"这篇本科论文是关于基于单片机的跑马灯设计,由耿翼鹏在南华大学电气工程学院完成,指导教师为肖金凤副教授。论文中提到的单片机型号为STC89C52RC,设计内容包括了单片机最小系统的设计,扩展了I/O口、复位电路、晶振电路以及LED显示电路,并编写了底层程序以实现跑马灯功能。跑马灯是一种常见的电子显示效果,通常用LED灯串实现,通过编程控制灯光按特定顺序闪烁或移动。课程设计的主要目标是训练学生的硬件设计、编程与调试、程序下载及烧录以及Protell软件应用等技能。设计要求包括使用按键和外部中断控制16个LED灯循环自右向左点亮,并可设定间隔时间。"
在本篇论文中,学生将学习和实践以下知识点:
1. **单片机基础**:STC89C52RC是一款8位微控制器,属于MCS-52系列,具有丰富的I/O端口和内置RAM/ROM,适合初学者进行电子设计和控制应用。
2. **最小系统构建**:单片机最小系统是构成一个可运行的基本电路,包括电源、时钟(晶振电路)、复位电路和必要的I/O接口。在这个设计中,这些部分是单片机正常工作的基础。
3. **I/O口扩展**:为了实现跑马灯效果,需要扩展单片机的输入输出端口来连接和控制LED灯。这涉及到了GPIO(通用输入输出)端口的配置和驱动。
4. **中断系统**:外部中断是单片机响应外部事件的重要机制,文中提到的按键控制可能需要用到中断,使得程序能在检测到按键按下时执行特定操作。
5. **编程语言**:ASM语言或C51语言是编写单片机程序的常用工具,ASM是汇编语言,C51则是针对8051系列单片机的C语言版本,两者都用于实现跑马灯的逻辑控制。
6. **程序下载与烧录**:通过编程器或USB转串口设备,将编写的程序下载到单片机的闪存中,使其能够执行程序代码。
7. **电子设计自动化(EDA)工具**:Protell是电路设计软件,用于绘制电路原理图和PCB布局,对于硬件设计和实现至关重要。
8. **LED显示电路**:设计中包含了LED显示电路,需要了解LED的工作原理,如何驱动LED,并根据跑马灯效果设置合适的亮度和闪烁频率。
9. **定时器与计数器**:在跑马灯设计中,可能使用单片机的内部定时器或计数器来控制LED的点亮间隔时间和循环速度。
10. **控制逻辑**:编写程序实现LED灯的顺序点亮和熄灭,可能涉及到循环、条件判断等基本编程结构。
通过这个设计项目,学生不仅能够掌握单片机硬件设计和编程的基本技能,还能锻炼实际问题解决能力和动手能力,为未来在电子工程和嵌入式系统领域的工作打下坚实基础。