基于AT89C51单片机的LED彩灯控制器设计.doc

摘 要随着人民生活水平的提高和对身边产品要求多样话的增强，简单的单一彩灯已经不能满足人民的需要。新型LED彩灯控制器将会解决LED （Light Emitting Diode）彩灯单一的情况。而这需要借助我们市场上的单片机，单片机即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer ），是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。LED彩灯控制器将会运用到起定时，计数的功能。在在单片机中我们常见的是51系列的单片机，它是各种单片机中最为典型和最有代表性的一种,广泛应用于各个领域。本课题设计了LED彩灯控制器由AT89C51单片机控制。该LED彩灯控制器是由单片机最小系统及扩展LED显示电路组成。使用单片机汇编语言进行编程，实现按下按钮就亮灯,并且LED彩灯的颜色可以根据需要自行设计。本论文主要介绍了LED彩灯控制器的软、硬件部分的设计，以及在设计、调试过程中的个人实例方案。本课题设计的LED彩灯控制器结构简单，造价成本低，功能完全，具有很强的实用性。新型LED彩灯控制器最大特点在于所有亮灯模式均由软件控制完。关键词：单片机 LED彩灯 AT89C51 控制器AbstractWith the improvement of living standards around product requirements and enhancements to various words, the simple single lantern can not meet the needs of the people. New LED Lantern LED Lantern single controller will solve the situation. This needs our markets microcomputer, microcontroller or microcomputer chip (Single-Chip Microcomputer), is a CPU, RAM, ROM, timing, counting and multiple interfaces in one microcontroller. LED Light Controllers will be used to play regularly, counting function. In the MCU we commonly 51 microcontroller, which is the most typical variety of SCM and the most representative of a widely used in many fields. This issue was designed by the LED lights controller AT89C51 MCU. The LED lantern controller is extended by the microcomputer system and LED display circuit. Using the MCU assembly language programming, press the button on the lighting, and LED (Light Emitting Diode) lights the color can be designed as needed. This paper introduces the soft LED lights controller, hardware design, and in the design, debugging the individual instance of the program. The subject of design LED lantern controller is simple, cost, low cost, fully functional, and highly practical. KEY WORDS: SCM LED Lantern AT89C51 Controller目 录第一章 绪言1第二章 单片机概述2第一节单片机的概述2第二节 关于AT89C2051单片机2第三节 AT89C2051单片机引脚说明及其应用2第三章 LED彩灯5第一节 LED彩灯的概述5第二节 LED显示数码管8第三节 系统主要功能9第四章 系统原理11第一节 系统的硬件构成及功能11第二节 主控模块电路设计11第三节管内 LED 板模块设计11第五章 系统的软件设计13第一节 软件设计13第二节 实例说明15结束语19谢 辞20参考文献21 基于AT89C51单片机的LED彩灯控制器设计第一章 绪言人们对生活环境的不断要求提高，这需要我们的市场上出现更有用和满足人们需要的产品。我们在许多的地方或者某些场合可以看到彩色霓虹灯，这就是所谓的LED 彩灯。LED由于具有丰富的灯光色彩，以及低廉的造价和控制简单等特点而得到了广泛的应用，而且能改善人们对灯的更进一步的认识。