《基于.单片机的节日彩灯控制器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于.单片机的节日彩灯控制器（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 .wd.湖北文理学院理工学院课程 单片机课程设计 题目节日彩灯控制器设计专业通信工程姓名学号姓名学号姓名学号 2015.6一、任务以单片机为核心，设计一个节日彩灯控制器。二、设计要求以单片机为核心，设计一个节日彩灯控制器，要求有四个控制按键：l K1开场，按此键则灯开场流动两翼展开。l K2停顿，按此键则停顿流动，所有灯为暗。l K3上，按此键则灯由上向下流动。l K4下，按此键则灯由下向上流动。第1章 绪论彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。新中国成立后，彩灯艺术得到了更大的开展，特别是随着我国科学技术的开展，彩灯艺术更是把戏翻新，奇招频出。
2、而随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多节日的气氛里可以看到彩色霓虹灯，这种LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用。其将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。在当今的社会里，彩灯已经成为我们生活的一局部，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的生活。1 LED彩灯控制器概述 新型LED彩灯系统包括两大局部，即LED彩灯控制器89C51主控模块和LED彩灯管管内LED板模块。彩灯控制器是主控模块，具有按键、显示等功能，并利用89C51的P口输出控制信号；彩
3、灯管是受控模块，上面焊有三色LED彩灯和信号驱动芯片，模块置于LED的透明管内。该LED彩灯控制器是一种基于STC89C51单片机的彩灯控制器，实现对LED彩灯的控制。其以STC89C51单片机作为主控核心，与键盘、显示、驱动等模块组成核心主控制模块。如果稍微改动控制电路，就可以改变电路的不同工作状态，控制彩灯变幻出不同的闪烁效果。2 LED彩灯控制技术状况 彩灯控制电路是由单元模块电路组合而成的，主要以STC89C51单片机为控制中心，并与按键控制电路、时钟电路、复位电路在直流稳压电路的相互作用下进而控制彩灯亮灭的顺序，从而实现多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环。3 本设计任务运用STC89
4、C51单片机、发光二极管、电阻、电容、按键等元件组成LED节日彩灯控制电路中的按键控制电路、彩灯显示电路以及单片机最小系统等模块。并用Proteus等软件仿真，做出其电路仿真图。 第2章 总体方案设计与论证通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进展说明，并分析比拟它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。1 方案比拟彩灯控制器大致可分为两种方案实现。一种是利用数字逻辑电路装置控制，另一种是采用单片机控制。1.1 方案一根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的 根本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡电路、
5、计数/时序分配电路、移位位存放器和彩灯显示五局部组成。其框图如图2-1所示。图2-1 方案一的原理框图1.2 方案二本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计，来到达本设计的要求。其硬件构成框图如图2-2所示，以单片机为核心控制，由单片机最小系统时钟电路、复位电路、电源、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源组成。图2-2 方案二的原理框图方案二：此设计方案中单片机的P1口接4路按键控制电路，实现彩灯花型的切换功能；单片机上的P2口接8路LED发光二极管组成彩灯电路，显示彩灯循环情况。2 方案论证如果采用方案一，利用数字逻辑电路装置控制，其电路不是很复杂，
6、制作相对较容易点，本钱也相对较低，但可调性差，亮灯模式少而且样式单调，达不到设计任务要求或实现困难。而采用方案二，以单片机控制其优点是电路集成度高，工作原理简单，清晰明了，自定义编程，控制的图案把戏多，移植性好等。3 方案选择综上，显然方案二各方面优越于方案一，以及为了表达专业优势，本次设计采用第二种方案。第3章 系统硬件设计为使该LED节日彩灯控制系统具有更加好的方便性和灵活性，我们对系统的硬件做了精心设计。硬件电路包括直流电源电路、单片机最小系统、LED彩灯显示电路、按键控制电路等四大模块。STC89C51单片机的工作电压范围：4.0V5.5V，所以通常给单片机外接5V直流电源。由于时间关
7、系，此处用3节1.5V的干电池供电。1 单片机最小系统设计要使单片机工作起来，最 根本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统如图3-2所示。时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个30pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。电路如图3-2所示。图3-2 单片机最小系统2 LED彩灯显示电路设计LED彩灯显示电路实际上是由8
