1.設計題目：循環(huán)彩燈控制器2.實驗目的：通過課程設計，使學生加鞏固和加深對電子電路基本知識的理解，學會查尋資料、方案設計、方案比較，以及單元電路設計計算等環(huán)節(jié)，進一步提高學生綜合運用所學知識的能力，提高分析解決實際問題的能力。鍛煉分析、解決電子電路問題的實際本領，通過此綜合訓練,為以后畢業(yè)設計打下一定的基礎。3.主要內(nèi)容：(1)共有紅、綠、黃3色彩燈各9個，要求按一定順序和時間關系運行。(2)動作要求：先紅燈，后綠燈，再黃燈，分別按0.5S的速度跑動一次，然后，全部紅燈亮5S，再黃燈，后綠燈，各一次。以此循環(huán)。(3)對各組燈的控制，要求有驅(qū)動電路。(4)對跑動電路，可以每3個一組，交叉安裝，分別點亮每一組，利用視覺暫停，達到跑動的效果。(5)系統(tǒng)要求仿真實驗4.設計要求：(1)、設計出電路設計思路清晰，給出整體電路框圖和總電路圖；(2)、焊接，調(diào)試好單片機開發(fā)電路板；(3)、單元電路設計。給出具體設計思路和電路；(4)、安裝、調(diào)試程序，系統(tǒng)；(5)、寫出實習報告；5.進度安排：星期一：課題內(nèi)容介紹和查找資料；星期二-三：總體電路設計和分電路設計，仿真電路；星期四：安裝、調(diào)試電路，驗收電路；星期五：寫設計報告，打印相關圖紙，答辯。6.所需元件和原件結(jié)構(gòu)圖紅、黃、綠小燈泡各9個。兩個555多諧振蕩器。兩個4017芯片。4066BP芯片。74LS76芯片等1.設計題目………12.實驗目的………13.主要內(nèi)容………14.設計要求………15.進度安排………16.所需元件和原件結(jié)構(gòu)圖………2二．循環(huán)彩燈設計概述1.設計思路………42.單元電路設計與參數(shù)計算……43.各單元的詳細原理、電路圖和仿真狀態(tài)……6三．總原理圖及工作過程1.總原理圖……………………112.電路完整工作過程…………12四．安裝與調(diào)試……………………13五．結(jié)論與心的……………………13六．參考文獻………14七.評分表…………15二．循環(huán)彩燈設計概述1.設計思路因為要使先紅燈，后綠燈，再黃燈，分別按0.5S的速度跑動一次，然后，全部紅燈亮5S，再黃燈，后綠燈，各一次，以此循環(huán)。根據(jù)此要求電路總體上可以分為三部分：一部分電路為控制0.5s的跑動。一部分電路為控制5s的跑動。一部分電路為實現(xiàn)這兩種跑動的循環(huán)。因此可以選用一個周期為0.5秒的555多諧振蕩器和一個周期為5秒的555多諧振蕩器，用來控制跑動的速度，再選兩個4017芯片，因為4017芯片在正常工作下，連續(xù)送入時鐘脈沖時，其十個輸出端會依次輸出高電平。這樣可以用一個4017芯片點亮0.5s的跑動，用一個4017芯片來點亮5s的跑動。選用一個JK觸發(fā)器和模擬開關4066芯片來實現(xiàn)循環(huán)功能，即用JK觸發(fā)器來控制4066芯片的開通和關閉。2.單元電路設計與參數(shù)計算在整個電路中，其主要的組成部分有：將555多諧振蕩器和4017芯片組成的3個一組0.5s依次跑動的電路：555多諧振蕩器和4017芯片組成的9個一組持續(xù)亮5s的電路：4066和74LS76組成的一個循環(huán)電路：3．各單元的詳細原理、電路圖和仿真狀態(tài)第一部分電路：實現(xiàn)3個一組紅燈，后黃燈，再綠燈，分別依次跑動一次的電路，電路如下圖：要控制任務中的9組燈，可用一個555多諧振蕩器和一個4017芯片，4017芯片有十個輸出端口，而每3個一組的燈都接一個4017的輸出端口。要控制指燈不斷的跑動，可將電路中的555多諧振蕩器的輸出端接4017的脈沖輸入控制，555多諧振蕩器不斷的產(chǎn)生脈沖送入4017芯片的脈沖輸入端，從而使4017芯片的輸出端依次為高電平。第二部分電路：用來實現(xiàn)全部9個一組紅燈，再黃燈，后綠燈，各亮一次。電路如下圖：要控制任務中的3組燈，要用到一個555多諧振蕩器和一個4017芯片，4017芯片有十個輸出端，而每9個一組的燈都接一個4017的輸出端（共接三個）。要控制3組指燈持續(xù)亮5s依次跑動循環(huán)，就要使電路中的555多諧振蕩器的輸出端接4017的脈沖輸入控制，555多諧振蕩器不斷的產(chǎn)生脈沖送入4017芯片的脈沖輸入端，從而使4017芯片的輸出端（01，02，03）依次為高電平。1：用來實現(xiàn)兩種的跑動不斷循第三部分電路環(huán)。