單片機(jī)霓虹燈控制

遼寧工業(yè)大學(xué)單片機(jī)及接口技術(shù)課程設(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(jí)：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焦d等單片機(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(píng)語(yǔ)院（系）：電子與信息工程學(xué)院 教研室：通信工程教研室學(xué)號(hào)100404038學(xué)生姓名 劉峰 專業(yè)班級(jí) 電子102課程設(shè)計(jì)（論文）題目霓虹燈控制器的設(shè)計(jì)課程田論文）任鄉(xiāng)栗呈殳（侖壬g設(shè)計(jì)任務(wù)：1、以單片機(jī)為控制核心設(shè)計(jì)霓虹燈控制器。2、可用按鍵設(shè)置顯示方式。3、霓虹燈采用無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)控制。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(duì)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)：?jiǎn)纹瑱C(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。指A,ii及成旨攵￥女戈責(zé)平時(shí)成績(jī)（20%）： 論文成績(jī)（60%）： 答辯成績(jī)（20%）： 總成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 學(xué)生簽字： 年月日IQIQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）這次的課程設(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(chǎng)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(jiǎn)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(duì)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(duì)設(shè)計(jì)的結(jié)果進(jìn)行仿真，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II

IQIQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章設(shè)計(jì)方案論證 1\o"CurrentDocument"霓虹燈控制器的設(shè)計(jì)意義 1\o"CurrentDocument"本文設(shè)計(jì)要求及參數(shù)要求 1\o"CurrentDocument"總體設(shè)計(jì)方案 2\o"CurrentDocument"第2章硬件各單元電路設(shè)計(jì) 3\o"CurrentDocument"單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3\o"CurrentDocument"LED彩燈顯示電路設(shè)計(jì) 4\o"CurrentDocument"按鍵控制電路設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"第3章軟件程序設(shè)計(jì)及仿真 6\o"CurrentDocument"工作在方式三時(shí)的輸出情況仿真 6\o"CurrentDocument"源程序清單 7\o"CurrentDocument"第4章設(shè)計(jì)總結(jié) 11\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 12\o"CurrentDocument"附錄1 13\o"CurrentDocument"附錄2 14iii

IQIQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）第1章設(shè)計(jì)方案論證霓虹燈控制器的設(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(chǎng)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(jiǎn)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。本文設(shè)計(jì)要求及參數(shù)要求求：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(duì)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)：?jiǎn)纹瑱C(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。

IhIh至乂挈單片機(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(duì)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。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(duì)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。AT89C51單片機(jī)AT89C51單片機(jī)5V直流電源電路圖1.1總體設(shè)計(jì)方案框圖

IQIQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）第2章硬件各單元電路設(shè)計(jì)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)12MHz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。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。C222uF33pF□□X1CRYSTALR2330C3C133pFU122uF33pF□□X1CRYSTALR2330C3C133pFU1 >XTAL119P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD739383718XTAL23534339RST32P2.0/A8P2.1/A9212223P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A1529PSENALE24302531EA2627281P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6-P17 P3.0/RXDP3.1/TXD-P3.2/INT0-P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/kP3.6/WR- P3.7/RD—10211312413514615716817AT89C51圖2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖I孑I孑e等單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）LED彩燈顯示電路設(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(duì)應(yīng)串聯(lián)，然后接在與之相對(duì)應(yīng)的P2口上。通過軟件編程對(duì)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：+5VR3330U1-n-XTAL1XTAL29RST29PSEN30-3-ALEEA1P1.0R3330U1-n-XTAL1XTAL29RST29PSEN30-3-ALEEA1P1.0-2-P1.13P1.24P1.35P1.4-6-7~1—P1.5P1.6-8-P17AT89C51P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/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/TXD-P3.2/INT0-P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/TFP3.6/WR-P37/RDLED-YELLOWLED-YELLOWD6LED-YELLOW330R5330R6330R7330R8330R9LED-YELLOWLED-YELLOW330R10330圖2.2彩燈顯示電路原理圖IhIh至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）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:U1’XTAL1 P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2U1’XTAL1 P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2 P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RST P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSEN P2.3/A11ALE P2.4/A12EA P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0 P3.0/RXD19—18—-9-—39"-38-—37-36-—35-34-—33-32--2r—22"-23-力—,30 —24--25--31 —26--k—28--1--ro--FT2P1.1 1'3.1/IXDP1.2 P3.2/INT0P1.3 P3.3/INT1P1.4 P3.4/T0P1.5 P3.5/T^P1.6 P3.6/WRP1.7 P3.7/RD—3-*-4—-13--14-—5-*-6--15--re--*-8-―17-AT89C51+5V圖2.3按鍵控制電路原理圖當(dāng)按鍵。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?gòu)南碌缴弦来蜗?；?dāng)按鍵^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)按鍵必按下時(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)按鍵后按下時(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。

