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单片机课程设计— 个按键控制 个LED自动设定控制流水灯

来源:用户分享 时间:2025/5/28 20:06:20 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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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的应用,掌握单片机编程器、仿真器的使用,能检查和分析软硬件故障。

3.体会单片机内部资源的功能使用,以单片机开发板现有资源进行应用性设计。掌握单片机常用外围器件的使用。

4.对去年生产实习焊接的51开发板的程序有更深入的了解。

第2章 电路工作原理

2.1 STC89C52单片机工作原理

单片机(Microcontrollers)是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。

例如STC89C52单片机是通过32个输入输出口的高低电平变化来实现对外部电路的控制,痛过相应的程序实现对32个输入输出口的控制,这就是单片机工作的最基本原理。如图2-1所示为STC89C52单片机工作的最小系统电路图。

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的心脏,为单片机提供12MHz的高频脉冲使单片机正常工作;MAX232是将单片机输出的TTL电平转换成PC机能接收的232电平或将PC机输出的232电平转换成单片机能接收的TTL电平,实现单片机与PC机之间的通信,以便于下载程序。

2.2 LED工作原理

LED(light-emitting diode),即发光二极管,俗称LED小灯,51开发板使用的是普通贴片发光二极管。这种二极管通常的正向导通电压是1.8~2.2V之间,工作电流一般在1~20mA之间。其中当电流在1~5mA之间变化时,随着通过LED的电流越来越大,肉眼会感觉到这个灯越来越亮,而当电流从5~20mA变化时,看到的发光二极管的亮度变化不明显了。当电流超过20mA时,LED就有烧坏的危险。所以在51开发板的使用中需要根据相应的电流参数设计一个与LED串联的限流电阻。如图2-2所示为单片机I/O口控制LED的电路原理图。

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,防止LED被烧毁。因为单片机是可以编程控制的,即P00~P07的高低电平也是能够控制的,所以对应的8个LED的亮灭状态也是能够控制的,这就达到了单片机控制LED的目的。

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,它们各自与独立的输入线相连接,如图2-3所示。

图2-3 独立式按键原理图

4条输人线接到单片机的I/O口上,当按健K1按下时,+5V通过电阻然后再通过按键K1最终进人GND形成一条通路,这条线路的全部电压都加到这个电阻上,P20这个引脚就是个低电平。当松开按健后,线路断开,就不会有电值通过,P20和+5V就应该是等电位,是个高电平。我们就可以通过P20这个10口的高低电平来判断是否有按键按下。

2.3.2 矩阵按键工作原理

在某一个系统设计中,如果需要使用很多按键时,做成独立按键会占用大量I/O口,因此引用了矩阵键盘的设计。如图2-4所示为51开发板上的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的具体位置。

2.4 整体电路图

如图2-5所示为键盘控制LED流水灯整体电路图。

图2-5 总电路原理图

2.5 本章小结

本章主要介绍了单片机最小系统、LED工作原理、按键工作原理。并从

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