智能化电子系统设计报告正文

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1、西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告目录第1页西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告1前言当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代，并能够实现智能化。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重。现在的单片机的控制范畴无所不在，例如通信产品、家用电器、智能仪

2、器和控制装置等等，它的应用领域越来越广泛。本次设计题目是可控流水灯，题目简单，但更考验我们对基础知识的掌握程度是否扎实，并且由于汇编的难理解和C语言的学习程度不高，我们选取了比较简单的设计题目，为了使设计完成得更加完美。这次设计有实物要求，要求我们能够自己动手画PCB、焊电路板、调试等完成实物，而我们并没有做过，所以选取了可控流水灯。在设计中主要采用89C52为控制主体，用发光二极管作为显示灯，用按钮来切换流水灯的发光模式。系统通过P1口外接4个发二极管，P2口接4个按键，一个按键全亮，一个按键全灭，一个按键左循环，一个按键右循环。本

3、次课程设计主要是为了让我们对动手能力的认识，加深对理论的理解和掌握，了解软硬件的有关知识，并掌握设计过程、方法及实现，为以后工作打下良好的基础。通过设计练习，使我们了解必须提交的各项工程文件，达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。第1页西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告2总体方案设计2.1方案内容按压开关K1键一次，LED灯全亮；按压开关K2键一次，LED灯全灭；按压开关K3键一次，LED灯从右至左循环移动一位；按压开关K4键一次，LED灯从左至右循环移动一位。2.2方案比较方案一：基于单片机完成的设计，其主要采

4、用STC89C52单片机作为流水灯主要的控制元件，运用单片机之间的接口来完成对流水灯方向的控制，主要由STC89C52单片机，LED显示灯，USB程序下载接口和其他外设控制电路构成。STC89C52单片机USB程序下载接口复位电路LED显示电路晶振电路按键电路图2.2.1基于单片机实现可控流水灯框图方案二：由数字的逻辑器件来实现流水灯控制电路的设计，由555多谐震荡器提供稳定脉冲，74190芯片控制导步并行置入控制端分别构成二进制加减计数器器，74191芯片控制导步并行置入控制端改装成十一进制加减计数器。这里用3个555多谐震荡器提供

5、3种频率达到分频效果，74190用来计数和输出信号通过译码管直接输出控制控制LED，74191用来达到间歇时间。555多谐振荡器LED移位寄存器计数器间歇控制电路图2.2.2数电实现流水灯控制框图第1页西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告2.3方案选择方案一采用单片机实现可控流水灯的功能，对我们所学习的知识能较好的运用，电路图简单，程序容易，成本低。方案二是利用数字电路的编码、译码、触发实现。数字电路搭建起来比较复杂，在设计中用到的芯片比较多，控制复杂，功耗大，时序难以控制。所以我们选择方案一。第1页西华大学电气信息学院智能化电

6、子系统设计报告3单元模块设计3.1主体模块芯片89C52是核心，P1、P2、P3、P0均可以作为I/O使用，LED经过上拉电阻接在89C52的P1口，P2口接4个按键用来控制流水灯的显示方式。图3.189C52单片机引脚图3.2按键控制模块采用独立按键接口设计，每个按键占用一个I/O口。独立式按键个按键相互独立，电路配置灵活，软件结构简单。如图3.2所示图3.2按键图3.3复位模块第1页西华大学电气信息学院智能化电子系统设计报告位是单片机的初始化操作。单片机系统在上电启动运行时，都需要系统在上电启动时运行，都需要先复位。起作用是使CP

7、U和系统中其他部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。而复位是一个很重要的操作方式，但单片机本身是不能自动复位的，必须配合相应的外部复位电路才能实现。本设计采用上电复位加按键手动复位。其电路如图3.3所示图3.3复位电路3.4晶振模块单片机是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的，这个脉冲是单片机控制器中的时序电路发出的。单片机的时序就是CPU在执行指令时所需控制信号的时间顺序。为了保证各部件的同步工作，内部电路应在唯一的时钟信号下严格按照时序进行工作。单片机内部有一个增益反相放大器，用于构成振荡器，但要形成时钟脉冲，外部

8、还需附加电路。时钟产生方法两种，“内部时钟方式和”“外部时钟方式”。本设计中采用了内部时钟方式。其电路图3.4所示图3.4晶振电路如图所示，利用芯片内部的振荡器，然后在X1和X2两端跨接晶体振荡器（简称晶振），就构成了稳