電路圖：要電路實現(xiàn)交替循環(huán)工作，就要使第一部分的電路工作時第二部分電路就不工作。而第二部分電路工作時第一部分電路就不工作。所以該電路可用一個4066BP芯片和一個74LS76N芯片來現(xiàn)實。4066BP芯片為模擬開關芯片，它集成了四個模擬開關（在此用到兩個），每個模擬開關有2個端子，一個為控制端，主要接高電平或低電平，其佘兩個端子為輸入輸出端。當控制接高電平時，開關接通，控制端接低電平時開關斷開。74LS76N芯片為集成JK觸發(fā)器。在此電路中觸發(fā)器的J，K和清零端都接高電平。這樣每給觸發(fā)器一個觸發(fā)邊沿其輸出端就翻轉(zhuǎn)一次。Q端接4066BP的一個開關的控制端。Q非接4066BP的另一個開關的控制端。這樣可以使4066BP用到的兩個開關一個接通時而另一個就斷開。而觸發(fā)器的脈沖輸入端接第一部分電路中的4017的第十（09）輸出端口和第二部分電路中的4017的03輸出端口的或門的結(jié)果。而4066模擬開關用到的兩個開關的輸入端接12V直流電源，其一個開關的輸出端接第一部分電路中的555多諧振蕩器電源端，別一個開關輸出端接第二部分電路中的555多諧振蕩器的電源端！這樣就實現(xiàn)了即可實現(xiàn)交替循環(huán)工作！三．總原理圖及工作過程1．總原理圖2電路完整工作過程電路運行時第一部分的555多諧振蕩器首先工作不斷的給控制著3組燈的4017芯片送去脈沖，從而使4017的十個輸出端依次為輸出高電平。接到高電平的組燈就會發(fā)光。這樣就實現(xiàn)先紅燈，后黃燈，再綠燈，分別依次0.5s跑動。當最后的綠燈亮完后，即第一部分的單元電路中的4017的第十個輸出端輸出高電平時，這就給74LS76觸發(fā)器送去一個脈沖，于是觸發(fā)器的Q端就翻轉(zhuǎn)輸出低電平使4066模擬開關的一個開關變?yōu)閿嚅_，從而使第一部分的電路處于不工作狀態(tài)。而觸發(fā)器的Q非端同時了輸出一個高電平使4066的另一個開關導通，這時第二部分的電路開始運行。這樣就使全部紅燈，再黃燈，后綠燈，各亮一次。而當綠燈全部亮完后，這時第二部分的4017的第四個輸出端輸出高電平，也給觸發(fā)器送去一個脈沖。于Q端和Q非端翻轉(zhuǎn)。這樣第二部分的4066的模擬開關斷開，控制第二部分的模擬開關斷開使第二部分的電路不工作，而控制著第一部分的4066模擬開關導通，使第一部分的電路工作3個一組的組燈依次點亮、依次跑動。如此實現(xiàn)了3個一組先紅燈，后黃燈，再綠燈0.5s依次跑動，讓后再9個一組，先紅燈，后黃燈，再綠燈持續(xù)亮5s.如此循環(huán)下去。四．安裝與調(diào)試1、按照電路圖進行接線，按照單元電路設計中的方法連接好每一塊電路，然后把每一塊接在一起。對每單元電路進行調(diào)試，在對每部分電路進行調(diào)試時仿真狀態(tài)跟設計和預想的一樣，沒什么大問題。2、把各單元電路接在一起調(diào)試時，3個一組隔0.5s跑動亮的正常，不過9個一組的持續(xù)5s的出現(xiàn)錯誤，就是0.5s和5s的兩個功能電路都一起工作，達不到要設計的要求。3、把0.5s跑動單元電路中的4017芯片的第十個輸出端口和持續(xù)亮5s的單元電路中的4017芯片的第四個輸出端口用一個或門連起來后就能正常工作了。不過，持續(xù)亮5s的功能中，亮黃跟綠燈時會有三個紅燈也一起亮的(問題解決不了)。不過總體的功能跟效果還是達到要求。=5\*CHINESENUM3五.結(jié)論與心得在整個設計過程中，我通過網(wǎng)絡查閱大量有關資料，向同學請教和自學等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。剛開始甚至連如何控制電路使其按一定的時間跑動都不知道，但是，通過在網(wǎng)上的查閱，我知道了只要選擇特定時間的555多諧振蕩器和4017芯片組成起來便可。本次所用的芯片大部分都是基礎的，不過有個別的不怎么了解，不過通過此次課程設計，我對這些未曾接觸過的芯片都有一定的認識，對其功能也有一定的了解，比如4066，4017。這次的課程設計是我更加熟悉芯片的功能跟用法，讓我更好的運用邏輯門，使我所學的知識得到鞏固。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次設計的最大收獲和財富，使我終身受益。=6\*CHINESENUM3六參考文獻1.《電子技術(shù)基礎》康華光主編高等教育出版社；2．《電子技術(shù)基礎實驗、設計與仿真》賈更新編著鄭州大學出版社3.