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1、单片机课程设计报告设计名称: 艺术彩灯限制系统设计指导老师: 汪成义院 系: 电子工程系专 业: 电子信息工程班 级: 电子Q0741姓 名: 郭雅楠、陈燕飞学 号: 070604032、0706040332010年06月书目摘要3一、概述31.1 设计背景和意义31.2 设计任务31.3 设计要求3二、艺术彩灯功能描述和系统设计框架32.1艺术彩灯功能描述32.2 系统设计框架 4三、艺术彩灯硬件设计 53.1硬件设计63.2主控模块电路设计6四、软件设计 64.1 软件程序流程图 74.2 源程序8五、测试结果15六、课程设计体会 15参考文献艺术彩灯限制系统设计摘要：本设计主要以单片机A
2、T89C51为主控核心，与按键等较少的协助硬件电路相结合，利用软件实现对LED彩灯进行限制。可以依据开关状态实现对彩灯的显示效果的限制：场景开关限制、循环点亮限制及速度变更限制、灯光的色调连续变更效果限制及灯光的三色联动定时限制等。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简洁及简洁操作等优点。关键词：AT89C51、LED彩灯、循环、PWM调光一、概述1.1设计课题意义本设计通过对彩灯的设计，训练对单片机、电子技术等内容的应用实力，驾驭对电子产品设计的流程以及各种要求。彩灯技术已广泛得在霓虹灯、广告彩灯、汽车车灯等领域中应用。单片机的限制电路的设计是彩灯应用的一个瓶颈。毕业设计主要培育学生综合运用所
3、学的学问与技能分析与解决问题的实力，并巩固和扩高校生的课堂学问。了解彩灯线路的基本理论，驾驭单片机编程的基本设计方法和分析方法，对能够娴熟地进行彩灯应用电路的设计与制作是非常必要和重要的。1.2设计任务1设计并实现具有复位功能的单片机小系统；2利用单片机进行灯光的场景开关限制；3利用单片机进行灯光的循环点亮限制及速度变更限制；4利用单片机进行灯光的色调连续变更效果限制。5利用单片机进行灯光的三色联动定时限制。 1.3设计要求1能启动、停止；2能通过开关进行功能选择；3要体现循环、组合和色调变更的限制功能和效果，实现三色联动定时限制，限制变更规律的类型或功能不少于5种。二、艺术彩灯功能描述和系统
4、设计框架2.1 艺术彩灯功能描述LED彩灯系统工作由软件程序限制运行，依据须要用户可以在LED 彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯花样的速度和选择亮灯花样模式。接电源后，查询按键P00是否按下：有，则进入功能模块1；无，则进入功能模块0.在功能模块1下，用户可依据按键P02、P03、P04选择亮灯花样模式，按键P01的两个状态可以限制亮灯的两个速度。在功能模块0下，依据按键5的两种状态可以进入到彩灯色调连续变更和交通灯三色联动定时限制两种亮灯花样模式。 模块限制速度限制P00P02P03P04P05功能描述00交通灯三色联动01色调连续变更P011慢速1000单灯左移1001单灯右移10
5、10闪烁1011由中间向两侧点亮0快速1100由两侧向中间点亮1101双灯左移1110双灯右移1111左右不同步闪烁注：0表示开关断开，此端口为低电平；1表示开关闭合，此端口为高电平（1）交通灯：1、有复位按键；2、 起先执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，南北路口的绿灯亮东西路口的红灯亮，南北路口方向通车。延时一段时间后南北路口的绿灯熄灭，黄灯起先闪烁。闪烁若干次侯，南北路口红灯亮，而同时东西路口的绿灯亮，东西路口方向起先通车，延时一段时间后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯起先闪烁。闪烁若干次后，再切换到南北路口方向，之后重复以上过程。注：试验中蓝灯代表黄灯（2）流水灯花样： 1、有复位按键
6、；2、8种花样的流水灯，单灯左移、单灯右移、闪烁、由两侧向中间点亮、由两侧向中间点亮、双灯左移、双灯右移、左右不同步闪烁3、艺术彩灯运用了单片机的系统P0、P1口: 系统主要由 8 种流水灯花样状态组成 , P02P03P04端口状态组合对应了8种花样模式,。变更三个按键的状态即可实现模式转换（3）色调连续变更: 1、有复位按键；2、三基色原理，试验中有红黄绿三种颜色的LED灯，利用 3 个独立的单色 LED 灯泡进行组合搭配，理论上可实现多种色调 。 3、艺术彩灯利用 PWM 调制限制基色 LED 灯泡 : 利用单片机内部的两个计数器 , 通过比较它们的状态来调整基色 LED 的亮度。从而实
