基于某单片机多控制、多闪烁LED彩灯

1、某某信息职业技术学院毕业设计说明书设计题目： 基于单片机多控制 多闪烁LED彩灯 专业：电子信息工程技术 班 级：电信08-3 学 号：08190* 姓 名： 潘 * * 指导教师：X 万 良 二一年十二月二十二日某某信息职业技术学院毕业设计任务书学 生姓 名潘*学号08190*班级电信08-3专业电子信息工程技术设计或论文题目基于单片机多控制、多闪烁LED彩灯指导教师某某职称工作单位与所从事专业联系方式备 注X万良副教授某某信息职业技术学计论文内容：注意：要结合实际，设计内容要详细写明具体步骤。自动控制多路彩灯按预设的花型进展变换；花型种类不少于五种，花型自拟；分别

2、用快慢两种节拍实现花型交换；制作实物并撰写实训报告。进度安排：1.制定设计方案11月1日11月10日；2.系统硬件仿真测试以与程序调试11月26日11月30日；3.硬件制作12月18日12月20日；4.撰写设计报告12月18日12月20日；5.准备毕业辩论12月21日12月22日。主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、单位)：1 周国运.单片机原理与应用.：中国水利水电，2009.2 陈梓城.模拟电子技术根底.：高等教育，2007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。实用标准文案目录TOC o 1-3 h z uHYPERLINK

3、 l _Toc280981067摘要 PAGEREF _Toc280981067 h 1HYPERLINK l _Toc280981068第1章方案设计 PAGEREF _Toc280981068 h 2HYPERLINK l _Toc2809810691.1设计方案 PAGEREF _Toc280981069 h 2HYPERLINK l _Toc2809810701.2方案选择 PAGEREF _Toc280981070 h 3HYPERLINK l _Toc280981071第2章硬件设计 PAGEREF _Toc280981071 h 4HYPERLINK l _Toc28098107

4、22.1直流稳压电源电路 PAGEREF _Toc280981072 h 4HYPERLINK l _Toc2809810732.2单片机最小系统 PAGEREF _Toc280981073 h 4HYPERLINK l _Toc2809810742.3LED彩灯显示电路 PAGEREF _Toc280981074 h 5HYPERLINK l _Toc2809810752.4按键控制电路 PAGEREF _Toc280981075 h 6HYPERLINK l _Toc2809810762.5串口电路 PAGEREF _Toc280981076 h 7HYPERLINK l _Toc2809

5、81077第3章软件设计 PAGEREF _Toc280981077 h 9HYPERLINK l _Toc280981078第4章系统仿真调试 PAGEREF _Toc280981078 h 11HYPERLINK l _Toc2809810794.1系统仿真 PAGEREF _Toc280981079 h 11HYPERLINK l _Toc2809810804.2仿真调试 PAGEREF _Toc280981080 h 11HYPERLINK l _Toc280981081总结 PAGEREF _Toc280981081 h 13HYPERLINK l _Toc280981082参考文献

6、 PAGEREF _Toc280981082 h 14HYPERLINK l _Toc280981083附录1LED彩灯控制系统仿真电路图 PAGEREF _Toc280981083 h 15HYPERLINK l _Toc280981084附录2LED彩灯彩灯控制程序代码 PAGEREF _Toc280981084 h 16实用标准文案精彩文档摘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、彩灯显示电路以与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彩灯进展控制，本系统亮灯模式多，用户根

7、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。本系统具有电路结构简单、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。关键词LED彩灯；彩灯控制系统；闪烁方式第1章方案设计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，低廉的造价以与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

8、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，影响彩灯效果，因此有必要对现有的彩灯控制器进展改良。1.1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根本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位存放器和彩灯显示五局部组成。其框图如图1-1所示。振荡电路控制电路译码器LED显示电路计数器图1-1彩灯循环控制器硬件框图方案二：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

9、设计的要求。其硬件构成框图如图1-2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。AT89C51单片机时钟电路复位电路按键控制电路直流5V电源电路供电信号LED彩灯图1-2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口接5路按键控制电路，实现彩灯花型的切换功能；单片机的P3.7引脚接上一个按钮开关以实现对彩灯闪烁频率的控制，即实现了快慢两种节拍实现花型的变换；单片机上的P2口接八路LED发光二极管组成彩灯电路，显示彩灯循环情况。1.2方案选择结合设计任务书比拟以上两种方案可知：利用电子电路装置控制，其电路不很

