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
#include
#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)
{
Delay10ms1);
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)
(LED1LED1|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;
A60;
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