單片機(jī)霓虹燈控制.

1、遼寧工業(yè)大學(xué)單片機(jī)及接口技術(shù)課稈設(shè)計(jì)（論文）題目：霓虹燈控制器的設(shè)計(jì)院（系）： 電子與信息工程學(xué)院專業(yè)班級：學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：教師職稱：起止時(shí)間：2013.07.03-2013.07.12I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語院（系）：電子與信息工程學(xué)院教研室：通信工程教研室號(hào) 學(xué)峰 劉淤目 ai題 7課程設(shè)計(jì)論文>任務(wù)O 對 析 訥 析 分 等 分 ， 一應(yīng) 案 圖 顯 方 框 計(jì) 構(gòu) 、不 設(shè) 結(jié) 靜 、 體 併 。 料 總 剖 器 資 制W 制 閱 繪 側(cè) 控 查 ，弟 燈 ； 案 單 。 虹 。標(biāo) 方 序 霓 制 指 計(jì) 十 程 A - /

2、T 一 1 n 、匸 O 計(jì)?？?能 設(shè) 設(shè)析源 設(shè)式關(guān) 性 體 的分締。 兒方開 W 總 路理匯書 Ja示點(diǎn) 明 的 電n及明 制顯觸 ， 理 本作圖說 控置無 求 合 則工程計(jì) 偽毀腫 浚 定 元、流設(shè) 機(jī)鍵采#-確 單擇>程 片按燈 設(shè) 併 各選程課 單用虹 析 正 牛成 >:以可霓宀冷分 血?jiǎng)?chuàng)完貉寫完 F 、 、 、 、一二 、兒 、 、 仔 12 3 1 。 2 杵 3 舌 45 十 十 乂 匸 拒 如 t Z 包指導(dǎo)教師評語及成績?nèi)赵?7/ 36字年 6 簽軒 U:生 紡 學(xué) 成績 文成 論總 % % o O2 2 z( /( 績績宀十 成成簽 時(shí)辯 師 平昔教指這次的

3、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)霓虹燈控制器，并且可以通過按鍵開控制 霓虹燈的閃爍方式。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到 彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡單等特點(diǎn) 而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)AT89C51為核心控制用8個(gè)發(fā)光二極管代替霓虹燈并進(jìn)行 5種閃爍方式的變換。本次采用的方案主要是通過對基于單片機(jī)的多控制、多閃 爍方式的LED彩燈循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，來達(dá)到本設(shè)計(jì)的要求。利用時(shí)鐘電路、復(fù)位 電路即單片機(jī)最小系統(tǒng)以及按鍵控制電路來控制單片機(jī)，進(jìn)而控制霓虹燈的輸出 閃爍方式。最終對設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行仿真

4、，觀察 LED發(fā)光二極管的閃爍方式以及規(guī)律。關(guān)鍵詞：AT89C51 ；最小系統(tǒng)；發(fā)光二極管；閃爍方式#I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）目錄第1章設(shè)計(jì)方案論證 11.1霓虹燈控制器的設(shè)計(jì)意義 11.2本文設(shè)計(jì)要求及參數(shù)要求 11.3總體設(shè)計(jì)方案 2第2章硬件各單元電路設(shè)計(jì) 32.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32.2 LED彩燈顯示電路設(shè)計(jì) 42.3按鍵控制電路設(shè)計(jì) 5第3章軟件程序設(shè)計(jì)及仿真 63.1工作在方式三時(shí)的輸出情況仿真 63.2源程序清單 7第4章設(shè)計(jì)總結(jié) 11參考文獻(xiàn) 12附錄1 13附錄2 14iiiI 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）第1章設(shè)計(jì)方案論證1.1霓虹燈控制器

5、的設(shè)計(jì)意義隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到彩色霓虹燈。LED 彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng) 用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場上各式樣的 LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦 制作成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場合、不同時(shí)間段的需要來調(diào) 節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過多、 電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)， 缺乏用戶可操作性，影響彩燈效果，因此有必要對現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。1.2本文

6、設(shè)計(jì)要求及參數(shù)要求設(shè)計(jì)要求：1、利用單片機(jī)控制霓虹燈的點(diǎn)亮；2、根據(jù)鍵盤的不同控制要求，實(shí)現(xiàn)霓虹燈的不同顏色燈的點(diǎn)亮、 霓虹 燈的輪流點(diǎn)亮閃爍、順序閃爍等； 設(shè)計(jì)內(nèi)容：1、分析設(shè)計(jì)要求，明確性能指標(biāo)；查閱資料、設(shè)計(jì)方案分析對比。2、論證并確定合理的總體設(shè)計(jì)方案，繪制總體結(jié)構(gòu)框圖，分析工作原 理。3、完成各單元具體電路的設(shè)計(jì)：單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示等電路。包括 元器件選擇、工作原理分析。4、寫出程序流程圖及匯編源程序。5、完成課程設(shè)計(jì)說明書。1I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）1.3總體設(shè)計(jì)方案本方案主要是通過對基于單片機(jī)的多控制、 多閃爍方式的LED彩燈循環(huán)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，來達(dá)到本設(shè)計(jì)的要

