节日彩灯控制器设计方案

1 节日彩灯控制器 设计方案 1 绪论 现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从 8 位、 16 位到 32 位，数不胜数，应有尽有，有与主流 列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。 031推出时的功耗达 630现在的单片机普遍都在 100着对单片机功耗要求越来越低，现在的各个单片机制造商基本都采用了补金属氧化物半导体工艺 )。象 80采用了 高密度金属氧化物半导体工艺 )和 补高密度金属氧化物半导体工艺 )。 然功耗较低，但由于其物理特征决定其工作速度不够高，而 具备了高速和低功耗的特点，这些特征，更适合于在要求低功耗象电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径 自从第一台计算机诞生以来，伴随着半个世纪的迅猛发展，人们看到了一个信息时代的美好前景。 现在常规的单片机普遍都是将中央处理器 (随机存取数据存储 (只读程序存储器 (并行和串行通信接口，中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块 单一的芯片上，增强型的单片机集成了如 A/D 转换器、 宽调制电路 )、 门狗 )、有些单片机将 晶 )驱动电路都集成在单一的芯片上，这样单片机包含的单元电路就更多，功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做，制造出具有自己特色的单片机芯片。此外，现在的产品普遍要求体积小、重量轻，这就要求单片机除了功能强和功耗低外，还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式，其中 面封装 )越来越受欢迎，使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 节日彩灯使生活中常常用到的装饰物 品。它集中地运用了单片机、 自动控制等技术，是典型的基于单片机的电子产品 。 本文 以 片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用 灯 、 2 按键等 组成电路，实现 彩灯 在 开启时满足不一样的闪亮方法 。 通过按键能方便使用者选择不同样的亮法。 3 2 系统简介 统开发背景 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。 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，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的 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。 统操作流程图 通过以上的描述 ，画出系统的操作流程图如下： 图 节日彩灯操作流程图 4 3 系统开发方法及工具简介 统开发简介 单片机（ 单片微型计算机（ 简称。它是把中央处理器 机存储器 读存储器 I/O 接口电路、定时/计数器以及输入输出适配器都集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。随着 技术上、体系上不断扩展其控制功能，国际上已经采用 代替单片机的名词。它的最大优点是体积小，可放在仪表内部。但存储量小，输入输出适配器简单，功能较低。目前，单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用，早已深深地融入人们的生活中。近年来，我国非常流行，它最大的特点是内部有可以多次重复编程的闪烁 且闪烁 以直接用编程器来擦写（电擦写），使用起来比较方便 【 10】 。 一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容：一是系统扩展，即单片机内部的功能单元，如 I/时 /记数器中断系统等能量不能满足应用系统的要求时 ，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统配置，既要按照系统功能要求配置外围设备，如键盘显示器打印机 A/D D/要设计合适的接口电路。 本系统采用 主要任务收集按键的信息，判断按键时否按下来执行相应彩灯的点亮方式 在本系统中， 1口用于接按键，方便使用者选择方式。 发工具介绍 本次设计主要用到的是 80片机，以及 ，电阻，振荡器，电容等简单器件构成，元件简单，操作方 便。 0单片微型计算机 简称为 单片机 ，又称为微型控制器，是微型计算机的一个重 5 要分支。单片机是 70 年代中期发展起来的一种 大规模集成电路 芯片，是 I/O 接口和中断系统于同一硅片的器件。 80 年代以来，单片机发展迅速，各类新产品不断涌现，出现了许多高性能新型机种，现已逐渐成为工厂自动化和各控制领域的支柱产业之一。 