计实例 楼然苗 李光飞 北航出版社 地点秋白楼起止日期2012.12.31-2013.1.10 目 录目

3、录3第一章 摘 要4第二章 硬件设计52.1 最小系统52.1.1 单片机52.1.2 晶振电路52.1.3 复位电路62.2 电源电路72.3 存储电路72.4 显示电路92.5 按键电路10第三章 软件设计113.1软件设计流程图11第四章 硬件调试12第五章 操作说明14第六章 参考文献15第七章 小 结16第八章 附 录17第一章 摘 要自人类发明计算机以来，单片机技术在社会各领域中得到了广泛的应用。在流水灯控制系统中，单片机的作用更是发挥的淋漓尽致，成为此系统中的核心部分。利用单片机的可编程功能，软硬件结合，来控制LED的灯的开通关断，通过丰富多彩的花样变化，给人以不同的视觉效果，更

4、是成为现代商业社会不可或缺少吸引消费者的普遍手段。本设计采用24c02存储芯片与单片机连接，实现多种花样灯的控制。主要包括其软件程序的编写、硬件电路的搭接、器件的选择，以及通过PROTEUS的仿真等。第二章 硬件设计2.1 最小系统2.1.1 单片机本次设计使用的单片机芯片型号为：89C52，管脚图见图2-2。图2-1 89C52管脚图2.1.2 晶振电路本次设计采用的是12MHZ的晶振，电路图如下图2-3所示： 图2-3 晶振电路两只电容在20pF100pF之间取值，其取值在60pF70pF时振荡器频率稳定性较高，按照一般经验，外接晶体时两个电容的取值为30pF；外接陶瓷振荡器是两电容的典型

5、值是47pF。2.1.3 复位电路在时钟电路工作后，只要在单片机的RST引脚上出现24个时钟振荡脉冲（2个机器周期）以上的高电平，单片机便可实现初始化状态服务。为保证应用系统可靠的复位在设计复位电路时，通常使RST引脚保持4ms以上的高电平，只要RST保持高电平，STC89C52单片机就会循环复位；当RST从高电平变为低电平时，单片机就从0000H地址开始执行程序，在单片机复位的有效期间，ALE、PSEN引脚输出高电平。图2-4 复位电路因为，。对于用12MHZ晶振的系统来说，使其复位的时间t应满足条件：电容两端暂态电流和电压的关系如下：因为，；可得到。若RST处电压为，则，所以。当时，t=0

6、.357RC。满足时，系统才会复位，即当时。采用，符合要求。得到复位时间2.2 电源电路本次设计电源部分采用7805集成稳压器滤波。7805集成稳压器是常用的固定输出为5V电压的集成稳压器。它的内部含有过流、过热及调整管的保护电路，采用了噪声低，温度漂移小的基准电压源，工作稳定可靠，而且价格便宜。7805集成稳压器为三端器件，其管脚1为输入端，管脚2为接地端，管脚3为输出端，使用十分方便。本次设计选用9V电池电源，将直流9V经过稳压器使输出电压为直流5V。电路如图2-5所示。图2-5 7805整流滤波电路2.3 存储电路1、存储芯片有很多种，本次设计的存储部分选用24C02，是因为其内部采用的

7、是I2C通信协议，此通信协议具体以下特点：（1）I2C是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实施数据传输的控制源。这种方式简化了信号传输总线（2）I2C串行总线可实现多主机系统所需的裁决和高低速设备同步等功能。因此，这是一种高性能的串行总线，采用串行线可大大简化系统的硬件设计。（3）I2C总线是各种总线中使用信号线最少，并具有自动寻址、多主机时钟同步和仲裁等功能的总线。因此，使用I2C总线设计计算机系统十分方便灵活，体积也小，因而在各类实际应用中得到广泛应用。2、24c02的特点：24c02是电可擦除PROM，采用256*8-bit的组织结构以及两

8、线串行接口。电压可允许低至1.8V，待机电流和工作分别为1uA和1mA。2线串行接口，完全兼容I2C总线。I2C时钟频率为1MHz(5V),400kHz(1.8V,2.5V,2.7V)。3、引脚说明：如下图所示：图2-6 24c02引脚图1号脚：A0：地址输入2号脚：A1：地址输入3号脚：A2：地址输入5号脚：SDA：串行地址和数据输入/输出。SDA是双向串行数据传输引脚，漏极开路，需外接上拉电阻Vcc（典型值10K）。6号脚：SCL：串行时钟输入。SCL同步数据传输，上升沿数据写入，下降沿数据读出。7号脚：WP：写保护。WP引脚提供硬件数据保护。当WP接地时，允许数据正常读写操作；当WP接V

9、cc时，写保护，只读。4号脚：GND：地8号脚：Vcc：正电源。本设计24C02与单片机连接图如下图所示：图2-7 存储电路2.4 显示电路本设计为8位流水灯显示，8个LED接在P0口，需接电阻来保护LED，避免烧坏，显示电路图如图2-8所示。因为LED的额定电流为=（10mA20mA），启动电压为=1.8V，所以可得电阻两端的电压为=5v-1.8v=3.2v由，得，R的范围是160320。本设计选择R=200。图2-8 显示电路2.5 按键电路本次设计按键电路接在P3.2口，实现切换花样。所选按键的类型为SW-DS。图2-9 按键电路第三章 软件设计3.1软件设计流程图本设计为24c02存储

