毕业设计论文-基于单片机的霓虹灯控制器的设计.doc

毕业设计论文 基于单片机的霓虹灯控制器的设计 摘要目 录 论文总页数：47页 1 引言 4 1.1课题背景及意义 4 1.2本课题研究方法和目标 4 2 方案研究与主要芯片选择 6 2.1 总体方案原理及设计框图 6 2.1.1 主控电路的选择与论证 6 2.1.2 显示设备的选择与论证 8 2.1.3控制器模块选择 9 2.2 主要芯片介绍 11 2.2.1 译码器74LS154的介绍 11 2.2.2 LED点阵的介绍 12 2.2.3语音模块的介绍 13 3 硬件电路设计与调试 15 3.1 单片机模块单元电路设计 15 3.2 串口通信电路设计 16 3.3 译码器模块单元电路设计 17 3.4 点阵模块单元电路设计 17 3.5 红外遥控模块单元电路设计 18 3.6 语音模块单元电路设计 19 3.7 硬件仿真与调试 21 4 软件设计 23 4.1 单片机I/O口分配 23 4.2 各模块程序 23 4.2.1 主程序设计 23 4.2.2 显示程序设计 24 4.2.3 红外接收程序设计 26 4.2.4 设定的图案和字程序 28 5 软硬件联调及技术改进 30 5.1软硬件联调及实物演示 30 5.2 技术改进 32 结 语 32 参考文献 33 致 谢 34 声 明 35 附 录 36 1 引言 课题背景及意义单片机自迄今已有年了在许多基于单片机的应用系统中， 1.2本课题研究方法和目标 语音模块 图1.1 软件部分方案研究与主要芯片选择.1 总体方案原理及设计框图本设计是基于单片机为核心 图2.1 控制系统框图 如图2.1所示，本方案具有红外遥控模块、语音模块、单片机控制模块、显示模块，共四个模块。此外，通过主控单元电路的扩展，可添加多种附加功能。 单片机控制霓虹灯的设计以单片机STC89C52RC控制为核心，通过红外遥控器发出信号，接收头接收信号，通过单片机的中断处理，对图案的显示进行控制；在通电的同时伴随一段语音，对整个设计进行一个简要介绍；串口通信是为了帮助STC单片机实现程序的下载；点阵模块有图案显示，也有文字显示，对文字有左右滚动、速度变化、暂停、播放等操作。根据系统框图，对单元电路控制进行设计，下面是对各部分单元电路的论证与设计。 2.1.1 主控电路的选择与论证 在本设计中，主控电路有三种实现方式。 1、采用89C51单片机作为CPU。 89C51单片机是8位单片机，4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量中断结构，一个全双工串口通信口，片内振荡器及时钟电路。其指令是采用的被称为“CISC”的复杂指令集，工具有111条指令，与其他高位单片机相比而言，指令周期较长，运算速度太慢，而且由于其内部总线是8位的，其内部功能模块也基本上都是8位的；89C51单片机本身的电源电压是5伏，89C51有两种低功耗方式：待机方式和掉电方式[1] [2]。 2、采用LCP2138单片机作为CPU 该芯片其本身自带A/D转换功能，带大容量的32KRAM和FLASH ,内部资源丰富且系统稳定，芯片价格昂贵。 3、采用STC89C52RC单片机作为CPU 89C52RC是一低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的89C52RC可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 89C52RC主要功能特性如表1所示，其引脚图如图2.2所示。 表2.1 STC89C52RC的功能特点STC89C52RC主要功能特性: 兼容MCS-51指令系统 8k可反复擦写(1000次)ISP Flash ROM 32个双向I/O口 4.5-5.5V工作电压 3个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-33MHz 全双工UART串行中断口线 256x8bit内部RAM 2个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3级加密位 看门狗(WDT)电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的ISP字节和分页编程 双数据寄存器指针 2.2 STC89C52RC引脚图STC89C52RC具有如下特点：40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器2个全双工串行通信口，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器(RAM)，片内时