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。本文将在某种程度上解决电路复杂等问题，也将改善人们对LED灯的初步认识。第二章 单片机概述第一节单片机的概述单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。目前最常用的单片机为MCS-51，是由美国INTEL公司（生产CPU的英特尔）生产的，89C51是这几年在我国非常流行的单片机，它是由美国ATMEL公司开发生产的，其内核兼容MCS-51单片机。第二节 关于AT89C2051单片机AT89C2051单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与Intel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。AT89C2051是一个有20个引脚的芯片。与8051相比，AT89C2051减少了两个对外端口（即P0、P2口），使它最大可能地减少了对外引脚下，因而芯片尺寸有所减小。第三节 AT89C2051单片机引脚说明及其应用一AT89C2051芯片的20个引脚功能为：VCC:电源电压。GND:接地。RST:复位输入。当RST变为高电平并保持2个机器周期时，所有I/O引脚复位至“1”。XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2:来自反向振荡放大器的输出。P1口:8位双向I/O口。引脚P1.2P1.7提供内部上拉，当作为输入并被外部下拉为低电平时，它们将输出电流，这是因内部上拉的缘故。P1.0和P1.1需要外部上拉，可用作片内精确模拟比较器的正向输入（AIN0）和反向输入（AIN1），P1口输出缓冲器能接收20mA电流，并能直接驱动LED显示器；P1口引脚写入“1” 后，可用作输入。在闪速编程与编程校验期间，P1口也可接收编码数据。P3口：引脚P3.0P3.5与P3.7为7个带内部上拉的双向I/0引脚。P3.6在内部已与片内比较器输出相连，不能作为通用I/O引脚访问。P3口的输出缓冲器能接收20mA的灌电流；P3口写入“1”后，内部上拉，可用输入。P3口也可用作特殊功能口。AT89C2051是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。AT89C2051是一个功能强大的单片机，但它只有20个引脚，15个双向输入/输出（I/O）端口，其中P1是一个完整的8位双向I/O口，两个外中断口，两个16位可编程定时计数器,两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。 同时AT89C2051的时钟频率可以为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的唤醒方式有RAM、定时/计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入继续工作状态。省电模式中，片内RAM将被冻结，时钟停止振荡，所有功能停止工作，直至系统被硬件复位方可继续运行。 AT89C2051引脚配置图主要功能特性： 兼容MCS51指令系统 2k可反复擦写(1000次）Flash ROM 15个双向I/O口 6个中断源 两个16位可编程定时/计数器 2.7-6.V的宽工作电压范围 时钟频率0-24MHz 128x8bit内部RAM 两个外部中断源 两个串行中断 可直接驱动LED 两级加密位 低功耗睡眠功能 内置一个模拟比较放大器 可编程UARL通道 软件设置睡眠和唤醒功能 二单片机的应用领域单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1.在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。 2.在工业控制中的应用 用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 3.在家用电器中的应用 可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。 4.在计算机网络和通信领域中的应用 现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 5.单片机在医用设备领域中的应用 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 此外，单片机在工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。三单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！第三章 LED彩灯第一节 LED彩灯的概述LED（Light Emitting Diode），发光二极管，简称LED,，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。 