毕业设计54彩灯控制器的设计Word文档下载推荐.docx

1、5 设计的扩展 156结束语13参考文献141 绪论 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。并且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，影响亮灯效果。因此有必要对现

2、有的彩灯控制器进行改进。本文提出了一种基于AT一89C51单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以AT一89C51单片机作为主控核心，与键盘、显示等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有4个按键和1位七段码LED显示器，根据用户需要可以改变若干种亮灯模式，利用其内部INT0中断源来选择彩灯工作模式，根据各种工作模式的不同，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。该新型LED彩灯及其控制器是某公司委托开发产品，产品实际应用效果较好，亮灯模式多。2 系统功能该彩灯控制系统设置了四种工作模式：模式0、模式1、模式2、模式3，当它工作在模式i时，都能够通过数码管

3、显示出来。系统上电时默认的是模式0，它工作时依次调用其它三种工作模式，当按下与之工作模式对应的按键时，则该系统将会工作在该模式下，直至有按键按下才能切换该工作模式。LED彩灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序模式0顺序调用往下走，从模式1开始工作，自模式1到模式3为一个亮灯周期，然后再回到模式1循环继续工作，同样如果想进入用户设定模式状态，只需按下功能切换键即可（按键14）。整个4种亮灯模式时间可以看作一个大周期 ，其中的每一种花样工作模式模式i（ 1，2，3 ，4）时间为小周期T 对于每一个模式编写一个独立工作子程序模式i，其中设定了LED彩灯的点亮时刻和熄灭时刻，以及模式工作时间和

4、该模式LED闪烁频率F 。七段码显示器显示当前工作模式的序号模式i ，对系统工作状态起到了很好的实时监控作用。因此在LED彩灯上电工作后，用户可以方便地通过主控模块上的显示器知道LED彩灯当前工作模式模式i等实时参数。实际应用需要根据不同场合来改变彩灯闪亮效果，以便满足实际需要。如果用户对某一种模式感兴趣需要仔细观看该种亮灯模式，可以通过键盘选定任意第模式i模式使系统循环重复工作在该花样模式下。3 硬件设计新型LED彩灯系统采用AT89C51单片机作为核心芯片，通过添加外围元件来实现对彩灯工作模式的控制。工作模式利用四个按键控制，并通过数码管显示出来。该系统的彩灯工作效果通过外围的发光二极管显

5、示。3.1 主控模块电路设计主控模块主要设计器件有AT89C51，一个74Ls21,4个功能按键和一个复位按键，8个LED管，红、绿、黄三种颜色，1个5V串联稳压电源。通过软件设计，使单片机P0口作为三色LED驱动信号输出口，考虑到S51的驱动能力，P0口外围的发光二极管的另一端接电源。P1口作为按键输入口。总原理图见附录一。模式切换由四个按键K1、K2、K3、K4组成，分别对应于模式0到模式3。5V电源通过电阻R1R4给P1口提供高电位，当按下K1时，P1.0接低电位工作，通过S51内部的程序识别并加以处理后，使彩灯工作在模式0下，且数码管显示0；同样，当其他按键按下时，K2对应模式1，数码

6、管显示1；K3对应模式2，数码管显示2；K3对应模式3，数码管显示3。当有按键按下时，为了响应中断，将四个按键的输出端连接到74Ls21的四输入端，这样当有一个按键按下时，74Ls21的一个输出端将输出低电平，响应S51的INT0端，这样才能使S51内部的程序检测到外部的中断信号，并加以处理后来快速切换彩灯的工作模式。电路设计如模块控制电路图1模块控制电路图13.2 LED板模块设计LED板模块电路见上图。管内LED板模块设计主要器件有LED彩灯（红、绿、蓝）、电阻等。根据实际应用彩灯长度需要，可将不同数量的LED模块实现级连，组成一个完整的LED彩灯。为了得到更多的花样模式效果，可以采用多组

7、使红绿2种灯从前往后驱动点亮闪烁，蓝灯从后往前驱动点亮闪烁，这样具有很好的动感视觉效果。3.3 电源设计： 采用开关电源为电路提供5V电压 电路图如电源电路图2：电源电路图24 软件设计该新型LED彩灯控制器最大特点在于所有亮灯模式均由软件控制完成。系统中软件可以分为主程序和中断服务子程序。上电后在缺省状态以顺序方式从模式1到模式4循环执行， 花样亮灯模式流程为主程序，以一个单位时间500 ms的（TIME）10ms延时程序。在这个10 ms的定时基础上，可以根据需要来确定各种模式工作时间 ，以及确定在各种亮灯模式Modeli内点亮和熄灭各种颜色LED灯的时刻。整个系统软件由主程序（Main）

8、、各个模式子程序（Model i）、10ms延时程序、键盘扫描处理子程序（Key）等程序组成。利用定时器作为定时基本单位，根据模式需要计算好各控制信号的发生时刻，根据不同的模式Model 可以设定不同的工作时间 和脉冲翻转频率F-通过P0口输出，使各色LED灯的驱动时刻与移位触发的翻转时刻步调一致，使LED彩灯按照设计的模式工作。除了TO定时中断之外，程序的大部份时间是在处理按键的查询和LED显示的延时。5个按键分别为：1个复位按键和4个模式选择按键，开机时首先复位进入默认模式（在没一按键按下的情况下从模式1到模式4循环执行），当检测到有按键按下时开始判断是哪个按键按下，从而执行相应的模式直道

