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1、 2012届本科生毕业设计 题目: 基于单片机的节日彩灯控制器的设计 作 者 姓 名：东香学 号： 2010080115系 (院)：机械与电子工程学院 专 业： 电子信息工程指导教师： 胡 波 指导教师职称：讲 师 2012-4-21Su Zhou UniversityYear 2012 Bachelor Graduation assignment DesignTitle:Design of Lantern Controller Based on Single-chipAuthor：ZhangDongXiangStudent ID： 2010080115Department：Mechanica
2、l and Electronic Engineering Major: Electrical Information Engineering Instructor：HuBoProfessional Title：Lecturer InstructorApr .21th.2012 / 摘要随着微电子技术的发展，人民的生活水平不断提高，人们对周围环境的美化和照明已不仅限于单调的白炽灯，彩灯已成为时尚的潮流。彩灯控制器的实用价值在日常生产实践日常生活中的作用也日益突出。基于各种器件的彩灯也都出现，单片机因其价格低廉，使用方便，控制简单而成为控制彩灯的主要器件。目前市场上更多用全硬件电路实现，电路结构复
3、杂，结构单一，一旦制成成品就只能按固定模式，不能根据不同场合，不同时段调节亮度时间，模式和闪烁频率等动态参数，而且一些电路存在芯片过多，电路复杂，功率损耗大，亮灯样式单调缺乏可操作性等缺点，设计一种新型彩灯已迫不与待。近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要作用。因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对与彩灯的技术和花样也越来越高。目前市场上各种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，存在电路结构复杂、功能单一等局限性，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本文介绍了一种简易LED彩灯控制系统的软硬件设计过程，以STC-89C52单片机作为主控核心与辅助硬件电路相结合，利用软件实现对
4、LED彩灯进行控制。本系统具有电路结构简单、操作容易、硬件少、成本低等特点。关键词：LED彩灯STC-89C52单片机彩灯控制器ABSTRACTWith thedevelopment of microelectronics technology, improvepeoples living standard, people on the surroundingenvironment,landscapingand lightingarenot limited tomonotonousincandescentlightshavebecome afashion trend.Lanterncontro
5、llerpractical valuein dailyproduction practicesin daily lifehave become increasingly prominentrole. Carnivalis alsobased ona variety ofdeviceshave emerged, the microcontroller because of itslow price,easy to use,simpleto control yourlightscontrollingthe maindevice.Moreon the marketwithallthe hardwar
6、ecircuit, the circuit structure is complex, single structure,once thefinished productscan only bea fixedpattern,notaccording to differentoccasions,adjust thebrightnessof differenttimeperiods, patterns and blinkingfrequency ofthe dynamicparameters,and somecircuitThe chiptoo much,circuit complexity, p
7、ower consumptionlarge,Liang Dengstylemonotonouslack of operationand other shortcomings, design a new type oflightscan not wait.In recent years, the lantern for the landscaping, lighting the city has an important role should not be underestimated. So the city decorated with lanterns as the growing de
8、mand for technology and lanterns have become more sophisticated and synchronized. Currently on the market a variety of style LED lantern is the most hardware-wide realization of the existence of complex circuit structure, functions and other limitations of a single, it is essential to the current co
9、ntroller to improve the lantern.This paper introduces a simple control system of the LED lantern design process of hardware and software, with STC-89C52 single-chip microcomputer as the master core and supporting the combination of hardware circuitry, using software control of the LED lanterns. The
10、specialties of this system are simple structure, easy control, less hardware, low cost, and so on.Key words:LED LanternSTC-89C52SCMLantern controller目录前言1第1章单片机的介绍2第1.1节单片机的简介2第1.2节单片机的发展史3第1.3节单片机的工作过程4第1.4节单片机的应用5第1.5节单片机的学习应用6第1.6节几种常见的单片机8第2章彩灯控制器简介10第2.1节基于单片机的彩灯控制器10第2.2节单片机在彩灯方面的应用10第3章基于单片机的
11、彩灯控制器的硬件设计12第3.1节芯片的选择与简介12第3.2节两种芯片的比较16第3.3节Protel 99SE介绍22第4章基于单片机的彩灯控制器的软件设计27第4.1节系统总体设计与流程图27第4.2节系统程序28结论34附录36参考文献38致39前言现在这个时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校与企事业单位大规模地兴起。学习单片机
12、的最有效方法就是理论与实践并重，本文是作者用自制了一款简易的流水灯，重点介绍了其软件编程方法，以期给单片机初学者以启发，更快地成为单片机领域的优秀人才，为国家做出贡献。随着人们生活环境的不断改善和变化 ，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以与控制简单等特点而得到广泛应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。目前彩灯种类繁多， 但有一种趋势， 冷光源、低功耗、寿命长的已渐成主流。在照明工程中推广和普与使用，将为节约我国宝贵的资源，保护我们的环境发挥出巨大的作用。本文根据单片机原理设计的一种彩灯电路。本文侧重对彩灯的闪烁频率，亮灯时间与模式进行设计。导向是
13、软硬件兼使软件为主硬件为辅，很容易实现对彩灯的控制。本电路没有复杂的结构，更容易让人理解接受。操作起来更加简单、方便，当然效率也更高。第1章单片机的介绍第1.1节单片机的简介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），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机由芯片仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳
14、1。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过30
15、0MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端1的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以与鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。 单片机又称单片微控制器,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。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。