7、求。其硬件構(gòu)成框圖如圖1.1所示，以單片機(jī)為核心控制，由單片機(jī)最小系統(tǒng)（時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源）、按鍵控制電路、LED發(fā)光二極管和5V直流電源電路組成。此設(shè)計(jì)方案中單片機(jī)的P1 口接5路按鍵控 制電路，實(shí)現(xiàn)彩燈花型的切換功能；單片機(jī)的P3.7引腳接上一個(gè)按鈕開關(guān)以實(shí)現(xiàn) 對彩燈閃爍頻率的控制，即實(shí)現(xiàn)了快慢兩種節(jié)拍實(shí)現(xiàn)花型的變換； 單片機(jī)上的P2 口接八路LED發(fā)光二極管組成彩燈電路，顯示彩燈循環(huán)情況。5V直流電源電路圖1.1總體設(shè)計(jì)方案框圖第2章硬件各單元電路設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括時(shí)鐘電路與復(fù)位電路。時(shí)鐘電路：本系統(tǒng)采用單片機(jī)內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，用于外接一個(gè) 12MH

8、z石英晶體振蕩器和2個(gè)30pF微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的的自激振蕩器, 其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路。C2HI33pF復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過程。單片 機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù) 位，該復(fù)位方式同樣具有上電自動(dòng)復(fù)位功能。電路如圖 2.1所示。+5v1 L ° °R1330CRYSTALC322uFC133pFU1rR2330P XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A

9、9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD1939189322129248AT89C513031235635343322232526111214153837363I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）#I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）圖2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖#I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）2.2 LED彩燈

10、顯示電路設(shè)計(jì)LED彩燈顯示電路實(shí)際上是由8個(gè)發(fā)光二極管和8個(gè)電阻構(gòu)成的電路。發(fā)光 二極管與電阻對應(yīng)串聯(lián)，然后接在與之相對應(yīng)的P2 口上。通過軟件編程對P2 口輸 出高低電平來實(shí)現(xiàn)不同的閃爍花型。由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為1.7V以上，另外，他的工作電流根據(jù)型號(hào)不同一般為1mA到30mA，電阻選擇范圍100歐姆3千歐姆在此我們這里選用330歐姆的電阻。其電路原理如圖 2.2所示：1918293031U1/TAL1XTAL2RSTPSENALEEAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.

11、4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393836-343332212223242526272810111213141516175I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）#I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）圖2.2彩燈顯示電路原理圖#I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）#I 5劈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）2

12、.3按鍵控制電路設(shè)計(jì)按鍵控制電路是由5個(gè)按鍵開關(guān)構(gòu)成的。如圖2.3所示:31K1K2K3K4K5U1卜 XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12TA-P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1 0P3 O/RXDP1.1P3.1/TXDP1 2P3 2/INT0P1.3P1 4P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P1.5P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD19189

13、322128110817AT89C5134-3T293023452223242526271112131439383736671516+5V圖2.3按鍵控制電路原理圖當(dāng)按鍵K1按下時(shí)，LED彩燈為第一種閃爍方式，即彩燈按從上到下被點(diǎn)亮； 當(dāng)按鍵K2按下時(shí)，LED彩燈為第二種閃爍方式，即彩燈從上到下依次點(diǎn)亮后, 再從下到上依次熄滅；當(dāng)按鍵K3按下時(shí)，LED彩燈為第三種閃爍方式，即彩燈每隔一個(gè)交替閃爍；當(dāng)按鍵K4按下時(shí)，LED彩燈為第四種閃爍方式，即彩燈上下同時(shí)向中間依次 被點(diǎn)亮；當(dāng)按鍵K5按下時(shí)，LED彩燈為第五種閃爍方式，即上下彩燈被點(diǎn)亮，其他彩 燈由下到上依次閃爍點(diǎn)亮。第3章軟件程序設(shè)計(jì)及仿真

14、3.1工作在方式三時(shí)的輸出情況仿真C2+5vAD1=爲(wèi)ALC1U119D2R3l_L330R4+5VA33pFK3K4-：K1.II|-=-K2 01829.12734T56778T,XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1 0P3 0/RXDP1 1P3 1/TXDP1.2P3.2/INT0P1 3P1 4P3 4/T0P1.5P3.5

