基于单片机的节日彩灯设计(六种状态)

吉林农业大学工程技术学院单片机课程设计（论文）设计(论文)题目基于单片机的节日彩灯设计姓名:学号：学院：专业：年级：指导教师：2014年12月20日目录摘要.........................................................................................................................1一、绪论.......................................................................................................................21.1LED彩灯控制器概述..................................................................................................21.2LED彩灯控制技术状况..............................................................................................21.3本设计任务.................................................................................................................3二、系统硬件设计.......................................................................................................32.1单片机最小系统设计.................................................................................................32.2LED彩灯显示电路设计..............................................................................................42.3按键控制电路设计.....................................................................................................52.4整体电路.......................................................................................................................6三、系统的软件设计...................................................................................................73.1按键扫描子程序设计.................................................................................................73.2主程序设计.................................................................................................................8四、系统调试与测试结果分析...................................................................................84.1系统调试.....................................................................................................................84.2测试结果及状态分析.................................................................................................9结论...........................................................................................................................9参考文献.....................................................................................................................10附录1程序................................................................................................................11附录2系统仿真电路图............................................................................................161摘要本设计用单片机89C52结合LED制作一个节日彩灯，它由一块89C52组成，通过逐次扫描其中一块的P2.0~P2.7口，从而依次实现彩灯轮流顺序点亮、倒序点亮的功能。关键词LED灯AT-89C52单片机ABSTRACTThedesignwithAT-89C52combinedwithLEDstomakeaholidaylantern,itconsistsofanAT-89C52.ThroughsuccessivescanonepieceP2.0~P2.7port,whichinturnlanternrotationorderlight,reverselightfunction.KEYWORDSLEDlightsAT-89C522一、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发展，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出。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部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的生活。1.1LED彩灯控制器概述新型LED彩灯系统包括两大部分，即LED彩灯控制器（89C51主控模块）和LED彩灯管（管内LED板模块）。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AT89C51单片机的彩灯控制器，实现对LED彩灯的控制。其以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。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。1.2LED彩灯控制技术状况3彩灯控制电路是由单元模块电路组合而成的，主要以AT89C52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。1.3本设计任务运用AT89C52单片机等元件组成LED节日彩灯控制电路：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。二、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。硬件电路包括单片机最小系统、LED彩灯显示电路、按键控制电路四大模块。2.1单片机最小系统设计要使单片机工作起来，最基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1-1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。4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1-1所示。图1-1单片机最小系统2.2LED彩灯显示电路设计LED彩灯显示电路实际上是由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P0口上。通过软件编程对P2口输出高低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560欧姆的电阻。如图1-2所示。5图1-2LED彩灯显示电路2.3按键控制电路设计按键控制电路是由6个按键开关构成的。他们分别接在单片机AT89C52的P1接口,P1.0—开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。P1.1—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。P1.2—上，按此键则灯由上向下流动（一个灯）。6P1.3—下，按此键则灯由上向下流动（两个灯）。P1.4—下，按此键则灯由下向上流动（两个灯）。P1.3—下，按此键则灯由下向上流动（一个灯）如图1-3所示。图1-3键盘控制电路2.4整体电路7图1-4整体电路三、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行控制，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，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部分，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。3.1按键扫描子程序设计8本设计是以单片机AT89C52为核心控制8个发光二极管2种闪烁方式的变换。程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，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。3.2主程序设计程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，此程序里面包含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。四、系统调试与测试结果分析4.1系统调试根据系统设计方案，本系统的调试共分为三大部分：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行逐级测试，最后将各模块组合后进行整体测试。4.1.1硬件调试对各个模块的功能进行调试，主要调试各模块能否实现指定的功能。4.1.2软件调试软件调试采用单片机仿真器及微机，将编好的程序进行调试，主要是检查语法错误。94.1.3硬件软件联调将调试好的硬件和软件进行联调，主要调试系统的实现功能。4.2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