哈尔滨工业大学大一年度项目立项报告

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编号：

哈尔滨工业大学 大一年度项目立项报告

项目名称： 基于freescale单片机的流水灯设计 项目负责人： 郭佰威 学号： 1120610323

联系电话： 18704630895 电子邮箱： syxx5113@http://www.77cn.com.cn

院系及专业： 电气工程及自动化学院 电气工程及其自动化专业

指导教师： 王雷 职称： 教授

联系电话： 电子邮箱：

院系及专业：电气工程及自动化学院 电气工程及其自动化专业

哈尔滨工业大学基础学部制表 填表日期： 2012 年 11 月 3 日

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一、项目团队成员（包括项目负责人、按顺序）

二、指导教师意见 三、项目专家组意见

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四、立项报告

（一）立项背景

电工技术与程序编写是电气工程系学生的基本技能，但作为大一新生的项目组成员并没有这方面的基础，为了了解相关的知识，也为了提升动手能力，经过讨论，项目组成员决定选择“基于freescale单片机的流水灯设计”作为项目学习题目。

该项目围绕单片机控制，使用的是飞思卡尔K10单片机，K10速度快，内置16位AD，具有多路pwm。整个过程包含设计、焊接电路与程序的设计、编译、调试与烧录，同时也涉及相关电子元器件的使用。

希望在老师与学长的指导下，项目组成员可以自主学习与实践，最终完成该项目。若能提前完成该项目，希望还可以进行难度更大一些的光电计数器实验。

（二）项目研究内容及实施方案 1.单片机

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），单片机芯片常用英文缩写为MCU，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。和计算机相比，单片机只缺少了键盘、鼠标、显示器等I/O设备。概括的讲：一块单片机就是一台计算机。单片机的体积小、质量轻、价格便宜只需简单地外围电路，就可正常工作，完成控制任务，现已广泛的用于工业控制领域。

单片机只有在外围电路的支持下，才可以工作。能使单片机正常工作的最简单的模块称为单品机最小系统。单片机最小系统包括复位电路、晶振电电路的基本电路。

图1 Freescale HCS12单片机 图2 单片机的最小系统板

2.发光二级管及流水灯

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发光二极管，简称LED，是一种能发光的半导体电子元件。发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应接电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。 发光二极管与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。

流水灯是有多个LED实现的一种效果，比如并排的灯依次闪烁、“滴水效果”等等，流水灯是LED基本电路和单片机基本用法比较好的实践。LED电路比较简单，只需在LED回路串联一个限流电阻，外界5V与GND，LED即可被点亮。电路如图4。将电路中的VCC或是GND连接到单片机引脚，即可用单片机控制LED的亮灭。

图3 二极管 图4 单片机控制LED电路图

3.K10开发板软件编程

单片机软件编程主要分为：创建工程、初始化、编写控制代码、烧入单片机四个过程。编程语言主要为C语言。K10单片机开发环境为CodeWarrior 10.2，在这里可以完成上面四个过程以及在线调试等环节。

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图5 K10开发板实物图

图6 K10单片机开发环境 4.流水灯的最终效果

希望通过对以上器件及过程的操作，流水灯可以达到以下效果：

⑴多个彩色LED作流水变化，具有手控彩灯亮点流向的右移、左移、全亮、全灭等功能;

⑵装置可以自控彩灯亮点流向按右移、左移、全亮、全灭等功能顺序连续执行; ⑶彩灯可以间歇流动，往返变换时间为5秒; ⑷彩灯流速可以改变,往返变换时间为16秒和1秒;

⑸希望可以在条件允许的情况下做出更为复杂、好看的流水变换。

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5.光电技术器的设计思路

使用红外发射管与红外接收管检测物体通过的次数，将电平变化通过由LED组成的数码管进行显示从而实现计数的功能。

（三）进度安排 本项目预期1年完成：

2012.11-2012.12，进行文献检索，学习基础的电路、编程知识，进行电路及程序的大致设计。

2013.1-2013.6，购置所需器件，在进一步完善设计后进行电路焊接以及程序的调试与烧录，基本完成流水灯的制作。

2013.7-2013.11，进一步调试装置的各个环节，使其具有一定的稳定性。完成预期目标后设计更为复杂的流水变换，总结整个项目过程，在时间允许的情况下用所积累的知识经验完成光电计数器的设计。

（四）中期及结题预期目标（即中期检查和结题验收时考核的依据） 中期目标：完成电路的设计与焊接，完成程序设计。

结题预测目标：完成整个装置的制作，实现任务要求的流水变换。书面总结整个过程。

（五）经费使用计划

（六）主要参考文献

[1] 李晋生. 电工学(电子技术). 北京: 机械工业出版社. 2004.02.

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[2] 刘原,高吉祥. 电路分析基础. 北京: 电子工业出版社. 2006.04. [3] 宋学君,邬鸿彦. 模拟电子技术. 北京: 科学出版社. 1999.08. [4] 冉崇善. C语言程序设计教程. 北京: 机械工业出版社. 2009.11.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kyfi.html