它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。由于具有容易控制、低压直流驱动、组合后色彩表现丰富、使用寿命长等优点，广泛应用于城市各工程中、大屏幕显示系统。LED可以作为显示屏，在计算机控制下，显示色彩变化万千的视频和图片。 LED是一种能够将电能转化为可见光的半导体.传统的白炽灯的光效范围正常为12-17Lm/W。LED的光效根据发光颜色的不同而有所变化。对于白光LED，通常为29-42 Lm/W。 LED外延片工艺流程：近十几年来，为了开发蓝色高亮度发光二极管，世界各地相关研究的人员无不全力投入。而商业化的产品如蓝光及绿光发光二级管LED及激光二级管LD的应用无不说明了IIIV族元素所蕴藏的潜能。在目前商品化LED之材料及其外延技术中，红色及绿色发光二极管之外延技术大多为液相外延成长法为主，而黄色、橙色发光二极管目前仍以气相外延成长法成长磷砷化镓GaAsP材料为主。一般来说，GaN的成长须要很高的温度来打断NH3之N-H的键解，另外一方面由动力学仿真也得知NH3和MO Gas会进行反应产生没有挥发性的副产物。LED外延片工艺流程如下：衬底 - 结构设计 - 缓冲层生长 - N型GaN层生长 - 多量子阱发光层生 - P型GaN层生长 - 退火 - 检测（光荧光、X射线） - 外延片外延片- 设计、加工掩模版 - 光刻 - 离子刻蚀 - N型电极（镀膜、退火、刻蚀） - P型电极（镀膜、退火、刻蚀） - 划片 - 芯片分检、分级具体介绍如下：固定：将单晶硅棒固定在加工台上。切片：将单晶硅棒切成具有精确几何尺寸的薄硅片。此过程中产生的硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。退火：双工位热氧化炉经氮气吹扫后，用红外加热至300500，硅片表面和氧气发生反应，使硅片表面形成二氧化硅保护层。倒角：将退火的硅片进行修整成圆弧形，防止硅片边缘破裂及晶格缺陷产生，增加磊晶层及光阻层的平坦度。此过程中产生的硅粉采用水淋，产生废水和硅渣。 分档检测：为保证硅片的规格和质量，对其进行检测。此处会产生废品。研磨：用磨片剂除去切片和轮磨所造的锯痕及表面损伤层，有效改善单晶硅片的曲度、平坦度与平行度，达到一个抛光过程可以处理的规格。此过程产生废磨片剂。清洗：通过有机溶剂的溶解作用，结合超声波清洗技术去除硅片表面的有机杂质。此工序产生有机废气和废有机溶剂。RCA清洗：通过多道清洗去除硅片表面的颗粒物质和金属离子。具体工艺流程如下：SPM清洗：用H2SO4溶液和H2O2溶液按比例配成SPM溶液，SPM溶液具有很强的氧化能力，可将金属氧化后溶于清洗液，并将有机污染物氧化成CO2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机污物和部分金属。此工序会产生硫酸雾和废硫酸。DHF清洗：用一定浓度的氢氟酸去除硅片表面的自然氧化膜，而附着在自然氧化膜上的金属也被溶解到清洗液中，同时DHF抑制了氧化膜的形成。此过程产生氟化氢和废氢氟酸。APM清洗： APM溶液由一定比例的NH4OH溶液、H2O2溶液组成，硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜（约6nm呈亲水性），该氧化膜又被NH4OH腐蚀，腐蚀后立即又发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒和金属也随腐蚀层而落入清洗液内。此处产生氨气和废氨水。 HPM清洗：由HCl溶液和H2O2溶液按一定比例组成的HPM，用于去除硅表面的钠、铁、镁和锌等金属污染物。此工序产生氯化氢和废盐酸。DHF清洗：去除上一道工序在硅表面产生的氧化膜。 磨片检测：检测经过研磨、RCA清洗后的硅片的质量，不符合要求的则从新进行研磨和RCA清洗。腐蚀A/B：经切片及研磨等机械加工后，晶片表面受加工应力而形成的损伤层，通常采用化学腐蚀去除。腐蚀A是酸性腐蚀，用混酸溶液去除损伤层，产生氟化氢、NOX和废混酸；腐蚀B是碱性腐蚀，用氢氧化钠溶液去除损伤层，产生废碱液。本项目一部分硅片采用腐蚀A，一部分采用腐蚀B。 分档监测：对硅片进行损伤检测，存在损伤的硅片重新进行腐蚀。粗抛光：使用一次研磨剂去除损伤层，一般去除量在1020um。此处产生粗抛废液。精抛光：使用精磨剂改善硅片表面的微粗糙程度，一般去除量1 um以下，从而的到高平坦度硅片。产生精抛废液。检测：检查硅片是否符合要求，如不符合则从新进行抛光或RCA清洗。 检测：查看硅片表面是否清洁，表面如不清洁则从新刷洗，直至清洁。包装：将单晶硅抛光片进行包装。芯片到制作成小芯片之前，是一张比较大的外延片，所以芯片制作工艺有切割这快，就是把外延片切割成小芯片。它应该是LED制作过程中的一个环节LED晶片的作用：LED晶片为LED的主要原材料，LED主要依靠晶片来发光。LED晶片的组成：主要有砷(AS)铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(P)氮(N)锶(Si)这几种元素中的若干种组成。