单片机专业课程设计—8个按键控制8个LED自动设定控制流水灯.doc

东北石油大学

实习总结汇报

实习类型 生产实习
实习单位 东北石油大学实习基地
实习起止时间 7月7日至7月16日
指导老师 刘东明、孙鉴
所在院（系） 电子科学学院
班 级 电子科学和技术15-2
学生姓名
学 号

7月 16日

目 录
第1章 按键控制流水灯设计 1
1.1 实习目标 1
1.2 实习要求 2
第2章 电路工作原理 2
2.1 STC89C52单片机工作原理 2
2.2 LED工作原理 3
2.3按键工作原理 3
2.4整体电路图 5
2.5 本章小结 6
第3章 C程序设计 7
3.1 程序设计步骤图 7
3.2试验结果 8
3.3 本章小结 9
总结及体会 10
参考文件 11
附录 12

第1章 按键控制流水灯设计
1.1 实习目标
此次实习以STC89C52单片机为控制关键。经过它实现对八盏LED灯亮灭进行设定，并在设定完成以后能够根据之前设定实现流水灯效果。外部电路为按键控制流水灯。P0口控制八盏灯，P1口控制矩阵键盘，P2口控制独立按键，程序利用单片机内部计时器中止实现流水效果。要求流水灯能够自行设定、暂停、复位，工作稳定，可靠性高。　
生产实习关键目标是培养理论联络实际能力，提升实际动手操作能力。本专业生产实习意在广泛了解实际单片机电子产品工作全过程，熟悉电子产品关键技术管理模式，并在实习操作过程中学习掌握电子产品焊接安装调试实际操作技能。巩固和加深了解所学理论，开阔眼界，提升潜力，为培养高素质大学本科人才打下必需基础。透过学习，是理论和实际相结合，能够使学生加深对所学知识了解，并为后续专业课学习带给必需感性知识，同时直接了解本业生产过程和生产资料，为未来走上工作岗位带给必需实际生产知识。
1.2 实习要求
1．深入学习单片机开发软件Keil使用，熟悉单片机电路设计，依据实际应用电路对程序进行调试。
2．熟悉单片机硬件开发平台应用，掌握单片机编程器、仿真器使用，能检验和分析软硬件故障。
3．体会单片机内部资源功效使用，以单片机开发板现有资源进行应用性设计。掌握单片机常见外围器件使用。
4．对去年生产实习焊接51开发板程序有更深入了解。

第2章 电路工作原理
2.1 STC89C52单片机工作原理
单片机（Microcontrollers）是一个集成电路芯片，是采取超大规模集成电路技术把含有数据处理能力中央处理器CPU、随机存放器RAM、只读存放器ROM、多个I/O口和中止系统、定时器/计数器等功效（可能还包含显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上组成一个小而完善微型计算机系统。
比如STC89C52单片机是经过32个输入输出口高低电平改变来实现对外部电路控制，痛过对应程序实现对32个输入输出口控制，这就是单片机工作最基础原理。图2-1所表示为STC89C52单片机工作最小系统电路图。

图2-1 STC89C52最小工作系统
整个电路使用5V直流电源供电，其中复位电路能够使单片机复位；晶振电路相当于单片机心脏，为单片机提供12MHz高频脉冲使单片机正常工作；MAX232是将单片机输出TTL电平转换成PC机能接收232电平或将PC机输出232电平转换成单片机能接收TTL电平，实现单片机和PC机之间通信，方便于下载程序。
2.2 LED工作原理
LED（light-emitting diode），即发光二极管，俗称LED小灯，51开发板使用是一般贴片发光二极管。这种二极管通常正向导通电压是1.8~2.2V之间，工作电流通常在1~20mA之间。其中当电流在1~5mA之间改变时，伴随经过LED电流越来越大，肉眼会感觉到这个灯越来越亮，而当电流从5~20mA改变时，看到发光二极管亮度改变不显著了。当电流超出20mA时，LED就有烧坏危险。所以在51开发板使用中需要依据对应电流参数设计一个和LED串联限流电阻。图2-2所表示为单片机I/O口控制LED电路原理图。

图2-2 单片机控制LED电路图
图中PR2为排阻，在电路中起到限流作用，预防LED被烧毁。因为单片机是能够编程控制，即P00~P07高低电平也是能够控制，所以对应8个LED亮灭状态也是能够控制，这就达成了单片机控制LED目标。
2.3 按键工作原理
2.3.1 独立按键工作原理
独立式按键比较简单，它们各自和独立输入线相连接，图2-3所表示。