10、复杂，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。采用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。综上，显然方案二各方面优越于方案一，以与为了表现专业优势，本次设计采用第二种方案。第2章硬件设计2.1直流稳压电源电路对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和根底。电子设备除用电池供电外，还采用市电交流电网供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成局部！本项目直流稳压电源为+5V

11、。如如下图所示：直流稳压电源的制作一般有3种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。如下图稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。图2-1三端固定式集成稳压电源电路图AT89C51单片机的工作电压X围：4.0V5.5V，所以通常给单片机外接5V直流电源。由于时间关系，此处用3节1.5V的干电池供电，在此不在赘述此稳压电源电路图原理。2.2单片机最小系统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。单片机最小系统如如下图2-2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

12、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。电路如如下图所示。图2-2单片机最小系统2.3LED彩灯显示电路LED彩灯显示电路(如下列图)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

13、阻选择X围100欧姆3千欧姆在此我们这里选用560欧姆的电阻。图2-3LED彩灯显示电路2.4按键控制电路当闭合Key6时，彩灯闪烁节拍变慢。图2-4键盘控制电路2.5串口电路串口电路为单片提供与PC机连接端口，为单片机提供下载程序到单片机程序存储器中。串口原理图如图2-5所示。串口也称串行通信接口，RS-232是目前最常用的一种串行通讯接口，由于其形状和针脚数量的原因，其接头又被称为DB9接头。RS-232针脚定义: 2 RXD Receive Data 接收数据 、3 TXD Transmit Data 发送数据 、5 GND System Ground 系统接地，一般就用到这几个引脚。图

14、2-5串口原理图MAX232芯片是专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5v单电源供电。MAX23内部结构根本可分三个局部：第一局部是电荷泵电路：由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成，功能是产生+12v和-12v两个电源，提供应RS-232串口电平的需要。第二局部是数据转换通道：由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道，其中13脚R1IN、12脚R1OUT、11脚T1IN、14脚T1OUT为第一数据通道，8脚R2IN、9脚R2OUT、10脚T2IN、7脚T2OUT为第二数据通道。TTL/CMOS数据从T1IN、T2IN输入转换成RS-232数据

15、从T1OUT、T2OUT送到电脑DP9插头；DP9插头的RS-232数据从R1IN、R2IN输入转换成TTL/CMOS数据后从R1OUT、R2OUT输出第三局部是供电：15脚DNG、16脚VCC+5v。在此，本系统的硬件电路已经全部设计完毕。第3章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灯系统循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机样进展控制，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

16、的LED灯系统是如何实现8个LED灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的软件编程方法。本设计是以单片机AT89C51为核心控制8个发光二极管5种闪烁方式的变换。硬件电路如图附录1所示，八个发光二极管D1D8分别接在单片机的P2.0P2.7接口上，当给P2.0口输出“0时，发光二极管点亮，当输出“1时，发光二极管熄灭。可以运用输出端口指令MOV P0，A或MOV P0，DATA，只要给累加器值或常数值，同理，接在P2.1P2.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的成流水灯了。在此我们还

17、应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以与单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否如此我们就看不到闪烁效果。程序设计流程如图3-1。程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，此程序里面包含Key1Key5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，与此同时，当按键Key6有闭合时，程序中调用延时程序程序时，给延时参数赋值上另一个值，是延时程序延时时间发生改变，以达到不同快慢节奏闪烁的彩灯。具体程序流程如如下图所示。判断有无按键按下YN开始当Key1-Key5有键按下时调用延时程序调用彩灯循环程序当Key6按下时设定相应的延时参

18、数R5的值图3-1主程序流程图第4章系统仿真调试4.1系统仿真本设计使用的Keil C51软件来进展编程。Keil C51提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境uVision将部份组合在一起。Proteus的ISIS是一款Labcenter出品的电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和IC，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。图4-1仿真电路图4.2仿真调试本系统的调试是把在Keil里面写好的程序通过编译不出现任何错误后将生成的后缀名为.HEX的文件加载到AT89C51单片机中。接下来我

