單片機課程設計-自動滾動廣告機設計

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　第一章 緒論2</b></p><p><b>　　1.1前言2</b></p><p>　　1.2國內外狀況2</p&

2、gt;<p>　　1.3自動滾動廣告機簡介2</p><p>　　1.4自動滾動廣告機的前景3</p><p>　　1.5 論文研究的主要內容3</p><p>　　第二章 自動滾動廣告機設計4</p><p><b>　　2.1任務要求4</b></p><p>　　2.

3、2設計原理及總體結構4</p><p><b>　　2.3硬件設計5</b></p><p>　　2.3.1總電路圖5</p><p>　　2.3.2 最小系統簡介6</p><p>　　2.3.3 電機模塊7</p><p>　　2.4 P89V51RB2單片機8</p>

4、;<p>　　2.4.1 P89V51RB2單片機功能框圖與引腳配置8</p><p>　　2 4.2 引腳配置9</p><p>　　2.4.3 P89V51RB2單片機的特性10</p><p>　　2.5軟件設計12</p><p>　　2.5.1流程圖如下13</p><p>　　第三

5、章 設計總結14</p><p><b>　　參考文獻15</b></p><p>　　附錄1 所用全部硬件資源15</p><p>　　附錄2 電路示意圖可由下圖表示：17</p><p>　　附錄3 源程序18</p><p><b>　　摘要</b></

6、p><p>　　廣告是商品生產者、經營者和消費者之間溝通信息的重要手段，或企業占領市場、推銷產品、提供勞務的重要形式。論文采用P89V51RB2增強型單片機作為自動滾動廣告機的控制核心，通過電源及穩壓模塊、主控模塊、電機驅動模塊、電機模塊的選用，利用P89V51RB2控制電機驅動芯ULN2003驅動步進電機24BYJ-48，使之輸出正轉——停止——反轉——停止的信號（輸出電壓12V），使電機遵從上述動作并最終使廣告片

7、隨之轉動，完成對自動滾動廣告機的設計。自動滾動廣告機的出現使有限的平面廣告資源得到了成倍的提升并大大降低了廣告主廣告投放成本，多樣化、實時化的發布模式以及智能化、人性化的管理平臺，將給這一新興產業注入革命性的燃料，推動廣告行業向著新的高度前進。</p><p>　　關鍵詞：單片機 電源 電機 </p><p><b>　　第一章 緒論</b></p>

8、<p><b>　　1.1前言</b></p><p><b>　　什么是廣告：</b></p><p>　　廣告是為了某種特定的需要，通過一定形式的媒體，并消耗一定的費用，公開而廣泛地向公眾傳遞信息的宣傳手段。隨著我國經濟持續高速增長、市場競爭日益擴張、競爭不斷升級、商戰已開始進入“智”戰時期，廣告也從以前的所謂“媒體大戰”、“投

9、入大戰”上升到廣告創意的競爭。它是商品生產者、經營者和消費者之間溝通信息的重要手段，或企業占領市場、推銷產品、提供勞務的重要形式。</p><p>　　1.2國內外狀況 </p><p>　　改革開放三十年以來，伴隨著經濟的快速發展，市場競爭越來越激烈，各種新產品新技術不斷涌現，行業內以及行業間的競爭趨向白熱化，往日“酒香不怕巷子深”的狀況以徹底不復存在。隨著我國經濟持續高速增長、市場競

10、爭日益擴張、競爭不斷升級、商戰已開始進入“智”戰時期，廣告也從以前的所謂“媒體大戰”、“投入大戰”上升到廣告創意的競爭。它是商品生產者、經營者和消費者之間溝通信息的重要手段，或企業占領市場、推銷產品、提供勞務的重要形式，這樣廣告的作用就普遍得到各大公司團體的重視，廣告宣傳支出不斷加大。</p><p>　　1.3自動滾動廣告機簡介</p><p>　　自動廣告機是利用標準液晶顯示器、液晶電