Ih至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）第3章軟件程序設(shè)計(jì)及仿真3.1工作在方式三時(shí)的輸出情況仿真R1330?C322uFC233pF+5Vr7X1CRYSTALU1-卜XTAL11933pF18XTAL2RSTR3LED-YELLOWD2330PSENALEEAT2—3一—56—7.8P1.0P1.1Ih至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）第3章軟件程序設(shè)計(jì)及仿真3.1工作在方式三時(shí)的輸出情況仿真R1330?C322uFC233pF+5Vr7X1CRYSTALU1-卜XTAL11933pF18XTAL2RSTR3LED-YELLOWD2330PSENALEEAT2—3一—56—7.8P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/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/WR-P3.7/RD21—22」23一AT89C51LED-YELLOWLED-YELLOWD4LED-YELLOWLED-YELLOWD6LED-YELLOWLED-YELLOW330R5I-330R6330R7330R8330R9330330LED-YELLOW+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。IQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）3.2源程序清單ORG0000HLJMPMAINORG0040HMAIN:MOVP1,#0FFHMOVA,P1CJNEA,#11111110b,S1LCALLK1S1: CJNEA,#11111101b,S2LCALLK2S2: CJNEA,#11111011b,S3LCALLK3S3: CJNEA,#11110111b,S4LCALLK4S4: CJNEA,#11101111b,MAINLCALLK5LJMPMAINK1:MOVA,#01111111bC1: RLAMOVP2,ALCALLDelayJNBP1.1,K2JNBP1.2,K3JNBP1.3,K4JNBP1.4,ZLJMPC1K2: MOVP2,#0FEHLCALLDelayMOVP2,#0FCHLCALLDelayMOVP2,#0F8HIQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）LCALLDelayMOVP2,#0F0HLCALLDelayMOVP2,#0E0HLCALLDelayMOVP2,#0C0HLCALLDelayMOVP2,#80HLCALLDelayMOVP2,#00HLCALLDelayMOVP2,#80HLCALLDelayMOVP2,#0C0HLCALLDelayMOVP2,#0E0HLCALLDelayMOVP2,#0F0HLCALLDelayMOVP2,#0F8HLCALLDelayMOVP2,#0FCHLCALLDelayMOVP2,#0FEHLCALLDelayMOVP2,#0FFHLCALLDelayLJMPMAINZ: LJMPK5K3: MOVP2,#55HLCALLDelayMOVP2,#0AAHLCALLDelayMOVP2,#0FFHIQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）LJMPMAINK4: MOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#00111100BLCALLDelayMOVP2,#00011000BLCALLDelayMOVP2,#00000000BLCALLDelayMOVP2,#10000001BLCALLDelayMOVP2,#11000011BLCALLDelayMOVP2,#11100111BLCALLDelayMOVP2,#11111111BLCALLDelayLJMPMAINK5: MOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10111111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10011111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10001111BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10000111BLCALLDelayIQIQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）MOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10000011BLCALLDelayMOVP2,#01111110BLCALLDelayMOVP2,#10000001BLCALLDelayMOVP2,#00HLCALLDelayMOVP2,#0FFHLCALLDelayMOVP2,#00HLCALLDelayMOVP2,#0FFHLCALLDelayLJMPMAINDelay:JNBP3.0,D1MOVR5,#01HLJMPD5D1: MOVR5,#04HD5: MOVR6,#0FFHD6: MOVR7,#0FFHD7: NOPDJNZR7,D7DJNZR6,D6DJNZR5,D5RETEND10IQ至乂挈單片機(jī)及接口技術(shù)路課程設(shè)計(jì)（論文）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(chǎng)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(jiǎn)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(duì)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。11

IQIQ至乂挈單片機(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20