19、们将在PROTEUS软件进展软硬件结合的调试。图4-2 程序编译下面是在PROTEUS软件仿真系统中的调试结果，如表4-1：表4-1测试结果与状态分析序号测试项目测试方法测试结果行状态分析1是否能正常工作打开仿真电路图，加载程序，点击开始运行。无任何错误提示仿真电路正常2彩灯花型控制运行仿真，随机按下任意按键，观察彩灯显示效果。对应按键按下，彩灯出现不同花型。本设计实现了多控制、多闪烁的LED彩灯循环。3节奏快慢控制按闭合Key6，观察彩灯循跳动节奏当闭合Key6是，彩灯循环闪烁变慢。本设计实现了用快慢两种节拍实现花型交换。经以上仿真上测试证实，能实现本设计系统要求的预期的功能。总结在经过几周

20、的不懈努力中，终于完成了毕业设计任务。通过本设计锻炼了我们的实践能力，也是对以后我们实际工作能力的训练和考察过程。现在是一个高科技的时代，单片机的应用无处不在，这更坚决了我要学好单片机的决心。本设计本身就比拟简单，整个毕业设计的过程中每一步都是自己亲自做过的，在经过遇到问题，思索问题到解决问题的过程中，收获是最多的。以往没有注意到的问题，都在这一次的毕业设计中得以表现，这培养了我的细心，耐心和专心。我觉得能够在这次的毕业设计中学到很多的东西，以往不注意的细节，在这一次中是必须让自己去注意的。也是我这三年来所学到知识的一个表现。我深深知道，每一次的学习实践环节都是那么的来之不易，都是通过教师的深

21、思熟虑后，才给我们定下目标。然后让我们在知识的海洋里翱翔，让我们随着年龄的增长不断的扩大自己的知识领域，也逐渐成熟，逐渐长大，教师同时也教诲我们逐渐成为一个能够为身边的人，为家庭，为国家做出点点贡献的人，教诲我们学会感恩。所以，我在这次的毕业设计中，认真对待每一个过程，希望自己的认真，自己最后的毕业设计的成果能够回报教师这么多年来的教诲，这么多年的奉献。感谢教诲我们的所有教师。最后，由于毕业期间，时间仓促，错误与不妥之处在所难免，敬请教师批评指正。参考文献3陈正义.单片机控制实习M.：人民邮电，2006附录1LED彩灯控制系统仿真电路图附录2LED彩灯彩灯控制程序代码ORG 0000HLJMP

22、 MAINORG 0040HMAIN:MOV P1,#0FFHMOV A,P1CJNE A,#11111110b,S1LCALL K1S1:CJNE A,#11111101b,S2LCALL K2S2:CJNE A,#11111011b,S3LCALL K3S3:CJNE A,#11110111b,S4LCALL K4S4:CJNE A,#11101111b,MAINLCALL K5LJMP MAINK1:MOV A,#01111111bC1:RL AMOV P2,ALCALL DelayJNB P1.1,K2JNB P1.2,K3JNB P1.3,K4JNB P1.4,ZLJMP C1K2:

23、MOV P2,#0FEHLCALL DelayMOV P2,#0FCHLCALL DelayMOV P2,#0F8HLCALL DelayMOV P2,#0F0HLCALL DelayMOV P2,#0E0HLCALL DelayMOV P2,#0C0HLCALL DelayMOV P2,#80HLCALL DelayMOV P2,#00HLCALL DelayMOV P2,#80HLCALL DelayMOV P2,#0C0HLCALL DelayMOV P2,#0E0HLCALL DelayMOV P2,#0F0HLCALL DelayMOV P2,#0F8HLCALL DelayMOV

24、P2,#0FCHLCALL DelayMOV P2,#0FEHLCALL DelayMOV P2,#0FFHLCALL DelayLJMP MAINZ:LJMP K5K3:MOV P2,#55HLCALL DelayMOV P2,#0AAHLCALL DelayMOV P2,#0FFHLJMP MAINK4:MOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#00111100BLCALL DelayMOV P2,#00011000BLCALL DelayMOV P2,#00000000BLCALL DelayMOV P2,#10000001BLCALL DelayMOV P2,#11000011BLCALL DelayMOV P2,#11100111BLC