11、視機，通過聯網和多媒體系統控制等方式實現信息顯示和視頻廣告播放的新一代智能設備。</p><p>　　滾動廣告機是向人們提供廣告信息的一種手段。多畫面滾動廣告機，是一種能全面展示企業產品和企業形象的新媒體，該項目產品將單片機技術和機械結構融為一體，具有動靜結合、自動定時定格、自動往復播放、廣告畫面變化生動并具備普通靜態平面廣告色彩豐富，畫面清晰的優點。</p><p>　　1.4自動滾動廣

12、告機的前景</p><p>　　今天的信息發布者已經不滿足于這些受眾廣泛卻沒有針對性的傳統信息渠</p><p>　　道。信息媒體市場正在由大眾行銷轉向分眾行銷。在產品與消費者不斷被細分化的時代，傳統媒體的局限性是無法有效地區分產品的目標受眾群。</p><p>　　技術革新推動產業發展。為了更好地發掘市場潛力，以數字化、網絡化的播放系統取代現行的廣告機本地播放方式

13、將是樓宇電視廣告行業發展不可阻擋的趨勢。多樣化、實時化的發布模式以及智能化、人性化的管理平臺，將給這一新興產業注入革命性的燃料，推動廣告行業向著新的高度前進。</p><p>　　1.5 論文研究的主要內容</p><p>　　論文研究涉及到硬件部分和軟件部分。硬件方面有廣告機框架、電源及穩壓模塊、主控模塊、電機驅動模塊、電機模塊組成。軟件方面用匯編語言編程了P89V51RB2定時器系統。

14、</p><p>　　第二章 自動滾動廣告機設計</p><p><b>　　2.1任務要求</b></p><p>　　1.用步進電機帶動五張廣告片，設置啟動鍵，當按下鍵后，廣告牌開始工作。</p><p>　　2.每隔5秒，廣告牌切換一次。</p><p>　　3.有廣告牌定位功能。</

15、p><p>　　4.寫出詳細設計報告，給出電路和源程序。</p><p>　　2.2設計原理及總體結構</p><p>　　用P89V51RB2單片機作為自動滾動廣告機的控制核心，通過定時器T0精確定時一秒，實現一個和真實時間同步的系統時鐘，利用P89LV51RD2B控制電機驅動芯片ULN2003使之輸出信號，使電機遵從上述動作,并最終通過皮帶連接滑輪使廣告片隨之轉動。

16、</p><p>　　另外，還有利用雙位七段數碼管顯示時間。</p><p>　　總體平面示意圖如下圖2.1所示</p><p>　　根據設計要求，我們的自動滾動廣告機主要由五個模塊構成：廣告機框架、電源及穩壓模塊、主控模塊、電機驅動模塊、電機模塊組成。</p><p>　　整個硬件電路設計的總體結構框圖可由下圖2.2表示：</p>

17、;<p>　　2.2 硬件設計</p><p><b>　　2.3硬件設計</b></p><p><b>　　2.3.1總電路圖</b></p><p>　　2.3 總體電路示意圖</p><p>　　2.3.2最小系統簡介</p><p>　　在自動控

18、制系統中，大部分控制核心均為微處理器，而單片機以高性能，高速度，體積小，加個低廉，穩定可靠而得到廣泛應用，成為設計的首選微控制器，單片機結合簡單的接口電路即可構成單片機最小系統，它是智能控制的基礎，也是測控，監控的重要部分。</p><p>　　單片機最小系統，也可以稱為最小應用系統，是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統。對51單片機來說，最小系統一般應該包括：單片機，晶振電路，復位電路。下面是本課程設計所

19、用的最小系統電路圖，氣系統資源完全開放，已經把全部的I/O端口資源提供出來，該單片機采用11.0592MHz晶振，配合其他模板或自行搭建用戶電路課實現任意實驗功能。板上電路簡介實用，接口設計靈活，使用方便，也可以在課程設計結束后繼續開發各種功能。</p><p>　　2.3.3 電機模塊</p><p>　　步進電機是純粹的數字控制電動機。它將電脈沖信號轉變為角位移或線位移的開環控制元件，

