单片机技术课程设计--彩灯控制器的设计

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1、 电气信息学院 单片机技术单片机技术课程设计报告课程设计报告 课题名称课题名称 彩灯控制器的设计彩灯控制器的设计 2012 年年 6 月月 12 日至日至 6 月月 19 日日 I 摘摘 要要 本文介绍了一种简易 LED 彩灯控制系统的软硬件设计过程，本方案以 AT89C51 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 彩灯进行控制，本系统亮灯模式多，用户根据操作提示可以随意变换想要的闪烁 方式和控制彩灯的闪烁频率，还可以全自动运行。系统利用汇编语言开发，并在 软硬件设计中分别使用了 Proteus

2、 、keilC51 开发平台。本系统具有电路结构简 单、易操作、硬件少、体积小、成本低、低能耗等优点，具有一定的实用和参考 价值。 关键词：单片机；LED 彩灯；汇编语言；Proteus；keilC51； 目 录 第第 1 1 章章 设计任务设计任务 . 1 第第 2章章 设计方案设计方案 . 2 2.1 设计方案 2 2.2 方案选择 3 第第 3 3 章章 硬件设计硬件设计 . 4 3.1 直流稳压电源电路 4 3.2 单片机最小系统 . 4 3.3 LED 彩灯显示电路. 5 3.4 按键控制电路 . 6 第第 4 4 章章 软件设计软件设计 . 8 4.1 主程序设计 8 4.2 自动

3、模式程序设计 9 4.3 延时程序设计 . 10 4.3 中断子程序设计 . 10 第第 5 5 章章 仿真与性能分析仿真与性能分析 . 11 5.1 系统仿真过程 11 5.2 仿真结果与分析 11 第第 6 6 章章 设计小结设计小结 . 15 参考文献参考文献 16 附录附录 1 1 LEDLED 彩灯控制系统仿真电路图彩灯控制系统仿真电路图 . 17 附录附录 2 2 LEDLED 彩灯彩灯控制程序代码彩灯彩灯控制程序代码 . 18 1 第第 1 1 章章 设计设计任务任务 当今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

4、系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系 统所取代。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所 给人带来的方便也是不可否定的。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。 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

5、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，影响彩灯效果，因此 有必要对现有的彩灯控制器进行改进。 1. 1. 基本要求基本要求 （1） 用 16 盏以上的 LED 小灯，实现至少 4 种彩灯灯光效果（不含全部点亮，全部 熄灭； （2） 可以用输入按钮在几种灯光效果间切换； （3） 可以通过按钮暂停彩灯效果，使小灯全亮，再次按下相同按钮后继续之前的效 果。 2. 2. 选做选做 （1） 增加自动在几种效果间切换的功能， 并设置一个按钮可以在自动模式和手动模 式间切换。 （2） 使用定时中断延时 （3） 实现其他除 15

6、中提到的功能（创新部分） 3 3. . 设计提示设计提示 （1） LED 可以采用共阳极或共阴极接法直接接在并行口，也可以用 8255 扩展更多 的小灯。 （2） 多种效果可以放在不同的子程序空间中， 主程序通过散转来访问不同的子程序 段。 （3） 暂停效果可用中断，或定时扫描实现。 2 第第 2 章章 设计方案设计方案 2 2.1.1 设计方案设计方案 彩灯控制器大致可分为两种方案实现。一种是利用电子电路装置控制，另一种是采用 单片机控制。 方案一： 根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡电 路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。其框图如图 1 所示。 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， 来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图 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 直流电源电路 组成。 图 2 单片机彩灯循环控制系统硬件框图 此设计方案中单片机的 P1