图2-3 独立式按键原理图
4条输人线接到单片机I/O口上，当按健K1按下时，+5V经过电阻然后再经过按键K1最终进人GND形成一条通路，这条线路全部电压全部加到这个电阻上，P20这个引脚就是个低电平。当松开按健后，线路断开，就不会有电值经过，P20和+5V就应该是等电位，是个高电平。我们就能够经过P20这个10口高低电平来判定是否有按键按下。
2.3.2 矩阵按键工作原理
在某一个系统设计中，假如需要使用很多按键时，做成独立按键会占用大量I/O口，所以引用了矩阵键盘设计。图2-4所表示为51开发板上矩阵按键电路原理图，使用8个I/O口来实现16个按键。

图2-4 矩阵按键原理图
在程序设计中分别用四个I/O口扫描4行，另外4个扫描4列，确定了按键在哪行哪列也就确定了按键具体位置。
2.4 整体电路图
图2-5所表示为键盘控制LED流水灯整体电路图。

图2-5 总电路原理图
2.5 本章小结
本章关键介绍了单片机最小系统、LED工作原理、按键工作原理。并从硬件电路设计出发，简单分析单片机控制LED工作过程。理论分析基础完成，接下来就是具体程序设计和调试，经过具体程序来实现对应功效，这也是单片机开发中最具技术含量步骤之一。
第3章 C程序设计
3.1 程序设计步骤图
图3-1所表示为主程序步骤图。
开计时器中止
开始
K1是否按下
扫描矩阵键盘选
择需关键点亮LED
K2是否按下
保留选择数据
择需关键点亮LED
计时器中止程序选择
数据实现LED流水灯
K3是否按下
是
否
是
否
否
是

图3-1 程序设计框图
主程序由3个独立按键控制，K1，K2和K3。开始从主函数实施程序语句，不停循环扫描按键，当K1按下时，进入选择状态，程序会不停地扫描矩阵键盘，经过矩阵键盘选择需关键点亮LED；选择结束后按下K2，程序会将选定后数据送入中止程序，中止程序依据接收数据选泽对应LED实现流水灯效果；当按下K3后程序又会进入矩阵键盘扫描重新选择LED。
3.2 试验结果
图3-2所表示，当按下K1后进入选择定状态。

图3-2 选择LED
图3-2，控制矩阵键盘分别选择了第1，6，8盏灯。
再按下K2键，让选择第1，6，8盏灯实现流水灯效果。图3-3所表示。

图3-3 流水灯
图3-3，按下K2以后，LED由之前第1，6，8盏灯亮变为第1，2，7盏灯亮，实现了流水灯右移效果。
当按下K3键，试验结果图3-4所表示。

图3-4 回到初始状态
由图3-4可知，当按下K3键以后，程序又回到了设定LED状态。
3.3 本章小结
由试验结果能够看出，此次单片机课程设计已达成预期要求，电路工作稳定，满足设计要求。在整个设计过程中，程序设计和调试最为复杂，出现过按键灯不亮，没有出现滚动流水等现象等一系列程序问题。但最终在不停地检验、调试以后，问题也逐步得四处理。最终实现按键控制流水灯效果。
总结及体会
此次设计经过对单片机进行编程控制，进而控制外部电路，成功地设计了八个按键控制八盏灯亮灭实现流水灯效果。深入了解到单片机开发软件Keil使用，熟悉单片机电路设计，依据实际应用电路对程序进行调试。熟悉单片机硬件开发平台应用，掌握了单片机编程器、仿真器使用，能检验和分析软硬件故障。体会到单片机内部资源功效使用，以单片机开发板现有资源进行应用性设计。
经过这次实习使我深入弄懂所学到书本知识，巩固和深化对单片机结构、指令系统、中止系统、键盘/显示系统、接口技术、系统扩展、定时/控制、程序设计、应用开发、等基础理论知识了解，提升单片机应用于技术实践操作技能，掌握单片机应用系统设计、研制方法，培养利用单片机进行科技革新、开发和创新基础能力，为毕业后从事和单片机相关工作打下一定基础。
参考文件
[1] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础(第四版)[M].北京：高等教育出版社，.
[2] 阎石.数字电子技术基础(第五版)[M].北京：高等教育出版社，.
[3] 韩建，全星慧，周围.电子技术课程设计指导[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，.
[4] 黎小桃.数字电子电路分析和应用[M].北京： 北京理工大学出版社，.
[5] 高吉祥. 电子技术基础试验和课程设计[M].北京：电子工业出版社，.
[6] 陈明义. 电子技术课程设计实用教程(第3版) [M]. 长沙：中南大学出版社，.
[7] 程春雨. 模拟电子技术试验和课程设计[M]. 北京：电子工业出版社，.
[8] 宋雪松，李东明，崔长胜. 手把手教你学51单片机（C语言版）[M]. 北京：清华大学出版社，.

