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1、信息职业技术学院毕业设计说明书设计题目: 基于单片机的彩灯控制设计 专 业: 应用电子技术 班 级: 应电08-3 学 号: 姓 名: 指导教师: 二0一0年七月五日四川信息职业技术学院毕业设计（论文）任务书学 生姓 名李晖学号班级应电08-3专业应用电子技术设计（或论文）题目基于单片机原理的彩灯控制器指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注讲师设计（论文）内容：运用单片机知识和电子技术设计一个彩灯控制器。功能要求如下：1 采用AT89C51作为主控芯片。2 74HC595为驱动模块。3 LED为显示模块。4 显示出多种花样的彩灯。要求完成：选择各单元电路结构并阐述工作原理，绘制整
2、机电路原理图（A4图纸），写出C语言源程序；正确选择电路元件与设备，给出元件、设备明细表；撰写设计说明书，要求准确阐述电路选择依据，反映设计方案、元件、设备选择等设计过程，并使用软件进行仿真或制作实物。进度安排：4.27-5.2：查找资料，选择参考方案； 5.3-5.10：确定方案；5.11-5.25：查找资料，进行单元电路的设计； 5.26-6.5：整机电路整理与分析；6.6-6.20：整理报告，确定初稿； 6.21-6.27：检查定稿；6.28-7.5：答辩。主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)：1 任为民. 电子技术基础课程设计. 1997年5月第一版. 北京：中央广
3、播大学出版社. 1997.52 张毅坤、陈善久、裘雪红. 单片微型计算机原理机及应用. 1998年第一版.西安：西安电子科技大学出版社. 1998.83 谭浩强. C程序设计. 第2版. 北京：清华大学出版社. 2005.64 田立，代方震. 51单片机C语言程序设计快速入门. 北京：电子工业出版社.2007 5 刘乐善，欧阳星明，刘学清. 微型计算机借口技术及应用. 2000年4月第一版. 武昌：华中科技大学出版社. 2000.4审批意见教研室负责人：年 月 日备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)目 录摘 要1绪论2第
4、1章 彩灯控制器方案设计和选择31.1 设计要求31.2 系统功能31.3 方案选择3第2章 硬件设计52.1 系统整体硬件电路和各部分介绍52.1.1 单片机AT89C5252.1.2 复位电路72.1.3 时钟电路82.2 74HC595的引脚及功能82.3 驱动模块92.4 显示模块简介112.5 彩灯控制器总图12第3章 软件设计143.1 语言选择新型143.2 程序功能说明143.3 主程序流程图153.4 程序简介15第4章 彩灯控制器的调试与仿真16结 论22参考文献24附录1 源程序清单25附录2 整机电路图28附录3 元器件明细表29 四川信息职业技术学院毕业设计说明书(论
5、文)摘 要单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。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、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及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
6、。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。本设计是一种基于AT89C52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以AT89C52单片机作为主控核心，用32个LED构成显示模块、用74HC595作为驱动模块，由编程实现亮灯循环模式。由在显示模块上有32个LED彩灯,根据用户需要可以编写若干种亮灯模式. 本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作和阅读等优点。该LED彩灯控制器实际应用效果较好，亮灯模式多。与其他LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在能源
7、比较匮乏的今天，彩灯的循环控制在显示方面更表现出一种节约能源的魅力.这将使彩灯具有更广阔的发展天地。关键词AT89C52；74HC595；循环LED彩灯第29页绪论随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。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。彩灯的运用已经遍布于人们的生活中，从歌舞厅到卡拉OK包房，从节的祝贺到常生活中的点缀。这些不紧说明了我们对生活的要求有了质的飞跃，也说明科技在现实运用中有了较大的发展，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能
8、单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本文提出了一种基于AT89C52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。第1章 彩灯控制器方案设计和选择1.1 设计要求本次毕业设计要求设计一个可编程彩灯控制器，其设计要求如下：1、用32个发光二极管作为显示电路。2、实现LED动态显示。3、能连续循环显示。1.2 系统功能 彩灯控制器可直接与2
9、20 V交流市电相连接，经过开关电源变换，输出直流工作电压，一方面为管内LED模块提供12 V工作电源，另一方面为主控模块单片机系统提供5 V工作电源。整个系统工作由软件程序控制运行。上电后，彩灯控制器按程序设计好的模式进行显示，由全灭按程序显示全都熄灭为一个周期。然后循环继续工作。1.3 方案选择方案1：可采用AT89C52作为主控制芯片，用74LS164作为驱动，用4个164分别接8个LED，32个LED构成显示模块。可用C或者汇编编程实现。方案框图如图1-1：AT89C5274LS16474LS16474LSI6474LS164LED显示时钟电路电源电路复位电路图1-1 方案一框图方案1
10、用了164作为驱动，编程有些复杂，实现功能比较多，但164不具有数据锁存功能，显示不稳定，容易受干扰。方案2： 可用AT89C52作为主控芯片，用74HC595作为驱动，用4个595分别接8个LED，32个LED构成显示模块。可用C或者汇编编程实现。方案框图如图1-2：AT89C5274HC59574HC59574HC59574HC595LED显示时钟电路电源电路复位电路图1-2 方案二框图 方案2采用595作为驱动，由于595有数据锁存功能，显示稳定，不易受干扰，显示方案也比方案1多。综合考虑：本设计采AT89C52作为主控芯片，595作为驱动，实现彩灯循环显示。第2章 硬件设计2.1 系统
11、整体硬件电路和各部分介绍2.1.1 单片机AT89C52图2-1 AT89C52引脚图VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口是一组8 位漏极开路型双向I/O口， 也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8gTTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。在访问个外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收
12、或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），参表2-1。Flash编程和程序校验期间，P1接收低8 位地址。表.P1.0和P1.1的第二功能 表 2-1 P1.0和P1.1的第二功能引脚号功能特性P1.0T2，时钟输出P1.1T2EX（定时/计数器2）P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输
13、出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时，P2口送出高8位地址数据。在访问8 位地址的外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动4 个TTL 逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低
14、的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能P3口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:AT89C52中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容C1、C2 接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。使用石英晶体，我们推荐电容使用30pF10pF，使用陶瓷谐振器建议选择40pF10F。用户也可以采用外部时钟。这种情况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器的输入端，XTAL2则悬空。AT89C52主要特性