20、在非超載的情況下，電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數，而不受負載變化的影響，即給電機加一個脈沖信號，電機則轉過一個步距角。這一線性關系的存在，加上步進電機只有周期性的誤差而無累積誤差等特點。使得在速度、位置等控制領域用步進電機來控制變的非常的簡單。</p><p>　　如下圖所示，驅動方式為二相四拍方式各線圈通通電順序如下表：</p><p><b>　　表1-

21、1</b></p><p>　　電機正反轉控制和速度控制： </p><p>　　當電機繞組通電時序為AB-BA’-A’B’-B’A-AB時為正轉，通電時序為AB-B’A-A’B’-BA’-AB時為反轉。步進電機的驅動電路，微電腦向步進電機輸入端傳送1或0信息，則可實現上述操作。通過不同長度的延時來得到不同頻率的步進電機輸入脈沖，從而得到多種步進速度，也就是改變電機的轉動速度。

22、</p><p>　　2.4 P89V51RB2單片機：</p><p>　　P89V51RB2型單片機概述</p><p>　　P89V51RB2/RC2/RD2是一款80C51微控制器，包含16/32/64kB Flash和1024字節的數據RAM?！　89V51RB2/RC2/RD2的典型特性是它的X2方式選項。利用該特性，設計工程師可使應用程序以傳統的

23、80C51時鐘頻率（每個機器周期包含12個時鐘）或X2方式（每個機器周期包含6個時鐘）的時鐘頻率運行，選擇X2方式可在相同時鐘頻率下獲得2倍的吞吐量。從該特性獲益的另一種方法是將時鐘頻率減半而保持特性不變，這樣可以極大地降低電磁干擾(EMI)?！　lash程序存儲器支持并行和串行在系統編程（ISP）。并行編程方式提供了高速的分組編程（頁編程）方式，可節省編程成本和上市時間?！　SP允許在軟件控制下對成品中的器件進行重復編程。應用

24、固件的產生/更新能力實現了ISP的大范圍應用。P89V51RB2/RC2/RD2也可采用在應用中編程（IAP），允許隨時對Flash程序存儲器重新配置，即使是應用程序正在運行也不例外。</p><p>　　2.4.1 P89V51RB2單片機功能框圖與引腳配置</p><p><b>　　功能框圖 </b></p><p>　　2.4.2

25、引腳配置</p><p>　　P89V51RB2單片機引腳</p><p>　　2.4.3 P89V51RB2單片機的特性</p><p>　　*80C51核心處理單元；</p><p>　　*5V的工作電壓，操作頻率為0~40MHZ；</p><p>　　*具有ISP（在系統編程）和IAP（在應用中編程功能；<

26、/p><p>　　*通過軟件或ISP選擇支持12時鐘（默認）或6時鐘的工作模式；</p><p>　　*SPI（串行外圍接口）和增強型UART；</p><p>　　*PCA（可控編程計數器陣列），具有PWM和捕獲/比較功能；</p><p>　　*4個8位I/O口，含有3個高電流PI口（每個I/O的電流為16mA）;</p>&l

27、t;p>　　*3個16位定時器/計數器；</p><p>　　*可編程看門狗定時器（WDT）；</p><p>　　*2個DPIR寄存器；</p><p>　　*低EMI方式（ALE禁能）；</p><p>　　*兼容TTL和COMS邏輯電平；</p><p>　　*掉電檢測及底功耗模式；</p>

28、<p>　　2.5 電機驅動電路</p><p><b>　　ULN2003簡介</b></p><p>　　高耐壓、大電流達林頓管IC—ULN2003 </p><p><b>　　概述與特點 </b></p><p>　　ULN2003 是高耐壓、大電流達林頓陳列，由七個硅NPN 達林

29、頓管組成。 </p><p>　　該電路的特點如下： </p><p>　　ULN2003 的每一對達林頓都串聯一個2.7K 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路 </p><p>　　直接相連，可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器來處理的數據。 </p><p>　　ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達