9、有其他按键按下， Modeli4.1模式状态流程如模式状态流程图3所示。模式状态流程图34.2 程序实现：下面是控制程序代码： ;* ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H AJMP SERVEORG 0030H;*主程序:MAIN:MOV R1,#00H ;主程序 SETB EX0 SETB IT0 SETB EA MOV P2,#0C0HLOOP1:CJNE R1,#00H,LOOP2 ;模式0 LCALL ONE LCALL TWO LCALL THREE SJMP LOOP1LOOP2:CJNE R1,#01H,LOOP3 ;模式1 SJMP LOOP2LOOP3:

10、CJNE R1,#02H,LOOP4 ;模式2 SJMP LOOP3LOOP4:CJNE R1,#03H,LOOP1 ;模式3 SJMP LOOP4中断服务程序ORG 0600HSERVE:MOV P1,#0FFH ;中断服务程序,进行键抖动处理 MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JZ SERVE LCALL D10ms MOV B,AKEY: JNZ KEY MOV A,B JNB ACC.0,L1 ;判断哪一个按键按下,并做相应处理 MOV R1,#00H RETI L1:JNB ACC.1,L2 MOV R1,#01H MOV P2,#0F3H L2:JNB ACC.2

11、,L3 MOV R1,#02H MOV P2,#0C4H L3:JNB ACC.3,L4 MOV R1,#03H MOV P2,#0C1H L4:RETID10ms:MOV R6,#10H ;10ms延时程序TS1: MOV R5,#0FFHTS2: DJNZ R5,TS2 DJNZ R6,TS1 RET500ms延时程序：TIME:MOV R4,#05H Ta: MOV R3,#0FFH Tb: MOV R2,#0FFH Tc: DJNZ R2,Tc DJNZ R3,Tb DJNZ R4,Ta彩灯控制模式1* ONE:MOV P0,#0FEH ;自低位向高位依次点亮 LCALL TIME M

12、OV P0,#0FCH MOV P0,#0F8H MOV P0,#0F0H MOV P0,#0E0H MOV P0,#0C0H MOV P0,#80H MOV P0,#00H MOV P0,#01H ;自低位向高位依次熄灭 MOV P0,#03H MOV P0,#07H MOV P0,#0FH MOV P0,#1FH MOV P0,#3FH MOV P0,#7FH MOV P0,#0FFH MOV P0,#7FH ;自高位向低位依次点亮 MOV P0,#01H MOV P0,#80H ;自高位向低位依次熄灭 MOV P0,#0FEH MOV P0,#0E7H ;自中间向两边依次点亮 MOV P

13、0,#0C3H MOV P0,#81H MOV P0,#18H ;自中间向两边依次熄灭 MOV P0,#3CH MOV P0,#7EH MOV P0,#7EH ;自两边向中间依次点亮 MOV P0,#18H MOV P0,#81H ;自两边向中间依次熄灭 MOV P0,#0E7H*彩灯控制模式2* TWO:MOV P0,#0FCH ;自低位向高位每两位依次点亮 MOV P0,#0C0H ;自高位向低位每两位依次熄灭 MOV P0,#3FH ;自高位向低位每两位依次点亮 MOV P0,#03H ;自低位向高位每两位依次熄灭 MOV P0,#0FAH ;奇偶两位交叉自低向高依次点亮 MOV P0,

14、#0A0H MOV P0,#5FH ;奇偶两位交叉自高向低依次点亮 MOV P0,#05H*彩灯控制模式3* THREE: MOV R7,#02H ;奇偶交替点亮并交替熄灭各3次 LO1: MOV P0,#0CCH MOV P0,#55H DJNZ R7,LO1自低位向高位依次点亮并依次熄灭 LO2: MOV P0,#0FDH MOV P0,#0FBH MOV P0,#0F7H MOV P0,#0EFH MOV P0,#0DFH MOV P0,#0BFH自高位向低位依次点亮并依次熄灭 DJNZ R7,LO25 设计的扩展若有用户需求还可将该彩灯控制器功能加以扩充，实现让用户自己调控彩灯闪烁的频

15、率，同时还可以加上同步闪烁音乐音频的功能具体实现如下：ORG O1OOHMAlN ：MOV SP，#50H /设计堆栈MOV TMOD，#O1H /置定时器TO位方式1M0V TH0，#0FEHMOV TL0，#0D4H /定时为3 ms所有计数器，显示器，P1口都清零ANL RED一0N，#OOHANL RED一0FF，# OOHANL GREENON 。# OOHANL GREENOFF。#00HANL BLUEON。ANL BLUEOFF。#OOHANL CLOCKCOUNT。# 00HANL KEYCOUNT ，# OOH /显示器全灭MOV L1。#OAHMOV L2。MOV L3，#0AHANL L4，#OAHANL L5，#OAHANL TlM E。ANL P1，#OOHMOV R4。MOV CLOCKDATE1。# O1H /设定1频率3 ms时钟翻转一次MOV CLOCKDATE2，#O2H /设定2频率6 ms时钟翻转一次MOV CLOCKDATE3，#O3H /设定3频率9 ms时钟翻转一次MOV TlMEDATE1，#O2H /设定每一个模式工作O45 SMOV TlMEDATE2，#04H /设定每一个模式工作135 SMOV TlMEDATE3，#O6H /设定每一个模式工作225 SMOV TlMEDATE4，#O1H /设定每一个模式工作4