基于单片机的循环灯控制.docVIP

单片机课程设计 题 目： 循环灯控制 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计时间： 评语 成绩 引言 本报告提出了一种基于单片机的CPU芯片8031的控灯方案，应用定时器溢出中断和位扫描的方法来实现了8个二级管从左到右，每一个闪烁10次，并依次循环的过程。以8031作为主控核心，再外扩一个程序存储器用作程序的存储。进一步熟悉单片机系统的结构和工作原理，以及8031的各个引脚功能。通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术，为今后从事相关工作打下基础。 目 录 一 设计方案及原理 3 1.1 设计内容 3 1.2 设计要求 3 1.3设计方案及原理 3 二 硬件设计 3 2.1 设计思路 3 2.2 原理电路图 3 2.3 主要元件功能说明 3 2.4 硬件工作原理阐述 3 三 软件设计 3 3.1 分析论证 3 3.2 程序流程图 6 3.3 程序清单 3 四 调试过程及结果分析 3 五 设计总结 3 参 考 文 献 3 附录 运行结果图 3 一 设计方案及原理 1.1 设计内容 在单片机的P1口接8个发光二极管，通过外部中断、定时器中断和位扫描等程序控制实现每个发光二极管指示灯闪烁10次，并依次循环。正常状态下，这8个灯（发光二极管）按一定流速从左向右流动（假设这8个灯依次从左向右接在P1.0—P1.7上） 1.2 设计要求 （1）在系统设计中，要求使用中断方式完成其功能； （2）设计给出系统硬件原理图和程序清单； （3）单片机系统采用8031机型； （4）以论文格式给出设计报告。 1.3设计方案及原理 单片机CPU芯片8031，工作环境为常温。 发光二极管，工作环境常温。 74LS373,工作环境常温。 EPROM2764程序存储器，工作环境常温。 通过对单片机8031系统的学习，如果要让接在8031芯片P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反， 如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。 　　单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。下面以最简单的流水灯控制功能即实现8个LED灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的软件编程方法。 二 硬件设计 2.1 设计思路 （1）方案一：硬件采用单片机系统8031，因8031CPU内部没用程序存储器ROM，因此需外扩一个程序存储器（可采用芯片2764来实现），为保持输出常通采用一个带三态输出的8—D锁存器74LS373。 软件设计可通过定时器/计数器的溢出中断实现对灯亮与灭、灭与亮之间的定时延时，采用CPL对位取反，来实现每一个灯的亮与灭的控制，确立堆栈区对中断服务程序的现场保护。 （2）方案二：硬件设计同方案一样，接线方式也相同，只是在软件设计中采用查询方式，设定循环次数和延时程序，通过调用延时子程序来实现对灯的亮与灭的循环控制。 2.2 原理电路图 图2-1 原理电路图 2.3 主要元件功能说明 （1）8031芯片 1·8位的的单片机系统微处理器和控制器，内涵一个一位布尔运算器，可直接对数据的位进行操作和运算，特别使用与逻辑控制。 2·内部无程序存储器ROM，需扩展外部程序存储器，且内外ROM是统一编址。 3·两个16位的定时器/计时器，每个定时器/计数器都可以设置成计数方式或定时方式，并可以根据计数或定时的结果实现计算机控制。 4·内部有时钟电路，可产生时钟脉冲序列，系统允许的最高晶振频率为12HZ。 5·全双工URAT（通用异步接受发送器）的串行I/O口，用以实现单片机之间或单片机与其它设备之间的串行通信。 6·两极中断优先权的6个中断源/5个中断矢量逻辑。 7·哈佛结构的存储组织支持6种寻址方式。 8·采用40脚双列直插封装（DIP）方式，其最基本的引脚如下： ALE（30脚） 地址锁存信号 在系统扩展时，ALE用于控制把输出口的低8位地址送入锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的分时传送。此外由于ALE是以六分之一晶振频率的固