1）四个 I/O 口： 有三个功能 1、外部扩展存储器时，当作数据总线（如图 1 中的 7 为数据总线接口） 2、外部扩展存储器时，当作地址线（如图 1 中的 7 为地址总线接口） 3、不扩展时，可做一般的 I/O 使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外 部接上拉电阻。 只做 I/O 口使用：其内部有上拉电阻。 有两个功能 1、扩展外部存储器时，当作地址总线使用 2、做一般 I/O 口使用，其内部有上拉电阻； 有两个功能 除了作为 I/O 使用外（其内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置，具体功能请参考我们后面的引脚说明。 有内部 单片机芯片（例如 8751），为写入程序需提供专门的编程脉冲和编程电源，这些信号也是由信号引脚的形式提供的， 即：编程脉冲： 30 脚（ 编程电压（ 25V）： 31 脚（ 接触过工业设备的兄弟可能会看到有些印刷线路板上会有一个电池，这个电池是干什么用的呢？这就是单片机的备用电源，当外接电源下降到下限值时，备用电源就会经第二功能的方式由第 9 脚（即 入，以保护内部 的信息不会丢失。 6 3）汇编指令 指令由于操作码和操作数。分为单字节指令，双字节指令，三字节指令。 4） 寻址方式： 立即寻址：操作数包含在指令字节中，指令操作码后面字节的内容就是操作数本身。 直接寻址： 1 内部数据存储器的低 128 个字节单元（ 002 位地址空间； 3专用功能 寄存器 寄存器寻址：由指令指出某一个寄存器中的内容作为操作数，这种寻址方式称为寄存器寻址。 寄存器间接寻址：由指令指出某一个寄存器的内容作为操作数的地址。 基址寄存器加变址寄存器间接寻址：用于访问程序存储器中的数据表格。 相对寻址：以 内容作为基地址，加上指令中给定的偏移量所得结果作为转移地址，只适用于双字节转移指令。 7 4 系统分析 统分析介绍 术可行性 51 系列单片机是目前应用最为广泛的一类微处理器，它以低廉的价格和强大的功能，受到广大 电子设计 爱好者和工程师的欢迎。 51 系列单片机内部具有丰富的硬件资源，例如定时器 /计数器、中断系统、串行接口，并且它还提供了详尽的指令操作系统，可以供程序员很方便地进行程序设计。在 51 系列单片机的开发过程中，程序设计是重点也是难点。初学者往往很难快速掌握单片机指令的应用、各个功能部件的编程方法 及程序设计思路。 因此，技术上完全可行。 济可行性 本系统由于本身并不复杂，不需要投入太多的人力、物力，从而开发所需要的资金投入也不会很大，在经济上是完全可行的。 作可行性分析 随着校园网的建成与发展，正是此系统大显身手的好机会，且此系统是在校园内部网上运行的。 通过以上方面的分析得出结论：基于校园网的毕业设计综合管理系统符和软件开发是完全可行的。 统的综合要求 1、设计 4 个按键 开始，按此键则灯开始流动（由上 而下）。 停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。 上，按此键则灯由上向下流动。 8 下，按此键则灯由下向上流动。 2、由按键控制功能的流水灯 ,其中的 取共阳极接法，通过依次向连接 口送出低电平，可实现题目要求的功能。 3、要求做出实物。 9 5 系统设计 统总体设计 统的综合要求 1、了解节日彩灯控制器的工作原理 2、掌握按键输入的消抖处理程序 和延时程序的编写 3、掌握电路板的实物焊接 统的电路图 电路图连接如下 图 统的电路图 10 6 程序设计代码 代码如下 : #4; /开始键 ; /停止键 ; /上 ; /下 n) /延时 i,j; i=0;in;i+) j=0;j110;j+); 7, ; 0 /让最低位的 ) 11 if(0) /判断按键 0); /延时重 新判断按键是否按下，延时消除抖动 if(0) 5; if(0) /判断按键 0); /延时重新判断按键是否按下，延时消除抖动 if(0) 6; if(0) /判断按键 12 0); /延时重新判断按键是否按下，延时消除抖动 if(0) 7; if(0) /判断按键 0); /延时重新判断按键是否按下，延时消除抖动 if(0) 8; if(5) ; ; if(6) ; if(1) 13 if(7); /灯开始由上而下流动 if(8); /灯由下向上流动 P0=00); /亮 300毫秒 14 7 运行结果 向运行 反向运行 15 总结 通过本次课程设计，我对 51 系列单片机有了更进一步的了解，同时对汇编语言的使用也有了更深一步的认识。学会了 及 两款软件的使用，知道了如何用这两款软件进行程序编译以及仿真。 本次课程设计的题目是节日单片机节日彩灯控制器。接手这个题目后，我们查询了相关的资料，了解了相关内容，知道了这是一个利用了简单的循环以及延时程序汇编成的。因为我们学习单片机的时间不长，对单片机的汇编语言都不太了解，最后决定用 令来实现延时的效果。通过不断的调试以及优化，最后成功的将课程设计完成。 16 参考文献 【 1】 胡汉才单片机原理及其接口技术清华大学出版社， 2004 【 2】 吴飞青等单片机原理与应用实践指导 机械工业出版社 3】 李建忠 二版） 【 4】 李朝青 明修订版） 京航天航空大学出版社， 1998 【 5】 李广弟 M京航天航空大学出版社， 1994 【 6】 阎石 三版） 等教育出版社， 1989 【 7】 廖常初 J1999 【 8】