设计报告 2.docx

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设计报告2

目录

摘要1

引言2

1.1.课程研究2

1.2.设计软件2

1.3.设计分析3

2.设计原理4

2.1.彩灯循环方式4

2.2.单片机程序编程4

2.3.multisim仿真结果4

2.4.制作PCB板5

3.心得体会5

4.参考文献6

摘要

随着电子技术的迅速发展，单片机得到了越来越多的应用。

本设计用单片机STC89C52结合发光二极管制作了一种新型的彩灯控制系统的设计方法，以8051单片机作为主控核心，与复位按钮等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对彩灯进行控制。

本系统具有体积小，硬件少，电路结构简单及容易操作等优点。

关键字：

发光二极管；STC89C52单片机；彩灯控制器；模块设计

引言

随着人们生活水平的提高，环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到很多彩色的霓虹灯。

特别是当今充满竞争的时代，各地政府为吸引游客和投资者，在城市的沿街、沿道、沿河、沿线等地用霓虹灯造景，实施"亮化工程"，以美化环境、树立城市形象。

    但是目前市场上各种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制成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。

同时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。

此外从功能上来看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。

因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

该彩灯实际应用效果较好，亮灯模式多，用户可以根据不同场合和时间来调节，与普通LED彩灯相比，具有体积小，价格低，耗能低等优点。

1.1课程研究

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。

彩灯控制电路是近年来随着电子技术发展而产生的一种控制装置。

它能使彩灯按照要求有序地被点亮。

本彩灯控制器可控制八个彩灯的依次点亮，能营造出平面上色彩变化的场景，本电路结构简单，适合初学者学习。

1.2设计软件

Multisim是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。

工程师们可以使用Multisim交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。

Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。

通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。

PROTEL是PORTEL公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首选软件，它较早就在国内开始使用，在国内的普及率也最高，有些高校的电子专业还专门开设了课程来学习它，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL。

它包含了电路原理图绘制、模拟电路与数字电路混合信号仿真、多层印制电路板设计包含印制电路板自动布线、可编程逻辑器件设计、图表生成、电子表格生成、支持宏操作等功能，并具有Client/Server（客户/服务器）体系结构，同时还兼容一些其它设计软件的文件格式，其多层印制线路板的自动布线可实现高密度PCB的100％布通率。

1.3设计分析

本文提出了一种基于AT89C52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。

本方案以AT89C52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。

根据用户需要可以编写若干种亮灯模式。

根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。

与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。

2.设计原理

2.1彩灯循环方式

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，我们还不能看到彩灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，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一亮一灭。

软件编程是单片机应用系统中的一个重要的组成部分，是单片机学习的重点和难点。

下面以最简单的彩灯控制功能即实现8个LED灯的循环点亮，来实现彩灯控制的几种软件编程方法。

我们要仿真一个8位彩灯电路。

在单片机P1端口外接有8个灯，要求初始时两端最外边上的一个灯亮，间隔约1s后，两个亮的灯往中间移一位；隔约1s再往中间移一位，等移到中间两个灯亮后，再延时1s后重复开始状态。

按这样方式循环显示。

2.2单片机程序编程

汇编语言对单片机编程：

ORG0000H

AJMPMAIN

ORD0040H

MAIN:

MOVSP,#06H

START:

MOVA,#7EH

MOVP1,A

MOVR6,#04H

L1:

ACALLDELAYLS

MOVR0,A

SETBC

RRCA

ANLA,#0F0H

MOVR7,A

MOVA,R0

SETBC

RLCA

ANLA,#0FH

ORLA,R7

MOVP1,A

DJNZR6,L1

ACALLDELAYLS

MOVP1,0FFH

AJMPSTART

DELAYLS:

MOVr1,#1

DEL0:

MOVr2,#12

DEL1:

MOVr3,#25

DJNZr3,$

DJNZr2,#DEL1

DJNZr1,#DEL0

RET

END

2.3multisim仿真结果

对八个LED编号从左到右依次为A到H，仿真结果为AH先亮，1秒后BG，1秒后CF，1秒后DE，然后AH，反复循环。

由于源程序是用来仿真的，所以程序中的延时时间不能与实际中相同，必须修改到几个微秒，否则仿真效果不直观，或会误认为电路不工作。

图2multisim仿真1

通过以上四图我们可以逼真地看到8个发光二极管从两边到中间两个点亮。

2.4制作PCB板

通过软件设计原理图然后自动生成PCB

protel

图7PCB

3.心得体会

通过本次电子电路的设计，我学到了很多东西，最重要的是去做好一个东西的心态，也去在你做时会觉得困难，但是只要你充满信心，一步一个脚印去实现它，你就肯定会完成的。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，如对protel软件的应用还不够熟悉，以及其中很多功能应用还未有深刻理解，要通过不断的实用和查找资料来完善自己此方面的能力。

这次课程设计历时两个星期，本次课程设计与以往不同，更强调对EDA的实用，使我对电子设计自动化有了初步的认识。

我认识到EDA技术在电子设计中以及实际生产应用中的重要性，EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子产品的自动设计。

在此次做课程设计的过程中，我深深地感受到了自己所学知识的有限和自身的不足，并且学会了对所找内容的取舍及分析。

总之，从中我们学到了如何解决遇到的困难，更进一步地熟悉了晶体管的应用和芯片的结果及掌握了其工作原理和具体的使用方法，增强了对实验的思考能力，培养了我们一丝不苟的科学态度和不厌其烦的耐心。

设计是创造性的，所以方法不是唯一的，用各种方法只要能达到最优才是要完成的。

此设计由于我们的学业不精和时间等客观问题，未能使设计达到完善，还有很多缺点和错误，希望老师能提出改进意见，谢谢老师对我们的辛勤栽培。

参考文献

1.谢自美，电子线路设计、实验、测试，华中理工大学出版社.

2.何立民.单片机应用技术选篇（5）.北京：

北京航空航天大学出版社，1997.

3.万光毅，严义，邢春香.单片机实验与实践教程.北京：

北京航空航天大学出版社，2006.