電子發(fā)燒友網(wǎng)站：/article/88/131/189/2007/200711195942.htm電氣與信息工程系課程設計評分表項目評價優(yōu)良中及格差設計方案的合理性與創(chuàng)造性軟件設計完成情況硬件調(diào)試完成情況設計說明書與設計圖紙質(zhì)量答辯情況獨立工作能力完成任務情況出勤情況綜合評分指導教師簽名：________________日期：________________瓊州學院電子信息工程學院課程設計報告課程名稱：單片機課程設計設計題目：1602LCD顯示電話撥號鍵盤按鍵專業(yè)：通信工程班級：1班學生姓名：***學號：起止日期：指導教師：指導教師評語：最終成績：指導教師簽名：年月日成績評定項目權(quán)重成績1、設計過程中的學習態(tài)度0.22、課程設計的質(zhì)量及答辯0.53、設計報告書規(guī)范程度0.34、總成績目錄TOC\h\z\u\t"標題2,1,標題3,2,標題4,1,標題,3"1.設計目的 LCD顯示電話撥號鍵盤按鍵摘要:本設計以89C51單片機為核心，設計1602LCD顯示電話撥號鍵盤按鍵，對按鍵輸入系統(tǒng)，LCD1602的引腳功能、控制命令、讀寫時序進行了分析。在keil中進行編程，在proteus軟件中進行了仿真。關鍵字:單片機；1602LCD顯示屏；鍵盤系統(tǒng)1.設計目的單片機原理與應用課程設計是單片機原理與應用專業(yè)課程的實踐性教學環(huán)節(jié)，通過該教學環(huán)節(jié)，要求達到以下目的：（1）培養(yǎng)學生工程設計能力和綜合分析問題、解決問題的能力，能根據(jù)工程需求，利用Proteus環(huán)境等構(gòu)建原理圖，利用Keil等環(huán)境編寫調(diào)試單片機功能程序，最終構(gòu)建工程的硬件平臺和軟件平臺，達到預定功能，實現(xiàn)單片機具體應用；（2）熟悉在Proteus環(huán)境中的ISIS模塊原理圖繪制，掌握仿真的基本方法；（3）掌握KeilC編程及C51編程語言和匯編語言開發(fā)；（4）掌握單片機片內(nèi)資源編程，能熟練應用相關片內(nèi)資源合理配置相關寄存器；（5）實現(xiàn)由原理圖到PCB圖，硬件與軟件結(jié)合實現(xiàn)功能，提高電子電路的設計和實驗能力，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎。2.設計要求要求以51單片機作為微控制器，通過1602LCD顯示屏顯示撥號鍵盤，鍵值包括數(shù)字0-9及“*”“#”等12個按鍵。數(shù)字顯示為逐個顯示方式，最多顯示11位。3.設計方案首先構(gòu)建單片機最小系統(tǒng)、鍵盤輸入系統(tǒng)及1602LCD顯示系統(tǒng)。通過單片機掃面鍵值，將其結(jié)果輸入到1602LCD顯示屏上。3.1單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)主要由電源、復位、震蕩電路以及擴展部分等部分組成[1]。圖3.1單片機最小系統(tǒng)圖3.1單片機最小系統(tǒng)3.2輸入按鍵系統(tǒng)獨立的鍵盤與單片機相連時，每個按鍵都需要單片機的一個I/O口，若按鍵較多時，占用的I/O口資源就會過多，為此就引入了矩陣鍵盤。本次設計共有0~9、#、*共12個按鍵，因此引入3*4的矩陣鍵盤，共需要7個I/O口，7條線分別與單片機P3口相連。圖3.2輸入按鍵系統(tǒng)圖3.2輸入按鍵系統(tǒng)3.31602LCD顯示系統(tǒng)AT89C51單片機，P0口輸出時，必須使用上拉電阻，提高電壓，否則無法得到輸出結(jié)果。圖3.31602LCD顯示系統(tǒng)圖3.31602LCD顯示系統(tǒng)3.31LCD1602原件顯示原理圖3.31LCD1602原件圖圖3.31LCD1602原件圖表1LCD1602引腳功能編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15D8背光源正極8D1數(shù)據(jù)16D9背光源負極3.32LCD1602引腳說明第1腳：VSS為地電源；第2腳：VDD接+5V電源；第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)度端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高會產(chǎn)生“鬼影”，必要時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7~14腳：D0~D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極[2]。