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基于單片機的廣州塔論文.doc
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目 錄 摘要 1 緒論 1.1 項目研究背景及意義 2 總體設計方案及論證 2.1 總體方案設計 3 硬件實現及單元電路設計 3.1 主控制模塊 3.2 電源設計 3.3 模塊設計 3.3.1 LED驅動模塊 3.3.2 底座LED驅動 3.3.3 音頻電路的設計 3.3.4 時鐘電路的設計 4 軟件設計 4.1 主程序 5 總結 6 參考文獻 附 錄 附件1:原理圖 附件2:元件清單 附件3:實物圖
摘要STC12C5A60S2是STC系列單片機里應用比較廣泛的一款,在自動控制領域里享有很高的價值,以其易用性和多功能性受到了廣大電子設計愛好者的好評。本次設計主要是利用STC12C5A60S2單片機、該系統采用增強型8051單片機STC12C5A60S2為主控制器,利用單片機控制點陣的原理,控制廣州塔展示效果,還通過單片機內置的ADC對音頻信號進行采樣,然后控制廣州塔亮的層數達到根據音樂跳舞的效果。該方案具有電路結構簡潔,開發、生產成本低的優點。
關鍵詞:點陣 STC12C5A60S2 廣州塔
1 緒論 1.1 項目研究背景及意義 廣州塔其實又稱廣州新電視塔,昵稱小蠻腰。它是廣州最高建筑,整個塔身的設計非常有特點,特別是在夜晚的燈光裝飾下,更是顯得美輪美奐。現已儼然成為廣州的地標。如此美的建筑怎能不讓人心動。我們結合所學的單片機點陣顯示技術,我們也能做出廣州塔的美。我們采用STC12C5A60S2作為控制系統,顯示部分采用的是16*16的點陣顯示原理,通過對廣州塔的制作,能更好的提升單片機對點陣顯示原理的掌握。 2 總體設計方案及論證 2.1 總體方案設計 本設計包括硬件和軟件設計兩個部分。系統總體的設計方框圖如圖1所示。
3 硬件實現及單元電路設計 3.1 主控制模塊 主控制最小系統電路如圖2所示。
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圖2 最小系統 硬件電路總設計見圖3。
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圖3 總設計電路圖 3.2 電源設計 電源部分的設計采用DC5V供電,使用了電解電容進行濾波,電路供電更加的穩定。 3.3模塊設計 3.3.1 led驅動模塊 LED驅動采用的是直接用單片機管腳驅動,因為stc12c5a60s2單片機的管腳電流達到20幾毫安,足以驅動廣州塔的LED,為了LED工作的穩定性,我們在電路中加入了限流電阻。 3.3.2 底座4個LED底座4個LED使用的七彩LED,為了控制方便,4個LED直接到了電源,上電就能直接點亮,可以直觀看出模塊電源是否正常,使用七彩LED的原因是,其發出的LED光多姿多彩,給廣州塔的絢麗增添多一份優美,電路如下圖所示:
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圖4 底座led驅動電路 3.3.3 音頻輸入電路的設計音頻電路的設計主要是采用了T型口的USB接口,因為該接口包含了音頻和電源的輸入,又因為控制模板的單片機是自帶了AD的,所以通過按鍵切換到音頻模式下,我們可以看到廣州隨音樂在跳舞。 3.3.4 時鐘電路的設計 XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時鐘源驅動器件,XTAL2應不接。 因為一個機器周期含有6個狀態周期,而每個狀態周期為2個振蕩周期,所以一個機器周期共有12個振蕩周期,如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為12MHZ,一個振蕩周期為1/12us,故而一個機器周期為1us。如圖13所示為時鐘電路。
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圖13 時鐘電路圖
5 總結 利用點陣顯示技術模擬廣州塔的人不多,大家選擇的都是STC89C52,驅動電路也只是采用普通的三極管控制,由于單片機和控制電路限制,市面上做出來的廣州塔一般都是功能比較單一。對于廣州塔的模擬,我們要朝著和真正廣州塔一致的方向模擬,本設計中由于采用的是STC12C5A60S2,本廣州塔的模擬加入了音頻控制顯示,能根據輸入的音源,控制塔亮的層數等功能。
6 參考文獻 [1]宏晶科技.STC12C5A60S2系列單片機器件手冊[M].2010.
[2]程佩青.數字信號處理教程(第二版)[M].北京:清華大學出版社,2001.
[3]靳桅,等.基于51系列單片機的LED顯示屏開關技術(第2版)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2011.
作者簡介:
吳永德(1980―),男,講師,從事電子技術專業教學及研究。
羅萍(1979―),女,講師,從事計算機技術專業教學及研究。
附 錄附件1:原理圖
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附件2:元件清單
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附件3:實物圖
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4 軟件設計
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