15、/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RD 21AT89C51i 23243925-26D3D4D5LED-YELLOWD6D7LED-YELLOWD8LED-YELLOWR5330R6R7330R8330R9330R103307+5V圖3.1方式三時(shí)的輸出仿真圖本系統(tǒng)的調(diào)試是把在Keil里面寫好的程序通過編譯不出現(xiàn)任何錯(cuò)誤后將生 成的后綴名為.HEX的文件加載到AT89C51單片機(jī)中。接下來我們將在 Proteus軟 件進(jìn)行軟硬件結(jié)合的調(diào)試。當(dāng)按鍵K3按下時(shí)，此時(shí)工作為第三種閃爍方式，即霓虹燈交替被點(diǎn)亮。3.2源程序清單ORG 0000HLJMP MAINORG 0040HMAIN:

16、MOV P1,#0FFHMOV A,P1CJNE A,#11111110b,S1LCALL K1S1:CJNE A,#11111101b,S2LCALL K2S2:CJNE A,#11111011b,S3LCALL K3S3:CJNE A,#11110111b,S4LCALL K4S4:CJNE A,#11101111b,MAINLCALL K5LJMP MAINK1:MOV A,#01111111bC1:RL AMOV P2,ALCALL DelayJNB P1.1,K2JNB P1.2,K3JNB P1.3,K4JNB P1.4,ZLJMP C1K2:MOV P2,#0FEHLCALL D

17、elayMOV P2,#0FCHLCALL DelayMOV P2,#0F8HLCALL Delay MOV P2,#0F0H LCALL Delay MOV P2,#0E0H LCALL Delay MOV P2,#0C0H LCALL Delay MOV P2,#80HLCALL DelayMOV P2,#00HLCALL DelayMOV P2,#80HLCALL Delay MOV P2,#0C0H LCALL Delay MOV P2,#0E0H LCALL Delay MOV P2,#0F0H LCALL Delay MOV P2,#0F8HLCALL Delay MOV P2,#

18、0FCHLCALL Delay MOV P2,#0FEH LCALL Delay MOV P2,#0FFH LCALL Delay LJMP MAINZ:LJMP K5K3:MOV P2,#55HLCALL DelayMOV P2,#0AAHLCALL DelayMOV P2,#0FFHLJMPMAINK4:MOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#00111100BLCALL DelayMOV P2,#00011000BLCALL DelayMOV P2,#00000000BLCALL DelayMOV P2,#10000001BLCALL DelayMOV P

19、2,#11000011BLCALL DelayMOV P2,#11100111BLCALL DelayMOV P2,#11111111BLCALL DelayLJMP MAINK5:MOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10111111BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10011111BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10001111BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10000

20、111BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10000011BLCALL DelayMOV P2,#01111110BLCALL DelayMOV P2,#10000001BLCALL DelayMOV P2,#00HLCALL DelayMOV P2,#0FFHLCALL DelayMOV P2,#00HLCALL DelayMOV P2,#0FFHLCALL DelayLJMP MAINDelay:JNB P3.0,D1MOV R5,#01HLJMP D5D1:MOV R5,#04HD5:MOV R6,#0FFHD6:MOV R7,

21、#0FFHD7:NOPDJNZ R7,D7DJNZ R6,D6DJNZ R5,D5RETEND第4章設(shè)計(jì)總結(jié)本次設(shè)計(jì)的是一個(gè)霓虹燈控制器，要求能夠運(yùn)用開關(guān)按鍵控制霓虹燈的閃爍 方式，在本次設(shè)計(jì)中采用了發(fā)光二極管代替了霓虹燈來顯示輸出的閃爍方式。隨 著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用， 用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。本次設(shè)計(jì)采用了AT89C51單片機(jī)的最小系統(tǒng)即時(shí)鐘電路與復(fù)位電路，通過5個(gè)開關(guān)按鍵來控制8個(gè)發(fā)光二極管的閃爍方式，形成了 5種不同的閃爍方式。并且本設(shè)計(jì)針對第三種閃爍方式進(jìn) 行了仿真，得出8個(gè)發(fā)光二極管的交替間隔閃爍，與預(yù)期的結(jié)果相符合，證明了 設(shè)計(jì)的正確性。這進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，當(dāng)真正涉及到自己解決實(shí)際問題 時(shí)才感到知識(shí)的匱乏，才深深的感受到知識(shí)的重要性以及理論與實(shí)踐結(jié)合的重要 意義。134 Q診殳聲單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）參考文獻(xiàn)1 張毅剛編著單片機(jī)原理及應(yīng)用高等教育出版社2009.52 李朝青編著單片機(jī)原理及接口技術(shù)北京人民郵電出版社，2006,10,013 李廣弟編著單片機(jī)基礎(chǔ)北京航天航空出版社，2006,01 o4 陳海宴編著51單片機(jī)原理及應(yīng)用北京航空航天大學(xué)出版社19