简易舞台灯光控制箱Word文档下载推荐.docx
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5、组合开关键（D键）：
按一下组合开关键后，再分别按A、B、C键即可打开相应的开关。
（2）操作说明
灯光箱正常通电情况下：
1、按A,B键可以按自己意愿让地毯两边的灯依次点亮或熄灭；
2、按C键既进入模式选择，系统默认5种模式供用户选择，每按一次即可切换模式，第6次按下即退出选择；
3、按下D键,进入组合开关模式,再分别按A,B,C即可实现分别控制3组不同的灯的功能。
（3）显示说明
1、7805稳压管上，接了一个LED灯，作为该电控板正常工作的指示灯。
2、为了增加箱子的趣味性，用一块现成的电控板作为箱子的显示板，显示板会随着模式的改变而出现不同显示模式，非常吸引眼球。
3、组合模式指示灯，当按下“D”键的时候，该指示灯即亮起，提醒用户已进入组合按键模式。
二、软硬件总体设计
（三）系统框图
图2.1系统框图
（四）硬件总体设计
图2.2.1完成后电控板
（五）软件总体设计
图2.3软件总体设计流程图
三、简易舞台灯光控制箱的软硬件设计分析
（六）概述
灯光箱的硬件设计并没有你们想象中的那么复杂，要想实现随意控制闭合与断开，只有两种方法，一种就是有线控制，即用人手工控制开关的闭合，从而达到我们所想要的效果；
第二种就是无线控制，即用红外线遥控或无线电遥控控制灯组的开关。
把场地的原因考虑进去，排除了用有线控制这种控制方法，因为现场环境是复杂的，用线来把灯组和控制器都连接上是不合理的，因始排除这控制方法。
所以只能选择无线遥控这种方式，无线遥控常用有两种，一种是家庭使用比较多的，红外线遥控，红外线遥控的优点是接收快，反应迅速，而缺点也显而易见，就是如果有东西挡在接收点前，即无法接收。
无线电遥控模式相对来说自由性比较大，能在大范围内接收与发射，但反应没有红外线这种模式快。
同样的结合了场地的需要，如果灯光箱前面刚好有人挡住了，我不就不能控制灯组了吗？
所以最终还是选择了无线电遥控这种控制方法。
使用的模式决定了，接下来就是定设计的主体思路了，有无线电的加入，必然离不开单片机，有单片机的使用，必然需要稳压电路；
用继电器控制开关闭合，因为继电器工作电压是12VDC，而单片机工作电压为5V，所以也会用到反相器.......思路就慢慢的，有条理的建立起来。
在接下来的论述中，我会详细讲解本设计中的元器件作用及各部分的相互关系。
图3.1.1舞台灯光控制箱成品图
（七）主芯片管脚
（4）管脚配置
图3.2.1主芯片各管脚图
该单片机的特点：
1、增强型6时钟/机器周期,12时钟/机器周期8051CPU
2、工作电压:
5.5V-3.4V（5V单片机）/3.8V-2.0V（3V单片机）
3、工作频率范围:
0-40MHz,相当于普通8051的0~80MHz.实际工作频率可达48MHz.
4、用户应用程序空间4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字节
5、片上集成1280字节/512字节RAM
6、通用I/O口（32/36个）,复位后为:
P1、P2、P3、P4是准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）.PO口是开漏输出,作为总线扩展使用时,不用加上拉电阻,作为I/O口使用时,需加上拉电子.
7、ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程）,无需专用编程器/仿真器,可通过串口（P3.0、P3.1）直接下载用户程序,8K程序3S即可完成一片.