LED晶片的分类1、按发光亮度分：A、一般亮度：R、H、G、Y、E等B、高亮度：VG、VY、SR等C、超高亮度：UG、UY、UR、UYS、URF、UE等D、不可见光(红外线)：R、SIR、VIR、HIRE、红外线接收管：PTF、光电管：PD2、按组成元素分：A、二元晶片(磷、镓)：H、G等B、三元晶片（磷、镓、砷）：SR、HR、UR等C、四元晶片(磷、铝、镓、铟)：SRF、HRF、URF、VY、HY、UY、UYS、UE、HE、UGLED晶片特性表：LED晶片型号发光颜色组成元素波长（nm）晶片型号发光颜色组成元素波长（nm）SBI蓝色lnGaN/sic 430 HY超亮黄色AlGalnP 595SBK较亮蓝色lnGaN/sic 468 SE高亮桔色GaAsP/GaP 610DBK较亮蓝色GaunN/Gan 470 HE超亮桔色AlGalnP 620SGL青绿色lnGaN/sic 502 UE最亮桔色AlGalnP 620DGL较亮青绿色LnGaN/GaN 505 URF最亮红色AlGalnP 630DGM较亮青绿色lnGaN 523 E桔色GaAsP/GaP635PG纯绿GaP 555 R红色GAaAsP 655SG标准绿GaP 560 SR较亮红色GaA/AS 660G绿色GaP 565 HR超亮红色GaAlAs 660VG较亮绿色GaP 565 UR最亮红色GaAlAs 660UG最亮绿色AIGalnP 574 H高红GaP 697Y黄色GaAsP/GaP585 HIR红外线GaAlAs 850VY较亮黄色GaAsP/GaP 585 SIR红外线GaAlAs 880UYS最亮黄色AlGalnP 587 VIR红外线GaAlAs 940UY最亮黄色AlGalnP 595 IR红外线GaAs 940其它：LED晶片厂商名称：A、光磊（ED） B、国联（FPD）C、鼎元（TK）D、华上（AOC）E、汉光（HL） F、AXT G、广稼。LED系列只要产品有发光模组、数码管、彩虹管、发光地板砖、节日彩灯、酒吧灯、冷光灯、景观灯、庭院灯、草坪灯、全彩数码发光字、灯箱广告灯、太阳能灯、光纤灯、跑马灯、控制器、LED电子显示屏（单色、双基色、全彩）。第二节 LED显示数码管LED有共阴极和共阳极两种。如图所示。二极管的阴极连接在一起，通常此公共阴极接地，而共阳极则将发光二极管的阳极连接在一起，接入+5V的电压。一位显示器由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔划（段）ag，另一个小数点为dp发光二极管。当在某段发光二极管施加一定的正向电压时，该段笔划即亮；不加电压则暗。为了保护各段LED不被损坏，需外加限流电阻。LED数码管结构原理图3-1，3-2：图3-1 高电平驱动 共阴极图3-2 低电平驱动 共阳极第三节 系统主要功能该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。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 彩灯与普通 LED 彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。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 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z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。第四章 系统原理第一节 系统的硬件构成及功能新型 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 89C51 的 P 口输出控制信号；后者是受控模块，上面焊有三色 LED 彩灯和信号驱动芯片，模块置于 LED 的透明灯管内。第二节 主控模块电路设计主控模块电路如图 1 所示。主控模块主要设计器件有 AT89C51 ， 5 个七段码 LED 显示器， 8 个按键， 2 个稳压器（提供 12 V ， 5 V 电压）， 1 个信号输出驱动模块芯片 (MC4049) 等。通过软件设计，使单片机 P0 口作为三色 LED 驱动信号输出口及移位时钟 CLOCK 信号， P3 口为按键输入口， P2 口、 P1 口与 5 位七段码 LED 相接作为显示器的输出口。第三节管内 LED 板模块设计管内 LED 板模块电路见图 2 。管内 LED 板模块设计主要器件有 LED 彩灯（红、绿、蓝）、移位触发模块芯片 CD4076 等。根据实际应用彩灯长度需要，可将不同数量的该管内 LED 模块实现级连，组成一个完整的 LED 彩灯。考虑到功率损耗， LED 板模块之间接口处用信号正向驱动模块芯片 MC4049 连接。每个 LED 板模块上均匀分布 3 种颜色 LED 灯，在实际制作 PCB 时采用红、绿、蓝 3 色互隔焊接方式，在电路板上把 LED 发光管按顺序 L1( 红 ) 、 L2( 绿 ) 、 L3( 蓝 ) 、 L4( 红 ) 、 L5( 绿 ) 、 L6( 蓝 ) 依次均匀焊在板上成一条直线。