单片机霓虹灯控制.

1、辽宁工业大学单片机及接口技术课稈设计（论文）题目：霓虹灯控制器的设计院（系）： 电子与信息工程学院专业班级：学 号：学生姓名：指导教师：教师职称：起止时间：2013.07.03-2013.07.12I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院教研室：通信工程教研室号 学峰 刘淤目 ai题 7课程设计论文>任务O 对 析 讷 析 分 等 分 ， 一应 案 图 显 方 框 计 构 、不 设 结 静 、 体 併 。 料 总 剖 器 资 制W 制 阅 绘 側 控 查 ，弟 灯 ； 案 单 。 虹 。标 方 序 霓 制 指 计 十 程 A - /

2、T 一 1 n 、匸 O 计。控 能 设 设析源 设式关 性 体 的分缔。 儿方开 W 总 路理汇书 Ja示点 明 的 电n及明 制显触 ， 理 本作图说 控置无 求 合 则工程计 伪毀肿 浚 定 元、流设 机键采#-确 单择>程 片按灯 设 併 各选程课 单用虹 析 正 牛成 >:以可霓宀冷分 血创完貉写完 F 、 、 、 、一二 、儿 、 、 仔 12 3 1 。 2 杵 3 舌 45 十 十 乂 匸 拒 如 t Z 包指导教师评语及成绩日月 7/ 36字年 6 签轩 U:生 纺 学 成绩 文成 论总 % % o O2 2 z( /( 绩绩宀十 成成签 时辩 师 平昔教指这次的

3、课程设计的任务是设计一个霓虹灯控制器，并且可以通过按键开控制 霓虹灯的闪烁方式。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，低廉的造价以及控制简单等特点 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。本设计是以单片机AT89C51为核心控制用8个发光二极管代替霓虹灯并进行 5种闪烁方式的变换。本次采用的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，来达到本设计的要求。利用时钟电路、复位 电路即单片机最小系统以及按键控制电路来控制单片机，进而控制霓虹灯的输出 闪烁方式。最终对设计的结果进行仿真

4、，观察 LED发光二极管的闪烁方式以及规律。关键词：AT89C51 ；最小系统；发光二极管；闪烁方式#I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）目录第1章设计方案论证 11.1霓虹灯控制器的设计意义 11.2本文设计要求及参数要求 11.3总体设计方案 2第2章硬件各单元电路设计 32.1单片机最小系统设计 32.2 LED彩灯显示电路设计 42.3按键控制电路设计 5第3章软件程序设计及仿真 63.1工作在方式三时的输出情况仿真 63.2源程序清单 7第4章设计总结 11参考文献 12附录1 13附录2 14iiiI 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）第1章设计方案论证1.1霓虹灯控制器

5、的设计意义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，低廉的造价以及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行改进。1.2本文

6、设计要求及参数要求设计要求：1、利用单片机控制霓虹灯的点亮；2、根据键盘的不同控制要求，实现霓虹灯的不同颜色灯的点亮、 霓虹 灯的轮流点亮闪烁、顺序闪烁等； 设计内容：1、分析设计要求，明确性能指标；查阅资料、设计方案分析对比。2、论证并确定合理的总体设计方案，绘制总体结构框图，分析工作原 理。3、完成各单元具体电路的设计：单片机最小系统、显示等电路。包括 元器件选择、工作原理分析。4、写出程序流程图及汇编源程序。5、完成课程设计说明书。1I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）1.3总体设计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 的设计，来达到本设计的要

7、求。其硬件构成框图如图1.1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发光二极管和5V直流电源电路组成。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。5V直流电源电路图1.1总体设计方案框图第2章硬件各单元电路设计2.1单片机最小系统设计单片机最小系统包括时钟电路与复位电路。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 12MH

8、z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。C2HI33pF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 2.1所示。+5v1 L ° °R1330CRYSTALC322uFC133pFU1rR2330P XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A

9、9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD1939189322129248AT89C513031235635343322232526111214153837363I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）#I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）图2.1单片机最小系统原理图#I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）2.2 LED彩灯

10、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P2 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330欧姆的电阻。其电路原理如图 2.2所示：1918293031U1/TAL1XTAL2RSTPSENALEEAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.

