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1、武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业论文（设计）毕业设计Led流水广告彩灯的控制与实现摘要：介绍了一种新型的LED彩灯控制系统的设计方法，以AT-89C51单片机作为主控核心，与按键、显示器等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED彩灯进行控制。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作等优点。关键词：LED彩灯；AT89C51单片机；彩灯控制器；模块设计 Pick to: this paper introduces a new type of LED lights, the design method of the control system with 89C51 microco
2、ntroller as the dominant mig-at - core, and buttons, monitors the auxiliary less hardware circuit and software realization combined use of LED lights. This system has the advantages of small size, the hardware circuit structure, simple and easy to operate etc.Keywords: LED lights, AT89C51, Lights, M
3、odule design目录摘要1Pick to1引言.31.LED发展前景61.2优易控制系统特点：7 1.3.Color Edit 软件特点：71.4主控器特点：7 1.5优易JM-4分控器72系统功能.6 2.1硬件设计72.2主控模块电路设计.72.3管内LED板模块设计.82.4软件设计103.彩灯控制器电路原理13 3.1元器件选择.113.2电路工作原理.123.3电路工作原理.153.4元器件选择.164.S1和S2均选用小型动合按钮164.1电路工作原理.164.2元器件选择.175 流水彩灯电路 285.1控循环闪烁彩灯电路及制作29结论31致谢32参考文献33引言随着人们
4、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，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。 单片机的彩灯控制，实现对LED彩灯
5、的控制。本方案以AT89C51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。在主控模块上设有8个按键和5位七段码LED显示器，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为5 ms的定时中断，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。该新型LED彩灯及其控制器是上海某公司委托开发产品，产品实际应用效果较好，亮灯模式多，用户可以根据不同场合和时间来调节亮灯频率和亮灯时间。与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。1.LED发展前景LED是近年来全球最具发展前景的高技术领域之一，LED
6、具有寿命长、耗能少、体积小、响应快、抗震抗低温、污染小等突出的优点，被称为第四代照明光源或绿色光源，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次标志性的飞跃，将孕育新的光源革命。随着LED高效节能技术的不断创新与突破，其全面取代传统光源已为时不远。目前我国LED产业已经形成了四大片区(珠三角、长三角、福建江西地区、北方地区)、七大基地(大连、上海、深圳、南昌、厦门、扬州、石家庄)的产业格局，形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链，产品技术研发、工程应用等方面获得飞速发展。1.1LED全彩灯光控制系统 优易LED全彩灯光控制系统
7、由Color Edit编辑软件、主控器、分控器和LED光源组成，广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。LED全彩外露发光字是LED外露穿孔发光字专用灯串，选用超高 亮度LED作为户外广告光源；其发光强度大、色彩纯正、节能长寿、 广泛应用于各种灯箱字和各种金属（锌板字、不锈钢字、钛金字、铝 板字）等发光字的制作。 LED全彩外露发光字按照灯珠直径来分，有、两种，依 照颜色来分有单色、七彩、全彩三种。单色打孔灯组成的字亮度高、 可防水、制作方便；七彩灯组成的字在七彩控制器控制下可七彩跳变； 全彩灯可在控制器控制下对每个像素点进行扫描，可使发
8、光字产生绚 丽多彩的变化。 基本参数 颜色 16777216色 光源 高亮度LED 光源寿命 MTBF=5万小时 环境参数 工作温度 -20C80C 储存温度 -20C80C 防护等级 IP67 发光角度 15度 亮度 R：260mcd G:360mcd B:750mcd 1.2优易控制系统特点： 任意编辑程序跑法，随意设计灯光效果，电脑快捷下载，脱机运行。 远距离传输可达2000M，10000个RGB象素点全彩输出控制。 高刷新频率，每秒可达到90帧以上，灯光变化过渡柔和。 安装简易，布线方便。1.3.Color Edit 软件特点： 界面友好，支持中文。 实时预览编辑效果，反复播放。 任意
9、编辑文字，图案。 随时改变跳变及渐变的速度及切换方式，更换灯光跑法。 电脑USB端口下载至主控器JC1。1.4主控器特点： 与Color Edit软件配合使用。 USB端口电脑联机下载，脱机运行。 可支持最多1万路全彩R.G.B 输出。 支持单像素，四像素解码分控器。 5V、2W低功耗，无需配置主控电源。 声控功能，随外部音乐节拍跳动，灵敏度调节。1.5优易JM-4分控器 与主控器JC1配合作解码输出。 PWM输出分辨率256级。 可用于单象素至4象素12路输出(每象素均含R.G.B全彩输出)。 控制信号为串联连接方式,采用公母插头对接，简单易用。 LED指示灯显示信号传递状态，迅速排查因施工
10、布线错误或短路出现的故障。 使用快速端子与各种LED光源方便连接。 可独立运行内置自带程序跑法。 局部光源和分控器出现故障不影响其他光源和分控器正常工作。 兼容DMX系统，分控器也可直接与DMX控台联机，做为DMX解码驱动器。可以有1、3、6、9、12路输出多种选择。 可代替霓虹灯控制机(跳机)。2系统功能新型LED彩灯分为2部分，即彩灯控制器（主控模块）和管内LED板模块（受控模块）。彩灯控制器可直接与220 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（彩灯控制器）提供5 V工作电源。整个系统工作由软件程序控
11、制运行，根据需要，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时间和灯光闪动频率。上电后系统经过初始化，查询是否有功能切换键按下：有，则进入用户设定模式状态；无，则进入默认缺省工作状态。在用户设定模式状态下，用户可以根据个人爱好及不同场合的需要来指定调用哪些模式，并且可以改变每种模式的时间Ti、频率Fi参数，如果用户想进入缺省状态模式，只需按一下功能切换键即可跳入缺省模式，程序会自动顺序调用亮灯模式；在缺省工作状态下，LED彩灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序Model_i顺序调用往下走，从第Model_1模式开始工作，自Model_1到Model_2到Mod el_n为
12、一个亮灯周期，然后再回到Model_1循环继续工作，同样如果想进入用户设定模式状态，只需按下功能切换键即可。整个n种亮灯模式时间可以看作一个大周期T，其中的每一种花样工作模式Model_i（i=1，2，n）时间为小周期Ti，对于每一个模式编写一个独立工作子程序Model_i，其中设定了LED三色灯（红、绿、蓝）的点亮时刻（RED_on，GREEN_on，BLUE_on）和熄灭时刻（RED_off，GREEN_off，BLU E_off)，以及模式工作时间Ti以及该模式LED闪烁频率Fi。5位七段码显示器的前2位（L1，L2）显示当前工作模式的序号Model_i；后3位（L3，L4，L5）七段码
13、 显示三色LED的工作状态，若该颜色灯点亮则对应七段码显示位为“1”，反之熄灭时则显示位为“灭”即不显示，对系统工作状态起到了很好的实时监控作用。因此在LED彩灯上电工作后，用户可以方便地通过主控模块上的显示器知道LED彩灯当前工作模式Model_i，工作时间Ti，频率Fi等实时参数。若实际应用需要根据不同场合和时间来改变彩灯闪亮效果，用户可以通过主控模块上的按键来设定LED不同的闪烁频率Fi和亮灯时间Ti，以便符合实际需要。此外如果用户对某一种模式感兴趣需要仔细观看该种亮灯模式，可以通过键盘选定任意第Model_i模式使系统循环重复工作在该花样模式下。2.1硬件设计新型LED彩灯系统包括2大部分，即LED彩灯控制器（89C51主控模块）和LED彩灯管（管内LED板模块）。前者是主控模块，具有按键、显示等功能，并利用8