为了得到更多的花样模式效果，可以使红绿 2 种灯从前往后驱动点亮闪烁，蓝灯从后往前驱动点亮闪烁，这样具有很好的动感视觉效果。 第五章 系统的软件设计第一节 软件设计新型 LED 彩灯控制器最大特点在于所有亮灯模式均由软件控制完成。系统中软件可以分为主程序和中断服务子程序。上电后在缺省状态以顺序调用 Model_i 花样亮灯模式流程为主程序，以一个单位时间 5 ms 的 T0 定时为中断服务子程序。在这个 5 ms 的 T0 定时基础上，可以根据需要来确定各种模式工作时间 Ti ，以及确定在各种亮灯模式 Mode l_i 内点亮和熄灭各种颜色 LED 灯的时刻： Red_on ， Red_off ， Green_on ， Green_off ， Blue_on ， blue_off 以及 Clock （移位翻转脉冲）等。整个系统软件由主程序（ Main ）、各个模式子程序（ Model_i ）、 5 ms 中断服务子程序 (T0 Interrupt) 、键盘扫描处理子程序（ Key Board ）、显示子程序（ Display ）等程序组成。利用 T0 定时器作为定时基本单位，根据模式需要计算好各控制信号的发生时刻，根据不同的模式 Mo del_i 可以设定不同的工作时间 Ti 和脉冲翻转频率 Fi 通过 P0 口输出，使各色 L ED 灯的驱动时刻与移位触发的翻转时刻步调一致，使 LED 彩灯按照设计的模式工作。 除了 T0 定时中断之外，程序的大部份时间是在处理按键的查询和 LED 显示的延时。 8 个按键分别为： 4 个参数按键（ Fi 增、减按键， Ti 增、减按键）， 3 个模式改变按键（模式上翻 UP 、模式下翻 DOWN 、模式保持 KEEP ）， 1 个功能切换按键。在每次的 T0 定时中断服务子程序里，需要对各个时间寄存器和模式寄存器进行加 1 或者清，为主程序查询作准备，同时查询是否已中断 6 次（ 30 ms ），若 30 ms 到了，则对参数按键查询一次，是否有时间 Ti 频率 Fi 增减键按下并进行相应子程序处理。主程序除了调用各种子模式子程序（ Model_i ），调用 LED 显示子程序 (Display) 和延时子程序 (Delay) 之外，还一直保持查询是否有功能切键按下以及是否有模式改变按键按下，一旦有功能切换键和模式改变键按下，就会进入相应的按键处理。 主程序流程如图 3 所示。亮灯模式子程序 Model_i 可以编写若干 (n 种 ) ，只要控制好各色灯触发和熄灭时刻就可以组合成各种亮灯效果。 Model_i 程序流程如图 4-1，4-2 所示。图4-1 主程序流程图 图4-2 Model.i模式状态流程图第二节 实例说明1系统源程序下面以第一种模式工作为例ORG 0100HMAIN：MOV SP50H /设计堆栈MOV TMOD，#01H /置定时器T0位方式1MOV TH0，#0FEHMOV TL0，#0D4H /定时为3ms/所有计数器,显示器,P1口都清零ANL RED_ON，#00HANL RED_OFF，#00HANL GREEN_ON，#00HANL GREEN_OFF，#00HANL BLUE_ON，#00HANL BLUE_OFF，#00HANL CLOCKCOUNT，#00HANL KEYCOUNT，#00H/显示器全灭MOV L1，#0AHMOV L2，#0AHMOV L3，#0AHANL L4，#0AHANL L5，#0AHANL TIME，#00HANL P1，#00HMOV R4，#00HMOV CLOCKDATE1，#01H /设定期1频率3ms时钟翻转一次MOV CLOCKDATE2，#02H /设定2频率6ms时钟翻转一次MOV CLOCKDATE3，#03H /设定3频9ms时钟翻转一次MOV TIMEDATE1，#02H /设定每一个模式工作0.45sMOV TIMEDATE2，#04H /设定每一个模式工作1.35sMOV TIMEDATE3，#06H /设定每一个模式工作2.25sMOV TIMEDATE4，#01H /设定每一个模式工作4.5sSETB ET0 /T0开中断SETB TR0 /T0开始定时SETB EA /CPU开中断LOOP：MOV L400HMOV LL500HINC L5 /模式”01”送显示器缓冲区SKIP：CJMP R4，#7FH，SKIP1 /有功能切换键按?LJMP OPERATE /有,跳入用户设定模式SKIP1：CJNE R4，#0FDH，H11 /有UP按下吗?MOV M1，#09HMOV M2，#03HLCALL CLEAR /调清零子程序LJMP SKIP39 /有,则上翻到第39种模式H11：CJNE R4，#0F7H，H12 /有KEEP按下否?ANL TIME ，#00HLCALL NEQ1 /调用模式Model_1JMP SKIP1 /有,则保持在第1种模式H12：CJNE R4，#0FBH，H1 /有DOWN按下否?JMP H14 /有,则下翻到第2种模式H13：LCALL NEQ1 /调用模式Model_1MOV A,TIMECJNE A，TIMEDATE2，SKIP1 /亮完2.4s否?H14：LCALL CLEAR /调清零子程序INC L5 /模式”0