3.33LCD1602指令1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條指令，如下表所示表2液晶模塊內(nèi)部控制其指令序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8只數(shù)據(jù)存貯器地址001顯示數(shù)據(jù)存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數(shù)器地址10寫數(shù)到CGRAM或DDRAM10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容指令說明：指令1：清顯示，指令碼01H，光標復位到地址00H位置；指令2：光標復位，光標返回到地址00H；指令3：光標和顯示位置設置I/D，光標移動方向，高電平向右移，低電平向左移，S：屏幕上所有文字是否左移或右移，高電平表示有效，低電平表示無效；指令4：顯示開關控制。D：控制整體的顯示開與關，高電平表示開顯示，低電平表示關顯示。C：控制光標的開與關，高電平表示有光標，低電平表示無光標。B：控制光標是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍；指令5：光標或顯示移位S/C，高電平時顯示移動的文字，低電平時顯示移動的光標；指令6：功能設置命令DL：高電平時為4位總線，低電平時為8位總線。N：低電平時為單位行顯示，高電平時為雙行顯示。F：低電平時顯示5*7的點陣字符，高電平時顯示5*10的顯示字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設置；指令8：DDRAM地址設置；指令9：讀忙信號和光標地址。BF：忙標志位，高電平表示忙，此時模塊不能接收命令或數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙[2]。3.34LCD1602數(shù)字代碼1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲器（CGROM）已經(jīng)存儲了160個不同的點陣字符圖形，其中阿拉伯數(shù)字的代碼為：代碼數(shù)字0011000000011000110011001020011001130011010040011010150011011060011011170011100080011100193.4設計原理圖根據(jù)設計要求畫出原理圖圖3.4圖3.4設計原理圖4.分析與編程4.1系統(tǒng)流程圖圖4.1為系統(tǒng)總流程圖。首先系統(tǒng)進入初始化，系統(tǒng)開始運行，當檢測鍵盤沒有按下時，則返回繼續(xù)檢測直至有鍵盤按下；當掃描到鍵盤按下時，讀取按鍵值，并檢測是否超過10位，若沒有超過則送入液晶顯示；若超過10位則系統(tǒng)重新初始化。4.2LCD顯示程序流程圖顯示程序流程圖如圖4.2。流程圖分析：首先對1602顯示屏進行初始化，然后檢查忙信號，若BF=0，則獲得顯示RAM的地址，寫入相應的數(shù)據(jù)顯示；若BF=1，則代表模塊正在進行內(nèi)部操作，不接受人和外部指令和數(shù)據(jù)，知道BF=0為止。開始開始對1602初始化寫入顯示設置命令延時檢查忙信號BF=0?獲得顯示RAM地址獲得延時寫入相應數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)顯示完畢？結(jié)束4.2LCD顯示程序流程圖NNYY開始系統(tǒng)初始化鍵盤掃描讀取按鍵顯示設置按鍵是否按下按鍵是否超過11位YNY圖4.1系統(tǒng)流程圖N4.3設計程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDelayNOP(){_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}sbitBEEP=P1^0;sbitLCD_RS=P2^0;sbitLCD_RW=P2^1;sbitLCD_EN=P2^2;voidDelayMS(uintms);bitLCD_Busy_