附录：
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define KEY P1
sbit k1=P2^0;
sbit k2=P2^1;
sbit k3=P2^2;
sbit k4=P2^3;
unsigned char LED=0x00,LED1=0x00;
unsigned char x=0;
unsigned char KeyValue;
unsigned char A1=0x00,A2=0x00,A3=0x00,A4=0x00,A5=0x00,A6=0x00,A7=0x00,A8=0x00;
void Delay10ms(unsigned int c);
void KeyDown(); //矩阵键盘检测
void kongzhil();
void kongzhi2();
void main(void)
{ TMOD=0x01; //定时器工作状态为1
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%6;
EA=1; //开总中止
ET0=1; //开定时器中止
TR0=1; //开启定时器
while(1)
{ int n=0;

if(k1==0)
{
Delay10ms(1);
if(k1==0)
n=1;
}
if(k3==0)
{
Delay10ms(1);
if(k3==0)
n=3;
}
if(k4==0)
{
Delay10ms(1);
if(k4==0)
n=4;
}
switch(n)
{
case 1:KeyDown();break;
case 3:kongzhil();break;
case 4:kongzhi2();break;
default:break;
}

}
}

void KeyDown(void)
{ int k=1;
while(k)
{
char a=0;
KEY=0x0f;
if(KEY!=0x0f)
{
Delay10ms(1); //延时消抖
if(KEY!=0x0f)
{

KEY=0X0F;
switch(KEY) //扫描行
{
case(0X07): KeyValue=0;break;
case(0X0b): KeyValue=4;break;
case(0X0d): KeyValue=8;break;
case(0X0e): KeyValue=12;break;
}

KEY=0XF0;
switch(KEY) //扫描列
{
case(0X70): KeyValue=KeyValue+3;break;
case(0Xb0): KeyValue=KeyValue+2;break;
case(0Xd0): KeyValue=KeyValue+1;break;
case(0Xe0): KeyValue=KeyValue;break;
}
while((a<50) && (KEY!=0xf0)) //松手检测
{
Delay10ms(1);
a++;
}
switch(KeyValue) //选择需要亮灯
{
case(0):A1=~A1;break;
case(1):A2=~A2;break;
case(2):A3=~A3;break;
case(3):A4=~A4;break;
case(4):A5=~A5;break;
case(5):A6=~A6;break;
case(6):A7=~A7;break;
case(7):A8=~A8;break;
default:break;

}

}
}

if (A1==0xff) //保留数据
(LED1=LED1|0x80);
else if(A1==0x00)
(LED1=LED1&0x7f);

if (A2==0xff)
(LED1=LED1|0x40);
else if(A2==0x00)
(LED1=LED1&0xbf);

if (A3==0xff)
(LED1=LED1|0x20);
else if(A3==0x00)
(LED1=LED1&0xdf);

if (A4==0xff)
(LED1=LED1|0x10);
else if(A4==0x00)
(LED1=LED1&0xef);

if (A5==0xff)
(LED1=LED1|0x08);
else if(A5==0x00)
(LED1=LED1&0xf7);

if (A6==0xff)
(LED1=LED1|0x04);
else if(A6==0x00)
(LED1=LED1&0xfb);

if (A7==0xff)
(LED1=LED1|0x02);
else if(A7==0x00)
(LED1=LED1&0xfd);

if (A8==0xff)
(LED1=LED1|0x01);
else if(A8==0x00)
(LED1=LED1&0xfe);

LED=LED1;

if(k2==0)
{
Delay10ms(1);
if(k2==0)
{
k=0;
LED=LED1;
};

};
if(k4==0)
{
Delay10ms(1);
if(k4==0)
{
k=0;
kongzhi2();
};

};

}
}

void kongzhil(void)
{int m=1;
LED1=LED,LED=0x00;
while(m)
{
if(k3==0)
{
Delay10ms(1);
if(k3==0)
{
m=0,LED=LED1;
};
}
}
}

void kongzhi2(void)
{
LED1=0x00;
LED=0x00;
A1=0;
A2=0;
A3=0;
A4=0;
A5=0;
A6=0;
A7=0;
A8=0;
}

void timer0() interrupt 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%6;
x++;
if(x==6) //6*50MS=300MS
{
x=0;
P0=LED;
LED = _crol_(LED,1);
//if(++i==8) i=0;
}
}

void Delay10ms(unsigned int c)
{
unsigned char a, b;

for (;c>0;c--)
{
for (b=38;b>0;b--)
{
for (a=130;a>0;a--);
}
}
}

指导老师评语及成绩评定：

成绩： 指导老师签字：
年 月 日