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目錄
一、硬件設(shè)計
二、設(shè)計功能
三、Proteus仿真圖
四、原理圖
五、程序源碼
資料包括：
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方案選擇
單片機的選擇
方案一：STM32系列單片機控制，該型號單片機為LQFP44封裝，內(nèi)部資源足夠用于本次設(shè)計。STM32F103系列芯片最高工作頻率可達(dá)72MHZ，在存儲器的01等等待周期仿真時可達(dá)到1.25Mip/MHZ(Dhrystone2.1)。內(nèi)部128k字節(jié)的閃存程序存儲器，也就是說代碼量可以寫到128k字節(jié)，本次設(shè)計足夠，內(nèi)部高達(dá)20K字節(jié)的SRAM。
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方案二：51單片機STC89C52系列的指令系統(tǒng)和AT89C52系列的完全兼容，但實際操作起來卻存在很多問題：
（1）AT89C52不帶ISP下載，要用下載器才行，STC89C52可以用你的USB轉(zhuǎn)串口下載，下載軟件可以到STC廠家網(wǎng)上去下。
（2）STC單片機執(zhí)行指令的速度很快，大約是AT的3-30倍，盡管快是好事，但這樣一來，你在AT上好使的程序在STC上不一定好用，最典型的例子就是那些對時序有嚴(yán)格要求的模塊，用STC時注意得加長延時，大約是AT的10—30倍就差不多，這一點自己調(diào)試就知道了。
（3）STC單片機對工作環(huán)境的要求比較低，電壓低于5伏時仍然正常工作，甚至3伏到4伏之間都還可以工作，然而這樣的環(huán)境下AT肯定不行了，所以當(dāng)一個系統(tǒng)用STC單片機好用，但用AT的單片機不工作時，直接查最小系統(tǒng)，看單片機的供電是否正常。
比較這兩種方案，由于在學(xué)校期間學(xué)過數(shù)字電路、單片機原理、C語言程序設(shè)計，綜合考慮單片機的各部分資源和作為學(xué)生能夠獲得的資源，還有STM32價錢比較貴方面。經(jīng)過對比此次設(shè)計要求，我選擇用51單片機中的STC系列芯片完成。而且學(xué)校也提供了相應(yīng)的硬件操作平臺，實際操作起來比較方便，故STC為更合理的選擇。本系統(tǒng)選擇STC89C52單片機作為主控芯片。足夠本設(shè)計運行，且價格便宜，下載程序方便。
顯示器選擇方案
方案一：采用12864液晶顯示屏。液晶顯示模塊是128×64點陣的漢字圖形型液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個中文漢字（16X16點陣）、128個字符（8X16點陣）及64X256點陣顯示RAM（GDRAM）?？膳cCPU直接接口，提供兩種界面來連接微處理機：8-位并行及串行兩種連接方式。具有多種功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、睡眠模式等。
方案二：采用LCD1602液晶顯示屏。LCD1602是一種工業(yè)字符型液晶，能夠同時顯示16x02 即32個字符。（16列2行）。1602只能顯示字母、數(shù)字和符號能顯示16*2個字符，但寄存器不止32個，有一些顯示效果，如字符一個個顯示、字符從左到右或從右到左顯示等等，顯示效果簡單。
總結(jié)：在編程使用方面，兩者難度差不多，原理差不多，都是寫指令、寫地址、寫數(shù)據(jù)等等。當(dāng)然12864液晶屏顯示更全面、字符更多。相比于1602液晶屏、12864能更形象具體的實現(xiàn)顯示功能。不過1602液晶屏也能實現(xiàn)設(shè)計的要求。網(wǎng)上買比較廉價，最低的六塊錢左右。而12864液晶顯示屏最便宜的也要四十塊錢。從造價方面考慮，當(dāng)然是價格低廉的優(yōu)先。而LCD1602就是最好的選擇。
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一、硬件設(shè)計
硬件電路組成：本系統(tǒng)采用51單片機+最小系統(tǒng)+74LS595芯片+LED流水燈+四位一體數(shù)碼管+蜂鳴器+按鍵控制組成。
二、設(shè)計功能
1、本設(shè)計基于STC89C51/52（與AT89S51/52、AT89C51/52通用）單片機。
2、采用16個LED，有多種模式，并帶有音樂。
3、用數(shù)碼管顯示當(dāng)前模式號，可切換手動自動模式。
4、通過按鍵可實現(xiàn)對流水燈速度控制。
三、Proteus仿真圖
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單片機模塊設(shè)計