30、500mA，并且能夠在關態時承受50V 的電壓，輸出還 </p><p>　　可以在高負載電流并行運行。 </p><p>　　ULN2003 采用DIP—16 或SOP—16 塑料封裝。 </p><p><b>　　方框圖 </b></p><p><b>　　封裝外形圖 </b></p&

31、gt;<p><b>　　封裝外形圖</b></p><p>　　ULN2003內部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管，可用來驅動繼電器。它是雙列16腳封裝,NPN晶體管矩陣,最大驅動電壓=50V,電流=500mA,輸入電壓=5V,適用于TTL COMS,由達林頓管組成驅動電路。 ULN是集成達林頓管IC,內部還集成了一個消線圈反電動勢的二極管,它的輸出端允許通過電流為200m

32、A，飽和壓降VCE 約1V左右，耐壓BVCEO 約為36V。用戶輸出口的外接負載可根據以上參數估算。采用集電極開路輸出，輸出電流大，故可直接驅動繼電器或固體繼電器，也可直接驅動低壓燈泡。通常單片機驅動ULN2003時，上拉2K的電阻較為合適，同時，COM引腳應該懸空或接電源。 </p><p>　　ULN2003是一個非門電路，包含7個單元，單獨每個單元驅動電流最大可達350mA，9腳可以懸空。 </p&g

33、t;<p>　　比如1腳輸入，16腳輸出，你的負載接在VCC與16腳之間，不用9腳。 </p><p>　　作用：ULN2003是大電流驅動陣列,多用于單片機、智能儀表、PLC、數字量輸出卡等控制電路中?？芍苯域寗永^電器等負載。 </p><p>　　輸入5VTTL電平，輸出可達500mA/50V。 </p><p>　　ULN2003是高耐壓、大電流

34、達林頓陳列,由七個硅NPN達林頓管組成。該電路的特點如下: ULN2003的每一對達林頓都串聯一個2.7K的基極電阻,在5V的工作電壓下它能與TTL和CMOS電路 直接相連,可以直接處理原先需要標準邏輯緩沖器。 </p><p>　　ULN2003 是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點,適應于各類要求高速大功率驅動的系統。</p><

35、p><b>　　2.5軟件設計 </b></p><p>　　本論文通過P89V51RB2單片機的C語言編譯器編制了ULN2003電機驅動芯片的相關程序，使得步進電機按照預定的方案運行，再通過皮帶帶動滑輪使得廣告片轉換畫面，從而完成了自動廣告機的設計。</p><p>　　其軟件設計原理：通過定時器T0精確定時1s，當定時器開始計時后，程序經過初始化，通過ULN

36、2003芯片輸入信號電動機開始運轉，再到經過電動機的加速、減速后到達可以顯示廣告片1的位置后，電動機停止，顯示畫面1，經過3s延長后，再次輸入電動機正傳信號，使電動機再次運轉，經過電動機的加速、減速后到達可以顯示廣告片2的位置后，電動機停止，顯示畫面2，如果需要再顯示更多的畫面，重復上述過程，直到計數器斷開計時，系統沒有信號輸入為止。</p><p>　　2.5.1流程圖如下</p><p&g

37、t;<b>　　2.10流程圖</b></p><p><b>　　第三章 設計總結</b></p><p>　　歷時三個星期的單片機課程設計終于完成了，通過這段時間針對性的單片機學習，使我感覺比以往任何時候學到的單片機知識都多，這讓我認識到從理論到實踐是多么的重要，通過實際的應運單片機的相關知識，匯編語言編程能力的應用，對動手能力，抽象思維能力

38、甚至人際交往能力都是一次考驗同時也是鍛煉。讓我看到了單片機世界的神奇之處，也使我更清楚的認識到自己的知識儲備還遠不夠達到實際問題的水平，應繼續學習。</p><p>　　在這次的課程設計中我遇到了各種問題，比如對數碼管引腳的判斷，對步進電機工作方式的理解等等，但通過查閱大量的相關資料，這些問題都一一克服了。以前雖然學習了單片機的原理知識，但實際上單片機對我仍有層神秘感，通過這次學習，從焊電路、編程、編譯、到燒錄進