Check();voidLCD_Set_Position(ucharPosition);voidWrite_LCD_command(ucharcmd);voidWrite_LCD_data(uchardat);//--標題字符串charcodeTitle_Text[]={"--phoneCode--"};//--鍵盤拔號與鍵盤符號映射表ucharcodekey_Table[]={'1','2','3','4','5','6','7','8','9','*','0','#'};//--鍵盤拔號數(shù)字緩沖ucharDial_Code_Str[]={""};//此處空格太少，會在屏幕上顯示一個字符出來ucharkeyNo=0xff;inttCount=0;////延時//voidDelayMS(uintx){uchari;while(x--)for(i=0;i<120;i++);}////在LCD指定的行上顯示字符串//voidDisplay_String(uchar*str,ucharLineNo){uchark;LCD_Set_Position(LineNo);for(k=0;k<16;k++)Write_LCD_data(str[k]);}////忙檢查//bitLCD_Busy_Check(){bitLCD_Status;LCD_RS=0;//寄存器選擇LCD_RW=1;//讀狀態(tài)寄存器LCD_EN=1;//開始讀DelayMS(1);LCD_Status=(bit)(P0&0x80);LCD_EN=0;returnLCD_Status;}////寫LCD命令//voidWrite_LCD_Command(ucharcmd){while((LCD_Busy_Check()&0x80)==0x80);//忙等待LCD_RS=0;//選取擇命令寄存器LCD_RW=0;//寫LCD_EN=0;_nop_();_nop_();P0=cmd;DelayNOP();LCD_EN=1;DelayNOP();LCD_EN=0;}////發(fā)送數(shù)據(jù)//voidWrite_LCD_Data(ucharStr){while((LCD_Busy_Check()&0x80)==0x80);//忙等待LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_EN=0;P0=Str;DelayNOP();LCD_EN=1;DelayMS(1);LCD_EN=0;}////LCD初始化//voidInitialize_LCD(){Write_LCD_Command(0x38);DelayMS(5);Write_LCD_Command(0x0C);//清屏DelayMS(5);Write_LCD_Command(0x06);//字符進入模式，屏幕不動，字符后移。DelayMS(5);Write_LCD_Command(0x01);//顯示開，關光標。DelayMS(5);}////設置顯示位置//voidLCD_Set_Position(ucharPosition){Write_LCD_Command(Position|0x80);}////t0控制按鍵聲音//voidT0_INT()interrupt1{TH0=-600/256;TL0=-600%256;BEEP=~BEEP;if(++tCount==200){tCount=0;TR0=0;}}////鍵盤掃描////=============================================================ucharGetkey(){uchari,j,k=0;ucharkeyScanCode[]={0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//鍵盤掃描碼ucharkeyCodeTable[]={0xee,0xed,0xeb,0xde,0xdd,0xdb,0xbe,0xbd,0xbb,0x7e,0x7d,0x7b};P3=0x0f;//掃描鍵盤獲取按鍵序號if(P3!=0X0F){for(i=0;i<4;i++){P3=keyScanCode[i];for(j=0;j<3;j++){k=i*3+j;if(P3==keyCodeTable[k])returnk;}}}elsereturn0xff;}////main//voidmain(){uchari=0,j;P0=P2=P1=0XFF;IE=0X82;TMOD=0X01;Initialize_LCD();//LCD初始化Di