單片微型計算機是隨著微型計算機的發(fā)展而產(chǎn)生和發(fā)展的。自從1975 年美國德克薩斯儀器公司的第一臺單片微型計算機（ 簡稱單片機）TMS-1000 問世以來，迄今為止，單片機技術(shù)已成為計算機技術(shù)的一個獨特分支，單片機的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，特別是在工業(yè)控制中經(jīng)常遇到對某些物理量進(jìn)行定時采樣與控制的問題，在儀器儀表智能化中也扮演著極其重要的角色。
如果將8位單片機的推出作為起點，那么單片機的發(fā)展歷史大致可以分為以下幾個階段：
第一階段（1976—1978）：單片機的探索階段。以Intel公司的MCS-48為代表。MCS-48的推出是在工控領(lǐng)域的探索，參與這一探索的公司還有Motorola、Zilog等。都取得了滿意的效果。這就是SCM的誕生年代，“單片機”一詞即由此而來。
第二階段（1978—1982）：單片機的完善階段。Intel公司在MCS-48基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機系列MCS-51。它在以下幾個方面奠定了典型的通用總線型單片機體系結(jié)構(gòu)。
（1）完善的外部總線。MCS-51設(shè)置了經(jīng)典的8位單片機的總線結(jié)構(gòu)，包括8位數(shù)據(jù)總線、16位地址總線、控制總線及具有多機通信功能的串行通信接口。
（2）CPU外圍功能單元的集中管理模式。
（3）體現(xiàn)工控特性的地址空間及位操作方式。
（4）指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。
第三階段（1982—1990）：8位單片機的鞏固發(fā)展及16位單片機的推出階段，也是單片機向微控制器發(fā)展的階段。Intel公司推出的MCS-96系列單片機，將一些用于測控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機的微控制器特征。
第四階段（1990—）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機在各個領(lǐng)域全面、深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強運算能力的8位/16位/32位通用型單片機，以及小型廉價的專用型單片機。
單片機是在集成電路芯片上集成了各種元件的微型計算機，這些元件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲器RAM、程序存儲器ROM、定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、時鐘部件的集成和I/O接口電路。由于單片機具有體積小、價格低、可靠性高、開發(fā)應(yīng)用方便等特點，因此在現(xiàn)代電子技術(shù)和工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，在智能儀表中單片機是應(yīng)用最多、最活躍的領(lǐng)域之一。在控制領(lǐng)域中,現(xiàn)如今人們更注意計算機的底成本、小體積、運行的可靠性和控制的靈活性。在各類儀器、儀表中引入單片機，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，提高計算機的運算速度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價格比。
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四、原理圖
在本設(shè)計做的過程中，硬件和軟件方面都遇到了許多問題，但是相比于軟件，在硬件方面還是比較快解決的方面，因為硬件是比較容易檢查出來錯誤的，軟件比較晦澀難懂，還是有一定難度。
在硬件調(diào)試問題上，首先焊接好了元器件實物板后，先用萬用表測量這個工業(yè)板子的電源方面，電源方面是最重要的問題，應(yīng)該是特別需要檢查的地方，以防止電源的短路和正負(fù)極的錯誤。然后在仔細(xì)檢查電路的連接是否有問題，或者有沒有虛焊或者沒有焊接到的地方，然后核對一下元器件的安裝是否有問題，安裝上去是否符合規(guī)定，由于已經(jīng)是大學(xué)四年都是做過了很多實訓(xùn)過來了，對于這些還是游刃有余的，但是在上機調(diào)試后還是發(fā)現(xiàn)了很多的問題。
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五、程序源碼
Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、鏈接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（μVision）將這些部分組合在一起。運行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。
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