基于单片机控制的节日彩灯控制课程设计Word文件下载.docx
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单片机节日彩灯控制器
初始条件：
1.Protues7professional的ISIS7professional和ARES7professional软件
2.Keiluvision4软件
3.单片机的相关资料指导书
要求完成的主要任务:
（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
设计一个节日彩灯控制器,实现不同的闪烁方式,要求:
（1）:
开始,按此键则灯开始流动（由上而下）；
（2）:
停止,按此键则停止流动,所有灯为暗；
（3）:
上,按此键则灯由上向下流动；
（4）:
下,按此键则灯由下向上流动。
时间安排：
十八周到十九周设计，十九周答辩
指导教师签名：
年月日
系主任（或责任教师）签名：
年月日
附件3：
武汉理工大学课程设计教学检查记录表
课程设计名称设计周数检查日期
课程设计指导教师进行方式：
集中□分散□.地点
检查项目
检查结果
好
一般
不理想
差
课程设计选题适当程度
学生数与指导教师数配比
（15名学生/教师好；
>
=20名/教师一般；
=30名学生/教师不理想；
>
40名学生/教师差）
指导教师到位情况
学生课程设计完成进度及质量
对学生课程设计日常管理（出勤考核）措施及执行情况
课程设计秩序
综合意见：
检查人
附件6：
本科生课程设计成绩评定表
陈文超
性别
男
专业、班级
物流工程学院行政1001班
课程设计题目：
基于51单片机的交通灯设计
课程设计答辩或质疑记录：
1．选题合理、目的明确10分
2．设计方案正确，具有可行性、创新性20分
3．设计结果20分
4．态度认真、学习刻苦、遵守纪律15分
5．设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）10分
6.答辩25分
成绩评定依据：
最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）
指导教师签字：
年月日
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。
1设计任务
设计目的
1、通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。
2、通过节日彩灯控制系统的设计，掌握简单程序的编写以及硬件选择的能力，最终提高我们的逻辑抽象能力。
设计内容和要求
内容：
设计一个彩灯控制器
要求：
（2）:
设计思路
1.先熟悉单片机控制原理，明确选题要求。
2.给出多种方案，并选择一个最优方案来完成彩灯的点亮。
3.绘制电路原理图，编写程序，并进行仿真，实现节日彩灯的功能。
2总体方案设计与论证
通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。
下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。
方案比较
彩灯控制器大致可分为两种方案实现。
一种是利用电子电路装置控制，另一种是采用单片机控制。
方案一
根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。
其框图如图2-1所示。
图2-1方案一的原理框图
方案二
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，来达到本设计的要求。
其硬件构成框图如图2-2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。
图2-2方案二的原理框图
方案二：
此设计方案中单片机的P3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P1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
如果采用方案一，利用电子电路装置控制，其电路不是很复杂，制作相对较容易点，成本也相对较低，但可调性差，亮灯模式少而且样式单调，达不到设计任务要求或实现困难。
而采用方案二，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。
方案选择
综上，显然方案二各方面优越于方案一，以及为了体现专业优势，本次设计采用第二种方案。
3系统硬件设计
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，我们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。
单片机最小系统设计
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3-1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。
电路如图3-1所示。
图3-1单片机最小系统
LED彩灯显示电路设计
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3-2所示。
图3-2LED彩灯显示电路
按键控制电路设计
按键控制电路是由6个按键开关构成的。
他们分别接在单片机AT89C51的P1接口和口,Key1—Key5接在—,Key6接在上。
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3-3所示。
总体设计电路如图3-4所示。
图3-3按键电路
图3-4总体设计电路
4系统的软件设计
单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么样进行控制，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的明灭。
软件编程是多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统中的一个重要的组成部分，是本设计的重点和难点。
下面,我将阐述多控制、多闪烁方式的LED彩灯系统是如何实现8个LED彩灯的循环点亮，来介绍实现流水彩灯控制的软件编程方法。
按键扫描子程序设计
本设计是以单片机AT89C51为核心控制8个发光二极管4种闪烁方式的变换。
程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，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。
主程序设计
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。
org00h
jmpstart
start:
movp3,#0ffh
jnb,button4
sjmpstart
button3:
movp1,#0ffh
button4:
movp1,#0feh
lcalldelay
loop:
mova,p1
rla
movp1,a
jnb,button3
jnb,button1
sjmploop
button1:
movp1,#7fh
lop:
rra
sjmplop
delay:
movr6,#200
loop2:
movr7,#250
loop1:
nop
djnzr7,loop1
djnzr6,loop2
ret
end
5课程设计总结
在不断学习中，终于完成了课程设计任务。
通过本设计锻炼了我们的实践能力，也是对以后我们实际工作能力的训练和考察过程。
现在是一个高科技的时代，单片机的应用无处不在，这更坚定了我要学好单片机的决心。
本设计本身就比较简单，整个设计的过程中每一步都是自己亲自做过的，在经过遇到问题，思索问题到解决问题的过程中，就连向别人请教的过程也是一种收获，收获是最多的。
以往没有注意到的问题，都在这一次的课程设计中得以体现，这培养了我的细心，耐心和专心。
我觉得能够在这次的课程设计中学到很多的东西，以往不注意的细节，在这一次中是必须让自己去注意的。
也是我这所学到知识的一个体现。
我深深知道，每一次的学习实践环节都是那么的来之不易，都是通过老师的深思熟虑后，才给我们定下目标。
然后让我们在知识的海洋里翱翔，让我们随着年龄的增长不断的扩充自己的知识领域，也逐渐成熟，逐渐长大，老师同时也教导我们逐渐成为一个能够为身边的人，为家庭，为国家做出点点贡献的人，教导我们学会感恩。
所以，我在这次的课程设计中，认真对待每一个过程，希望自己的认真，自己最后的课程设计的成果能够回报老师教导。
参考文献
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哈尔滨工业大学出版社，.
[2]吕曙东、孙宏国.电工电子实验技术[M].南京：
东南大学出版社，.
[3]褚南峰.电工技术试验及课程设计[M].北京：
中国电力出版社，.
[4]郭永贞.电子技术试验与课程设计指导模拟电路分册[M].南京：
[5]康华光.电子技术基础[M].第五版.北京：
高等教育出版社，.
[6]西华大学老师.电子技术试验指导书[M].成都：
西华大学电工电子试验实习中心，.
[7]陈正义.单片机控制实习[M].北京：
人民邮电出版社，.
[8]姚富安等.实用电子实际基础[M].北京：
理工大出版社，.
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