39、單片機，自己對單片機的設計流程有了基本的認識。</p><p>　　通過這次課程設計，在認識到單片機的強大功能之后，不僅使我的知識增長了，更重要的是提升了自己對單片機學習的興趣，并使我下定決心在這次課設之后繼續深入學習單片機，發掘單片機的更多神奇的功能。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 劉德營 張志霞

40、 龔麗農 李志偉《單片機原理及接口技術 》 中國水利水電出版社</p><p>　　[2] 黃雙成 高專電氣自動化技術專業規劃教材 《單片機應用技術》 中國電力出版社</p><p>　　[3] 杜樹春 《單片機應用系統開發實例詳解（附光膍）》 機械工業出版社</p><p>　　[4] 繼強 邢春香 《單片機應用設計培訓

41、教程（實踐篇）》 北京航空航天大學出版社</p><p>　　[5] 占躍華 《C語言程序設計教程》 北京郵電大學出版社</p><p>　　[6] 張義和 陳敵北 《例說8051》 人民郵電出版社</p><p>　　[6] 吳金

42、戌 沈慶陽 郭庭吉 《8051單片機實踐與應用》 清華大學出版社</p><p>　　附錄1 所用全部硬件資源</p><p>　?。?）最小系統板（2）24BYJ-48步進電機（3）ULN2003電機驅動芯片1片（4）PNP三極管二個</p><p><b>　?。?）杜邦線6根</b></p>

43、<p>　?。?）硬紙板、三合板</p><p><b>　?。?）雙位數碼管</b></p><p>　?。?）廣告片（9）電源線</p><p>　　附錄2 電路示意圖可由下圖表示：</p><p><b>　　附錄3 源程序</b></p><p>&

44、lt;b>　　ORG 0000H</b></p><p><b>　　LJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 0100H</b></p><p><b>　　MAIN:</b></p><p>　　MOV R3,#192

45、 /*步進角為 5.625度,一圈360度,需要64個脈沖完成,3*64=192*/</p><p>　　START: /*正轉*/</p><p>　　MOV R0,#00H </p><p><b>　　START1:</b></p><p>　　MOV P2,#00H

46、</p><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　MOV DPTR,#TABLE</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　JZ START</b></p><p><b>　　MOV P2,A</

47、b></p><p>　　LCALL DELAY</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R3,START1 </p><p>　　MOV P2,#00H /*正轉*/</p><p>　　LCA

48、LL DELAY1 /*延時子程序*/</p><p>　　MOV R3,#192 </p><p><b>　　START2:</b></p><p>　　MOV P2,#00H</p><p>　　MOV R0,#05</p><p&

49、gt;<b>　　START3:</b></p><p><b>　　MOV A,R0</b></p><p>　　MOV DPTR,#TABLE </p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p><b>　　JZ START2</b>

50、;</p><p><b>　　MOV P2,A</b></p><p>　　CALL DELAY</p><p><b>　　INC R0</b></p><p>　　DJNZ R3,START3 </p><p>　　MOV P2,#00H<

51、/p><p>　　LCALL DELAY1 /*延時子程序*/</p><p><b>　　LJMP MAIN</b></p><p>　　DELAY: MOV R7,#40</p><p>　　M3: MOV R6,#248</p><p><b>　　DJNZ R

52、6,$</b></p><p>　　DJNZ R7,M3</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY1: MOV R4,#50 /*5秒延時*/</p><p>　　DEL2: MOV R3,#100</p><p>　　DEL3: MOV

53、R2,#255</p><p><b>　　DJNZ R2,$</b></p><p>　　DJNZ R3,DEL3</p><p>　　DJNZ R4,DEL2</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　TABLE:</b>

54、;</p><p>　　DB 03H,06H,0CH,09H</p><p><b>　　DB 00</b></p><p>　　DB 03H,09H,0CH,06H</p><p><b>　　DB 00</b></p><p><b>　　END</b&g