11、4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393836-343332212223242526272810111213141516175I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）#I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）图2.2彩灯显示电路原理图#I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）#I 5劈单片机及接口技术路课程设计（论文）2

12、.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。如图2.3所示:31K1K2K3K4K5U1卜 XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12TA-P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1 0P3 O/RXDP1.1P3.1/TXDP1 2P3 2/INT0P1.3P1 4P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P1.5P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD19189

13、322128110817AT89C5134-3T293023452223242526271112131439383736671516+5V图2.3按键控制电路原理图当按键K1按下时，LED彩灯为第一种闪烁方式，即彩灯按从上到下被点亮； 当按键K2按下时，LED彩灯为第二种闪烁方式，即彩灯从上到下依次点亮后, 再从下到上依次熄灭；当按键K3按下时，LED彩灯为第三种闪烁方式，即彩灯每隔一个交替闪烁；当按键K4按下时，LED彩灯为第四种闪烁方式，即彩灯上下同时向中间依次 被点亮；当按键K5按下时，LED彩灯为第五种闪烁方式，即上下彩灯被点亮，其他彩 灯由下到上依次闪烁点亮。第3章软件程序设计及仿真

14、3.1工作在方式三时的输出情况仿真C2+5vAD1=爲ALC1U119D2R3l_L330R4+5VA33pFK3K4-：K1.II|-=-K2 01829.12734T56778T,XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1 0P3 0/RXDP1 1P3 1/TXDP1.2P3.2/INT0P1 3P1 4P3 4/T0P1.5P3.5

15、/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD 21AT89C51i 23243925-26D3D4D5LED-YELLOWD6D7LED-YELLOWD8LED-YELLOWR5330R6R7330R8330R9330R103307+5V图3.1方式三时的输出仿真图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。接下来我们将在 Proteus软 件进行软硬件结合的调试。当按键K3按下时，此时工作为第三种闪烁方式，即霓虹灯交替被点亮。3.2源程序清单ORG 0000HLJMP MAINORG 0040HMAIN:

16、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:MOV P2,#0FEHLCALL D

17、elayMOV P2,#0FCHLCALL DelayMOV P2,#0F8HLCALL Delay MOV P2,#0F0H LCALL Delay MOV P2,#0E0H LCALL Delay MOV P2,#0C0H LCALL Delay MOV P2,#80HLCALL DelayMOV P2,#00HLCALL DelayMOV P2,#80HLCALL Delay MOV P2,#0C0H LCALL Delay MOV P2,#0E0H LCALL Delay MOV P2,#0F0H LCALL Delay MOV P2,#0F8HLCALL Delay MOV P2,#

18、0FCHLCALL Delay MOV P2,#0FEH LCALL Delay MOV P2,#0FFH LCALL Delay LJMP MAINZ:LJMP K5K3:MOV P2,#55HLCALL DelayMOV P2,#0AAHLCALL DelayMOV P2,#0FFHLJMPMAINK4:MOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#00111100BLCALL DelayMOV P2,#00011000BLCALL DelayMOV P2,#00000000BLCALL DelayMOV P2,#10000001BLCALL DelayMOV P

19、2,#11000011BLCALL DelayMOV P2,#11100111BLCALL DelayMOV P2,#11111111BLCALL DelayLJMP MAINK5:MOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10111111BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10011111BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10001111BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10000

20、111BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10000011BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10000001BLCALL DelayMOV P2,#00HLCALL DelayMOV P2,#0FFHLCALL DelayMOV P2,#00HLCALL DelayMOV P2,#0FFHLCALL DelayLJMP MAINDelay:JNB P3.0,D1MOV R5,#01HLJMP D5D1:MOV R5,#04HD5:MOV R6,#0FFHD6:MOV R7,

21、#0FFHD7:NOPDJNZ R7,D7DJNZ R6,D6DJNZ R5,D5RETEND第4章设计总结本次设计的是一个霓虹灯控制器，要求能够运用开关按键控制霓虹灯的闪烁 方式，在本次设计中采用了发光二极管代替了霓虹灯来显示输出的闪烁方式。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，低廉的造价以及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。本次设计采用了AT89C51单片机的最小系统即时钟电路与复位电路，通过5个开关按键来控制8个发光二极管的闪烁方式，形成了 5种不同的闪烁方式。并且本设计针对第三种闪烁方式进 行了仿真，得出8个发光二极管的交替间隔闪烁，与预期的结果相符合，证明了 设计的正确性。这进行课程设计的这段时间里，当真正涉及到自己解决实际问题 时才感到知识的匮乏，才深深的感受到知识的重要性以及理论与实践结合的重要 意义。134 Q诊殳聲单片机及接口技术路课程设计（论文）参考文献1 张毅刚编著单片机原理及应用高等教育出版社2009.52 李朝青编著单片机原理及接口技术北京人民邮电出版社，2006,10,013 李广弟编著单片机基础北京航天航空出版社，2006,01 o4 陈海宴编著51单片机原理及应用北京航空航天大学出版社19