8、个发光二极管和8个电阻构成的电路。发光二极管与电阻对应串联,然后接在与之相对应的P2口上。通过软件编程对P2口输出上下电平来实现不同的闪烁花型。由于发光二极管的导通电压一般为1.7V以上，另外，他的工作电流根据型号不同一般为1mA到30mA，电阻选择范围100欧姆3千欧姆在此我们这里选用330欧姆的电阻。如图3-3所示。图3-3 LED彩灯显示电路3 按键控制电路设计按键控制电路是由4个按键开关构成的。他们分别接在单片机AT89C51的P1接口Key1Key4接在P1.6P1.4,为了一对一的控制LED灯的闪烁方式。当按下开关Key1时, LED彩灯系统闪烁第一种彩灯花型。当按下开关Key2时
9、, LED灯系统闪烁第二种闪烁方式，以此类推。如图3-4所示。图3-4 键盘控制电路第4章 系统的软件设计单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么样进展控制，即编写程序控制单片机管脚电平的上下变化，来实现发光二极管的明灭。软件编程是多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统中的一个重要的组成局部，是本设计的重点和难点。下面,我将阐述多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统是如何实现8个LED彩灯的循环点亮，来介绍实现流水彩灯控制的软件编程方法。1 主程序设计程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，此
10、程序里面包含Key1-Key4的按键情况判断，循环检测直到有按键按下的时候，程序转去相对应按键的彩灯显示的花型模块，图4 主程序流程图 第5章 系统调试与测试结果分析5.1 使用的调试工具及调试环境1 调试工具本设计调试工具采用电脑、单片机仿真以及5V直流稳压电源。2 调试环境地点：寝室室温：30 2 系统调试根据系统设计方案，本系统的调试共分为三大局部：硬件调试，软件调试和软硬件联调。由于在系统设计中采用模块设计法，所以方便对各电路模块功能进展逐级测试，最后将各模块组合后进展整体测试。1硬件调试对各个模块的功能进展调试，主要调试各模块能否实现指定的功能。通过kill软件烧录下载到硬件中验证功
11、能。2软件调试 软件调试采用单片机仿真器及微机，将编好的程序进展调试，主要是检查语法错误。3硬件软件联调将调试好的硬件和软件进展联调，主要调试系统的实现功能。3 测试结果及状态分析此次系统设计结果较好，经Proteus软件仿真系统的调试，可检测出仿真电路正常；对应按键按下，彩灯出现不同花型，实现了多控制、多闪烁的LED彩灯循环；经以上仿真测试证实，本设计能实现设计系统要求的预期功能。 结 论本次课程设计以STC89C51单片机作为主控核心，按键控制电路、彩灯显示电路以及单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路，利用软件编程烧录程序到单片机来实现对LED节日彩灯的控制。通过软硬件的仿真调试，对彩
12、灯控制器的运行成果感觉比拟满意，它实现了我们要求到达的目标，实现了多控制、多闪烁方式的LED节日彩灯循环，并且用快慢两种节拍实现花型交换。本系统亮灯模式多，可根据操作提示随意变换想要的闪烁方式。同时本设计具有电路构造简单、易操作、硬件少、体积小、本钱低、低能耗等优点，具有一定的实用和参考价值。但是在设计中也出现了一些问题：Proteus仿真软件不是很稳定，造成仿真页面奔溃，另外硬件调试程序时出现了延时问题等。这种都是以后的工作当中需要注意并解决的问题。参考文献1 刘宏.电子工艺实习，华南理工大学出版社，2011.2 邓奕.电子线路CAD实用教程，华中科技大学出版社，20133 康华光.电子技术
13、根基.高等教育出版社，2006.4 手把手教你学51单片机C语言版，宋雪松，清华大学出版社。20105 C语言程序设计，谭浩强，清华大学出版社，2010附录1 程序#include #define unchar unsigned char#define unit unsigned int#define led P2sbit button1=P14;sbit button2=P15;sbit button3=P16;sbit button4=P17;void delaytime() unsigned int i = 7000,j=7000; while (i-);while (j-);void
14、main() unchar i,j; unchar led1,led2; led=0x00; while(1) if(button1=0)while(button1=0);j=1; if(button2=0)while(button2=0);j=2; if(button3=0)while(button3=0);j=3; if(button4=0)while(button4=0);j=4; switch(j) case 0x01:led=0x01; for(i=0;i8;i+) delaytime(); led=led1; break;case 0x02:led=0x80; for(i=0;i1; break; case 0x03: delaytime();led=0xff;break; case 0x04:led=0x19; led1=led&0x11; led2=led&0x12; for(i=0;i4;i+) delaytime(