7、现色调的连续变更。（4）速度限制 利用P01口的两种状态：0、1设定8个 流水灯花样变换的两种速度。0状态可实现慢速的流水灯花样，1状态可实现快速的流水灯花样2.2系统设计框架 起先上电启动读P00口状态并散装到各个分支程序模块0：读P05模块1：读P02、P03、P04模式0：交通灯模式1：色调连续变更模式0：单灯左移模式1：单灯右移模式3：从两边到中间点亮模式4：从中间向两侧点亮 模式5：双灯左移模式6：双灯右移模式7：左右闪烁模式2：闪烁P01口两种状态限制模块1下8个模式的两种速度选择 系统主流程 三、艺术彩灯硬件设计 3.1、硬件设计 LED彩灯系统包括2个部分，即LED彩灯限制器（
8、89C51主控模块）和LED彩灯。前者是主控模块。具有按键、复位功能，利用89C51的P1口输出限制信号：后者是受控模块，上面接有8个LED彩灯和信号驱动芯片。主控模块硬件图3.2、主控模块电路设计主控模块电路如上图所示。主控模块主要设计器件有89C51、8个LED彩灯、6个拨动式开关、1个按键开关。通过软件设计，使单片机P1口作为三色LED驱动信号输出口，P0口作为按键输入口。RESET P1 P0 89C51LED灯开关复位键四、软件设计LED彩灯限制器最大特点在于全部亮灯模式均由软件限制完成。系统中软件可以分为主程序和中断服务子程序。主程序的大部份时间是在处理按键的查询，7个按键分别为：
9、1个参数按键，速度增、减按键P01），1个功能切换按键，4个模式变更按键（8种亮灯花式），1个功能复位按键。主程序除了调用各种子模式子程序，调用延时子程序(Delay)之外，还始终保持查询是否有功能切键按下以及是否有模式变更按键按下，一旦有功能切换键和模式变更键按下，就会进入相应的按键处理。4.2软件程序流程图东西红灯亮,南北绿灯亮南北绿灯熄灭,黄灯亮南北黄灯熄灭,红灯亮东西绿灯熄灭,黄灯亮东西红灯熄灭,绿灯亮东西黄灯熄灭,南北红灯熄灭 交通灯模块count=PWM_ONP10 、 P11 、 P12 灯灭，P13 、P14 、P15 灯亮count=CYCLE 且PWM_ON!=0P10 、
10、 P11 、 P12 灯亮，P13 、P14 、P15 灯灭P10 、 P11 、 P12 渐亮，P13 、P14 、P15 渐灭P10 、 P11 、 P12 渐灭，P13 、P14 、P15 渐亮 色调连续变更模式起先P00=1？0？P05=1?0?000：单灯左移P05=0:交通灯三色联动P05=1：色调连续变更功能0功能1011：由两侧向中间点亮001：单灯右移010：闪烁100：由两侧向中间点亮101: 双灯左移110: 双灯右移111: 左右不同步闪烁推断P02、P03、P04、P05口状态 程序流程图4.2源程序： #include sbit P00=P00; sbit P01=
11、P01; sbit P02=P02; sbit P03=P03; sbit P04=P04; sbit P05=P05; sbit P10=P10; sbit P11=P11; sbit P12=P12; sbit P13=P13; sbit P14=P14; sbit P15=P15; sbit P16=P16; sbit P17=P17; void R_M() ; /声明子函数 void L_M() ; void S_M() ; void CD_M(); void DC_M(); void LD_M(); void RD_M(); void LRS_M(); void xhd(); void pwm(); void fun0(); void fun1 (); void delay(unsigned int t); void delay1(unsigned int cnt); int m,i,j,k; unsigned char p,sw ,q; extern serial_initial();void main(void) /主函数 while(1) p=P00; if(p=0) fun0(); else fun1 (); void fun0() /功能0 q=P05; if(q=0) xhd(); /三色联动，调用交通灯子函数 else