8、EEPROM功能
9、Wantchdog功能
10、内部集成MAX810专用复位电路（D版本才有）,外部晶体20M以下时,可省外部复位电路
11、共3个16位定时器/计数器,其中定时器0还可以当成2个8位定时器使用
12、外部中断4路,下降沿中断或低电平触发中断,POWERDOWN模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
13、通用异步串口（UART）,还可用定时器软件实现多个UART
14、工作温度范围:
0-75'
C/-40-+85'
C
15、封装:
LQFP-44，PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44
图3.2.2STC89C52RCPDIP-40封装图
（5）电气特性
图3.2电气特性参数表
（6）各部分电路原理分析
图3.3.1主芯片电路
如上图3.1.1所示：
该电路图为主芯片电路；
单片机正常工作必须满足3个条件，1）复位电路2）时钟电路3）电源电路如图所示，单片机左上方电路为复位电路，下方的电路为由晶振组成的时钟电路，电源电路就是直接给单片机上5V直流电。
图3.3.2反向驱动电路
该电路图是由两块反向芯片为核心组成的反向驱动电路，两块反向芯片的型号分别是2003APG和2083APG组成的，反向芯片的作用为：
输入高电平，输出低电平，输入低电平，输出高电平。
2003有8对管脚，其中1对为供电用管脚，其他7对都为反向管脚，而2083比2003多一对反向管脚；
通过把两块反向芯片与12个继电器相连，即可达到用5V直流电控制220V的交流，弱电控制强电的目的。
图3.3.37805稳压电路
该原理图为7805稳压电路：
POWEROUT输入12V直流电经过1000UF电解电容和104陶瓷电容滤波滤波以后，进入稳压管7805，出来以后继续经过两个电容滤波，得到平滑的5V直流电，供单片机使用。
图3.3.4315MHz无线电收发电路
上图是除了主芯片以外的另一块核心芯片：
315MHz无线收发模块，该模块是一块现成的PCB板
图3.3.574LS04芯片
74LS04芯片，作用与2003反向芯片相似；
IC2为315无线电模块，是成品模块，直接从商家手上买回来套用。
图3.3.6电源电路
电源电路：
市电220V交流通过3.15A保险管，压敏电阻，热敏电阻，滤波电容组成的保护电路，保护了PCB板的正常工作与安全，包括过流保护，过压保护等保护措施。
（八）软件编写
选择STC89C52的原因之一就是这个芯片不用专门的编写设备，用一个普通的编程实验盒即可拷录程序。
程序的编写也不复杂，只要有一台电脑，然后下载相应的编程软件，即可达到编写的目的，相比其他单片机，更适合大众使用。
在大学的时候简单的学习了汇编语言，知道了软件的基本构成，还有语句的简单运用。
但在实际操作中，并没有书本上学的那么简单，毕竟使用的环境不一样，你需要举一反三才能把原理搞明白。
接下来的程序，在我初次编写以后，经朋友帮助多次修改而成的，能正常运行的程序。
我会详细的讲解每个程序语句的组成及用法。
（九）程序分析
单片机内程序：
#include<
reg52.h>
intrins.h>
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
//第一第二句是头文件，第三第四句是宏定义语句，对单片机的宏定义，有头文件和宏定义语句，才能让程序正常运作并简化程序
sbitkeyA=P1^4;
sbitkeyB=P1^5;
sbitkeyC=P1^6;
sbitkeyD=P1^7;
sbitP10=P1^0;
//游侠灯
sbitP11=P1^1;
//低速灯
sbitP12=P1^2;
//高速灯
sbitP13=P1^3;
//D键按下时的提示灯
sbitP23=P2^3;
sbitP22=P2^2;
sbitP21=P2^1;
inttemp,time;
ucharkeyA_flag,keyB_flag,keyC_flag,keyC_flag2,keyC_flag3,keyD_flag,keyD_flagC,keyD_flagB,keyD_flagA,mode_flag,temp1,mode,tt,t1;
//位定义，对单片机内的管教进行相关的定义，P14—P17管脚为遥控模块输入管脚，然后到各指示灯的定义，等
ucharcodetable[]={
0x00,0x01,0x03,0x07,0x0f,
0x1f,0x3f,0x7f,0xff};
voiddelay（uintz）//延时子程序
{
uintx,y;
for（x=z;
x>
0;
x--）
for（y=124;
y>
y--）;
}
//延时子程序，起延时作用，为下面按键扫描程序作铺垫
voidinit（）//初始化子程序
P0=0x00;
temp=0;
temp1=0;
keyD_flagA=0;
keyD_flagB=0;
keyD_flagC=0;
mode_flag=0;
keyD_flag=0;
keyC_flag=0;
//time=15;
mode=0;
//模式清0
//IT0=1;
//外中断跳变产生中断
//EX0=1;
TMOD=0x01;
//设置定时器0
TH0=（65536-50000）/256;
//设置定时器的初值
TL0=（65536-50000）%256;
EA=1;
//打开总中断EA为总中断口
ET0=1;
//ET0为定时允许位
TR0=0;
//TR0为定时控制位
voidkey（）//按键扫描与处理子程序
if（keyD==0）
{
delay（10）;
if（keyD==0）
{
while（!