10、花样灯，程序内存放好段码地址，当存储芯片24c02写信号有效时，由单片机把数据写入24c02内，并存储，24c02读信号有效，释放数据，并由单片机显示数据。图3-1 程序流程图第四章 硬件调试1、打开仿真软件Proteus 7 Professinal中的2、找出所有原理图中所用到的原件，按照原理图连接，如图所示：图4-1 仿真原理图3、双击单片机，弹出输入仿真程序框，如图所示：图4-2 仿真程序输入框4、找到编译好的程序，单机按钮OK5、在主界面左下角有开始仿真按钮，开始仿真。6、观察P0口的输出状态。如下图所示： 图4-3 仿真显示结果7、调试结束。第五章 操作说明1、按照原理图连接好电路，

11、使单片机得到5V稳压电源。2、流水灯开始工作，按下花样选择开关，可更换不同花样显示，本设计可产生36中不同花样的流水灯。3、按下复位按钮，花样灯重新开始工作。第六章 参考文献【1】单片机应用系统设计技术 张齐著 电子工业出版社 【2】单片机原理及应用技术 范力旻 电子工业出版社 【3】例说8051 谢亮、陈敌北、 张义和 人民邮电出版社 【4】单片机C语言应用100例 王东锋 王会良 电子工业出版社 【5】51系列单片机设计实例 楼然苗 李光飞 北航出版社第七章 小 结通过这次课程设计，我觉得自己学到了很多东西，基于51单片机课程设计是对我大学专业学习的考察，也是对我在大学里学习的知识进行一次

12、系统化的梳理、总结，对以前所学的过单片机理论知识起到了回顾作用，并对其加以进一步的消化和巩固，真正做到学以致用，理论联系实际。这次课程设计包括硬件设备的选型，软件方面的设计与调试，更使我的实践能力得到了进一步提高，在制作过程中积累了一些经验，解决问题的能力得到锻炼。课程设计培养了我们严肃认真和实事求是的严谨的学习态度，而且培养了吃苦耐劳的精神以及相对应的实践意识。团队合作的意识和能力也体现出来，值得我们思考与进步。第八章 附 录1、元器件清单：序号名称代号型号数量1电阻R110K12电阻R2，R31k93电容C2，C330pF24电解电容C4220uF15电容C6，C70.01uF26电解电容

13、C5100uF17电池9V18按钮SW-DS29稳压器78057805110晶振X112MHz111单片机89C5212、实物展示：3、整体原理图：4、程序：24Main程序：#include unsigned char code seg236= 0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F, 0xBF,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE,0xFF, 0xFE,0xFC,0xF8,0xF0,0xE0,0xC0,0x80,0x00, 0x80,0xC0,0xE0,0xF0,0xF8,0xFC,0xFE,0xFF, 0xFC,0xF9,0x

14、F3,0xE7,0xCF,0x9F,0x3F, 0x9F,0xCF,0xE7,0xF3,0xF9,0xFC,0xFF, 0xE7,0xDB,0xBD,0x7E,0xBD,0xDB,0xE7,0xFF, 0xE7,0xC3,0x81,0x00,0x81,0xC3,0xE7,0xFF, 0xAA,0x55,0x18,0xFF,0xF0,0x0F, 0x00,0xFF,0x00,0xFF ; bit flag;void Delay(unsigned int t);main() unsigned char i; EA=1; EX0=1; while(1) for(i=0;i36;i+) Delay(2

15、0000); P0=segflagi; void Delay(unsigned int t) while(-t);void int0() interrupt 0flag=!flag;I2C程序：#ifndef _I2C_H_#define _I2C_H_ #include #include #define _Nop() _nop_() void DelayUs2x(unsigned char t);void DelayMs(unsigned char t);void Start_I2c();void Stop_I2c();void SendByte(unsigned char c);unsig

16、ned char RcvByte();void Ack_I2c(void);void NoAck_I2c(void);bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char c);bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no);bit IRcvByte(unsigned char sla,unsigned char *c);bit IRcvStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned

17、char *s,unsigned char no);#endif#include i2c.h#define _Nop() _nop_() bit ack; sbit SDA=P21;sbit SCL=P20;void DelayUs2x(unsigned char t) while(-t);void DelayMs(unsigned char t) while(t-) DelayUs2x(245); DelayUs2x(245); void Start_I2c() SDA=1; _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SDA

18、=0; _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; _Nop(); _Nop();void Stop_I2c() SDA=0; _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SDA=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop();void SendByte(unsigned char c) unsigned char BitCnt; for(BitCnt=0;BitCnt8;BitCnt+) if(cBitCnt)&0x80)SDA=1; else SDA=0;

19、 _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; _Nop(); _Nop(); SDA=1; _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); if(SDA=1)ack=0; else ack=1; SCL=0; _Nop(); _Nop();unsigned char RcvByte() unsigned char retc; unsigned char BitCnt; retc=0; SDA=1; for(BitCnt=0;BitCnt8;BitCnt+) _Nop()

20、; SCL=0; _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); retc=retc1; if(SDA=1)retc=retc+1; _Nop(); _Nop(); SCL=0; _Nop(); _Nop(); return(retc);void Ack_I2c(void) SDA=0; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; _Nop(); _Nop(); void NoAck_I2c(void) S

21、DA=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; _Nop(); _Nop(); bit ISendStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no) unsigned char i; for(i=0;ino;i+) Start_I2c(); SendByte(sla); if(ack=0)return(0); SendByte(suba); if(ack=0)return(0)

22、; SendByte(*s); if(ack=0)return(0); Stop_I2c(); DelayMs(1); s+; suba+; return(1);bit IRcvStr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no) unsigned char i; Start_I2c(); SendByte(sla); if(ack=0)return(0); SendByte(suba); if(ack=0)return(0); Start_I2c(); SendByte(sla+1); if(ack=0)return(0); for(i=0;ino-1;i+) *s=RcvByte(); Ack_I2c(); s+; *s=RcvByte(); NoAck_I2c(); Stop_I2c(); return(1);