电子技术课程设计报告.docx

北 华 航 天 工 业 学 院课程设计报告（论文）设计课题： 节日彩灯控制器的设计 专业班级： B13241 学生姓名： 薛富云 指导教师： 王晓 设计时间： 2015年7月6日 北华航天工业学院电子工程系 电子技术综合实训- 课程设计任务书姓 名：薛富云专 业：电子测控班 级：B13241指导教师：王晓职 称：课程设计题目：节日彩灯控制器的设计已知技术参数和设计要求：技术参数：单片机AT89C51设计任务：以单片机为核心，设计一个节日彩灯控制器。设计要求： P1.2开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。 P1.3停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。 P1.4上，按此键则灯由上向下流动。 P1.5下，按此键则灯由下向上流动。所需仪器设备：单片机开发板 万能表 电烙铁 直流电源成果验收形式：答辩参考文献：221222 胡宴如.高频电子线路M.高教出版社. 2001.9：12-19 2 卢屹 数字锁相环的参数设计及其应用J 通信技术2001，（9）：12- 时间安排2014年2015年第二学年第17周至18周指导教师： 教研室主任： 年 月 日注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。目 录一 概 述 1二 方案设计与论证 2三 单元电路设计与参数计算 3 四 总原理图及元器件清单 33.2单片机最小系统设计 53.3LED彩灯显示电路设计 63.4按键控制电路设计 6五 安装与调试 7六 性能测试与分析 9（要围绕设计要求中的各项指标进行）七 结论10八 心得体会 11九 参考文献 15 一、概述 （摘要）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。 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。二、方案设计与论证 方案设计：通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我想出了自己的技术方案。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，通过最小系统的扩展来的设计，来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图1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发光二极管组成。时钟电路复位电路按键电路LED彩灯显示电路显示AT89C51单片机 图1此设计方案中单片机的P1口接4路按键控制电路，实现彩灯花型的切换功能；单片机上的P0口接8路LED发光二极管组成彩灯电路，显示彩灯循环情况。方案论证：以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，控制的图案花样多，移植性好等。三、单元电路设计与参数计算为使该LED节日彩灯控制系统具有更加好的方便性和灵活性，我对系统的硬件做了精心设计。硬件电路包括直流稳压电源电路、单片机最小系统、LED彩灯显示电路、按键控制电路以及串口电路五大模块。1 单片机最小系统设计模块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2如图所示。 图2 单片机最小系统2.LED彩灯显示电路设计模块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,电阻主要是为了起到限流的作用，然后接在与之相对应的P1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1k欧姆的电阻。如图3所示。图3LED彩灯显示电路3.按键控制电路设计按键控制电路是由5个按键开关构成的。他们分别接在单片机AT89C51的P1接口和P3.0口,Key1Key5接在P1.0P1.4,Key6接在P3.7上。为了一对一的控制LED灯的闪烁方式。当按下开关Key1时,LED彩灯系统闪烁第一种彩灯花型。当按下开关Key2时,LED灯系统闪烁第二种闪烁方式，以此类推。当闭合Key6时，彩灯闪烁节拍变慢。如图4所示。图4 按键电路四、总原理图及元器件清单1总原理图2 元件清单元件序号型号主要参数数量备注Atmega16AT89C511R1R21K10直流电阻LED8发光二极管KEY5按键开关五、系统的软件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4个按键的情况判断，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。 ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START: MOV P0,#0FFH MOV A,#0FEH JNB P1.0,LOOP JNB P1.1,LOOP1 JNB P1.2,LOOP2 JNB P1.3,LOOP3 AJMP STARTLOOP: MOV P0,A LCALL DEL JNB P1.1,LOOP1 RL A AJMP LOOP LOOP1: MOV P0,#0FFH JNB P1.2,LOOP2 JNB P1.3,LOOP3 AJMP LOOP1LOOP2: JNB P1.0,LOOP JNB P1.1,LOOP1 JNB P1.3,LOOP3 MOV P0,A LCALL DEL RL A AJMP LOOP2LOOP3: JNB P1.0,LOOP JNB P1.1,LOOP1 JNB P1.2,LOOP2 MOV P0,A LCALL DEL RR A AJMP LOOP3 DEL: MOV R5,#02HDEL1: MOV R6,#0F0H DEL2: MOV R7,#0F0H DEL3: DJNZ R7, DEL3 DJNZ R6, DEL2 DJNZ R5, DEL1 RET END五、安装与调试1.安装按照原理图将元器件焊接到电路板上，焊接时需要有耐心和仔细，不可焊错，否则就不能功能，焊接完成先检查一遍是否有焊错和虚焊。2.调试在调试过程中，六、性能测试与分析七、结论八、 心得体会九、参考文献221222 胡宴如.高频电子线路M.高教出版社. 2001.