keyD）;
//松手检测
keyD_flag++;
if（keyD_flag==1）
P13=0;
if（keyD_flag==2）
{
keyD_flag=0;
P13=1;
}
}
}
if（keyA==0）//加1键按下时
if（keyA==0）
keyA）;
//松手检测
if（keyD_flag==0）
if（keyA_flag==0&
mode_flag==0）//模式键没按下时，按下A键时灯加1//有加1时才允许减1
{
temp++;
keyB_flag=0;
P10=~P10;
if（temp==8）//判断是否加了8次
{
temp=8;
//加够了8次就不能再加了
keyA_flag=1;
}
}
/*if（mode_flag==1）//模式键按下时，按下A键时加速
time=time+5;
//P12=1;
if（time==40）
time=5;
//P12=0;
}*/
keyD_flagA++;
//if（keyD_flagA==1）
//{
P21=1;
//LAMP3亮
//}
if（keyD_flagA==2）
P21=0;
keyD_flagA=0;
}
if（keyB==0）
if（keyB==0）
keyB）;
if（keyB_flag==0&
mode_flag==0）
temp--;
keyA_flag=0;
if（temp==-1）
temp=0;
keyB_flag=1;
/*if（mode_flag==1）
time=time-5;
//P11=1;
if（time==0）
time=35;
//P11=0;
}
keyD_flagB++;
//if（keyD_flagB==1）
P22=1;
//LAMP2亮
if（keyD_flagB==2）
P22=0;
keyD_flagB=0;
}
if（keyC==0）//模式键按下时
if（keyC==0）
keyC）;
keyC_flag++;
if（keyC_flag==1）//按下第1次时开启模式循环显示
time=5;
//第一种模式循环时间为0.25s
tt=0;
mode_flag=1;
temp=0;
temp1=0x01;
P0=temp1;
TR0=1;
//打开定时器
if（keyC_flag==2）
P0=0;
temp1=0;
time=15;
//第二种模式循环时间为0.75s
}
if（keyC_flag==3）
temp1=0xfe;
//对P0口赋一个初值，为下一个模式准备
mode=2;
t1=0;
//第三种模式循环时间为0.25s
if（keyC_flag==4）
P0=0x55;
mode=4;
P10=0;
//第四种模式循环时间为0.75s
if（keyC_flag==5）
TR0=0;
TH0=（65536-50000）/256;
TL0=（65536-50000）%256;
time=2;
//第五种模式循环时间为0.1s
if（keyC_flag==6）//按下第6次时关闭模式显示
//关闭定时器
keyC_flag=0;
mode_flag=0;
keyD_flag=0;
mode=0;
P11=1;
P12=1;
keyD_flagC++;
//if（keyD_flagC==1）
P23=1;
//LAMP1亮
if（keyD_flagC==2）
P23=0;
keyD_flagC=0;
voiddisplay（）
if（keyC_flag==0）
P0=table[temp];
voidmain（）
init（）;
while
（1）
key（）;
display（）;
voidtimer0（）interrupt1//中断子程序
tt++;
if（tt==time）//50ms中断一次，20次就为1s
tt=0;
if（keyC_flag==1）//第一种模式：
点亮一个灯左移8次，然后右移8次，如此循环3次
if（mode==0）//左移
t1++;
temp1=_crol_（temp1,1）;
//左移指令
P0=temp1;
if（t1==8）//判断是否左移了8次，是的话就退出左移
mode=1;
if（mode==1）//右移
temp1=_cror_（temp1,1）;
//右移指令
if（t1==8）//判断是否右移了8次，是的话就退出右移
}
if（keyC_flag==2）//第二种模式：
全亮0.5S然后全灭0.5S，循环4次
P0=~P0;
//对P0口取反
if（keyC_flag==3）//第三种模式：
灭一个灯左移8次，然后右移8次，如此循环3次
if（mode==2）
if（t1==8）
mode=3;
P10=1;
if（mode==3）
if（keyC_flag==4）//第四种模式：
1357全亮0.5S然后2468全亮0.5S，循环4次
//对P0口取反
if（keyC_flag==5）
if（mode==4）
temp++;
P0=table[temp];
if（temp==9）//判断是否加了8次
mode=5;
if（mode==5）
temp--;
if（temp==0）//判断是否减了8次
}
}
}
四、软硬件测试
（一十）硬件测试
电路板焊好以后，不一定能够正常地工作，在投入使用之前必须进行硬件的调试检查，调试检查包括电路通断检查，电压电流的检查，芯片安装是否正确，等等。
电路板在通电之前必须先检查是否存在短路或断路的现象，如果存在短路或断路的现象必须手工进行修正。
确认没有存在短路或断路的现象后，可以给电路板通电进行静态测试。
静态测试时，对电路板的关键点电压进行测试，这些关键点电压有电源电压，复位电路电压，晶振电路电压，等。
（一十一）软件测试
软件测试是一个复杂的步骤,因为你需要非常细心才能发现程序中的错误,因为当你顺着思路写程序的时候,有时候会不小心的犯一些基本的错误,好像漏了一个句号,语句字母的输入错误等。
下面我将会把我编写程序时出现的问题作一个简单的归纳。
1）电控板初次上电时所有灯闪一下，除了第9，10,11号等没闪。
初次检查没发现大的问题，排除了程序结构的错误。
再次检查，小问题也没有，原来以为会有漏符号，语句输入错误这些发生，发现也没出现，排除了程序的编写错误。
于是请教我指导我设计的指导老师，经过几番周折，终于知道这不是我程序的编写错误或者硬件的不合理组合。
是由于主芯片的管脚分布，主芯片一共有4组I/O端口，分别为P0、P1、P2、P3口，P1、P2、P3口为内置10开上拉电阻，P0口没有接上拉电阻，这样可以给予顾客不同的选择，因为我设计和布线的需要，我选择了P0、P1和P2口，前面8个继电器都是通过P0口来控制，P0口外接10K排阻，所以在上电的瞬间，芯片P0口输出低电平，2003反向，继电器吸合，所以会有一瞬间的点亮。
2）在逐次递增闪烁模式下，灯的闪烁频率太高太快，这样会导致继电器长期吸合从而造成打火现象。
于是查找相关的程序语句：
中断子程序：
TH0=（6
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