节日彩灯控制器的设计Word文件下载.docx

节日彩灯控制器的设计Word文件下载.docx

《节日彩灯控制器的设计Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《节日彩灯控制器的设计Word文件下载.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

4.1.3振荡器特性………………………………………………………………5

4.1.4芯片擦除…………………………………………………………………6

4.1.5AT89C51最小系统……………………………………………………6

4.2电路及连线设计……………………………………………………………6

5.软件设计………………………………………………………………………7

5.1程序设计……………………………………………………………………7

5.2系统程序流程图……………………………………………………………8

5.2.1主程序流程图……………………………………………………………8

5.2.2正向流动程序流程图和反向流动程序流程图…………………………9

5.2.3延时程序流程图…………………………………………………………10

5.3系统程序……………………………………………………………………11

6.系统联调……………………………………………………………………12

6.1仿真效果图…………………………………………………………………12

6.2按S0键则等开始流动（从上到下）………………………………………12

6.3按S2键则灯由上向下流动………………………………………………13

6.4按S3键则灯由下向上流动………………………………………………13

7.绘制PCB电路板图和三维立体图……………………………………………13

7.1绘制PCB电路板图…………………………………………………………13

7.2绘制三维立体图……………………………………………………………14

结论……………………………………………………………………………15

参考文献…………………………………………………………………………15

致谢……………………………………………………………………………15

附录……………………………………………………………………………16

摘要：

节日彩灯使生活中常常用到的装饰物品,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。

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。

彩灯控制器主要是通过电路产生有规律变化的脉冲信号来实现彩灯的各种变化,它集中地运用了单片机、LED、，自动控制等技术，是典型的基于单片机的电子产品。

本文以AT89C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、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。

按S0键使灯开始流动；

按S1键则停止流动；

按S2键则灯由上向下流动；

按S3键则灯由下向上流动。

通过按键能方便使用者选择不同样的亮法。

并用proteus仿真能使八盏彩灯顺序点亮，逆序点亮和停止。

并做出pcb电路板图。

为节日增加气氛。

具有精度较高、成本低、装调容易，有一定的市场价值的特点，实现了对彩灯的控制。

关键词：

节日彩灯；

设计；

单片机；

仿真

1.绪论

19世纪兴起的单片机以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位。

又有数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。

近年来，数字电路又有了巨大的发展。

可编程逻辑器件（PAL、GAL等）的发展和普及最终使IC的设计面向了用户（这是模拟电路无法做到的），而这毫无疑问会给用户带来巨大的便捷，从而奠定它在电子电路中的对位。

随着集成技术的进一步提高，各种新技术的出现和应用，人类历史横跨数码时代向更进一步发展已出现在各大型相关企业的宏伟蓝图中。

新世纪里谁掌握了新技术谁就得到了获胜的资本，也仅仅是资本而矣。

新世纪里电子行业的发展速度令人窒息，闻名的摩尔定律更把许多人威吓在门外。

可以展望，一个由数字构成的新世界即将出现。

那将是人类文明的又一飞跃，不仅可以获得良好的观赏效果，而且可以省电（与全部彩灯始终全亮相比）。

近年来，随着人们生活水平的较大提高，人们对于物质生活的要求也在逐渐提高，不光是对各种各样的生活电器的需要，也开始在环境的幽雅方面有了更高的要求。

比如日光灯已经不能满足于我们的需要，彩灯的运用已经遍布于人们的生活中，从歌舞厅到卡拉OK包房，从节日的祝贺到日常生活中的点缀。

这些不紧说明了我们对生活的要求有了质的飞跃，也说明科技在现实运用中有了较大的发展。

彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。

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，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，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。

彩灯控制器主要是通过电路产生有规律变化的脉冲信号来实现彩灯的各种变化。

2.设计内容

2.1设计任务

以单片机为核心，设计一个节日彩灯控制器。

2.2设计要求

设计4个按键S0、S1、S2、S3,

S0—开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。

S1—停止，按此键则停止流动。

S2—上，按此键则灯由上向下流动。

S3—下，按此键则灯由下向上流动。

2.3功能分析

由按键控制功能的流水灯,其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED的Ｉ/Ｏ口送出低电平，可实现题目要求的功能。

3.方案论证

3.1方案一

以80C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、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。

按键可以在彩灯使用的时候选择不同的亮法，使彩灯流动的方向改变，键一可以使彩灯由上而下开始流动，键二可以使彩灯停止，三号键可以使彩灯由上而下流动，四键则可以使彩灯由下而上流动。

通过按键能方便使用者选择节日彩灯的开启、流动方向和停止。

系统框图如下：

图1.系统框图

3.2方案二

利用模电原理设计，电路用数字电路完成。

结构复杂，以RY169电路为核心，加上发光二极管的特性以及继电器的原理构成，故障系数大，不易调试，成本可能较高。

3.3方案选择

利用单片机设计电路，由于使用软硬件结合的方式代替了数字电路的复杂性，所以电路结构简单、调试也相对方便，经济实惠。

与第二种方案比较优点是非常明显的。

此彩灯精度较高、造价低廉、装调容易。

经过比较考证后我们选第一种方案来完成本次设计。

4.硬件电路设计

单片机（SCM）是单片微型计算机（SingleChipMicrocomputer）的简称。

它是把中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、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SCM在技术上、体系上不断扩展其控制功能，国际上已经采用MCU（MicroControllerUnit）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，AT89C51在我国非常流行，它最大的特点是内部有可以多次重复编程的闪烁ROM,并且闪烁ROM可以直接用编程器来擦写（电擦写），使用起来比较方便。

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ROM﹑RAM﹑I/O口﹑定时/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/A转换器等，又要设计合适的接口电路。

4.1AT89C51单片机硬件结构

AT89C51是一种低功耗/低电压、高性能的八位CMOS单片机，片内有一个4KB的FLASH可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory），它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术，而且其输出引脚和指令系统都与MSC—51兼容。

片内置通用8位中央处理器（CPU）和FLASH存储单元，片内的存储器允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程。

因此，AT89C51是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用于各种控制领域。

4.1.1主要特性

（1）与MCS-51产品指令系统兼容

（2）4K字节可编程闪烁存储器

（3）寿命：

1000写/擦循环

（4）数据保留时间：

10年

（5）全静态工作：

0Hz-24Hz

（6）三级程序存储器锁定

（7）128*8位内部RAM

（8）32可编程I/O线

（9）两个16位定时器/计数器

（10）6个中断源

（11）可编程串行通道

（12）低功耗的闲置和掉电模式

（13）片内振荡器和时钟电路

4.1.2管脚说明

VCC（40）：

供电电压，其工作电压为5V。

GND（20）：

接地。

P0端口（P0.0-P0.7）：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1端口（P1.0-P1.7）：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2端口（P2.0-P2.7）：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3端口（P3.0-P3.7）：

P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输