基于单片机花样彩灯设计 - 图文

东 北 石 油 大 学

课 程 设 计

课 程 单片机课程设计 题 目 基于单片机的花样彩灯控制器 院 系

电气信息工程学院测控系

专业班级 测控班 学生姓名

学生学号

指导教师 刘 霞 刘继承

2012年 7 月 8日

东北石油大学课程设计任务书

课程 单片机课程设计 题目 基于单片机的花样彩灯控制器 专业 姓名 学号

一、任务

以AT89C51单片机为控制核心，通过合理分配单片机IO口资源，设计出一种能够通过程序控制LED彩灯闪烁模式的只能控制器。

二、设计要求

[1] 通过使用逻辑扩展芯片（如74LS138，74LS595,74LS164等），尽可能的增

加LED的数量；

[2] 该控制器具有流水闪烁、特定闪烁等基本工作方式；

[3] 基本电路包括：单片机最小系统、IO扩展电路、LED显示电路等； [4] 提交设计报告、电路图及程序源码。

三、参考资料

[1] 肖红兵.跟我学单片机[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2006. [2] 何利民.单片微型计算机原理接口与应用[M]. 北京：高等教育出版社，

2002.

[3] 王振波.单片机应用系统设计[M]. 北京：北京机械出版社，2009. [4] 何小艇.电子系统设计[M]. 北京：北京工业出版社，2008.

[5] 张晓乡.89C51单片机实用教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2010.

完成期限 2012.6.29 至 2012.7.8 指导教师 专业负责人 曹广华

2012年 7月 8 日

基于单片机的花样彩灯控制器 目 录

第1章 绪论................................................. 1

1.1 花样彩灯控制器的概述 ....................................... 1 1.2 花样彩灯控制器的技术状况 ................................... 1 1.3 本设计任务 ................................................. 2 第2 章 总体方案论证与设计.................................... 3

2.1 总体方案思路分析 ........................................... 3 2.2 总体方案设计 ............................................... 3 2.3 总体硬件组成框图 ........................................... 3 第3章 系统硬件设计 ........................................ 5

3.1 AT89C51芯片介绍............................................ 5 3.2 单片机最小系统 ............................................. 6 3.3 LED显示模块................................................ 6 第4章 系统的软件设计........................................ 8

4.1 主程序设计 ................................................. 8 第5章 系统调试与测试结果分析 ................................ 9

5.1 使用的仪器仪表 ............................................. 9 5.2 系统调试 ................................................... 9 5.3 测试结果 ................................................... 9 结 论 ......................................................11 参考文献 ....................................................12 附录1 程序 ..................................................13 附录2 仿真效果图 ............................................16

基于单片机的花样彩灯控制器

第1章 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。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。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

本文提出了一种基于AT89C51单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以AT89C51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。在主控模块上设有8个按键和5位七段码LED显示器，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为5 ms的定时中断，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。该新型LED彩灯及其控制器亮灯模式多，可以根据不同场合和时间来调节亮灯频率和亮灯时间。与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。

1.1 花样彩灯控制器的概述

以AT89C51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。在主控模块上设有8个按键和5位七段码LED显示器，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为5 ms的定时中断，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。

1.2 花样彩灯控制器的技术状况

近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要作用。因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对与彩灯的技术和花样也越来越高。目前市场上各

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基于单片机的花样彩灯控制器 种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，存在电路结构复杂、功能单一等局限性，本方案与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。

1.3 本设计任务

以AT89C51单片机为控制核心，通过合理分配单片机I/O口资源，设计出一种能够通过程序控制LED彩灯闪烁模式的智能控制器，该控制器具有流水闪烁、特定闪烁等基本工作方式。

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基于单片机的花样彩灯控制器

第4章 系统的软件设计

4.1 主程序设计

主程序调用流水灯子程序，延时一段时间，然后调用开头开始向中间亮子程序，延时一段时间，然后调用奇偶灯交替亮子程序，延时一段时间，反复调用，实现彩灯功能。

开 始

延 时 流水灯子程序

奇偶灯交替亮子程序 两头开始向中间亮子程序 延 时

延 时 图4-1 流程图

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基于单片机的花样彩灯控制器

第5章 系统调试与测试结果分析

5.1 使用的仪器仪表

译码器 74LS138 单片机 AT89C51

5.2 系统调试

根据系统设计方案，本系统的调试共分为三大部分：硬件调试，软件调试和软硬件联调。 5.2.1硬件调试

对各个模块的功能进行调试，主要调试各模块能否实现指定的功能。 5.2.2软件调试

软件调试采用单片机仿真器及微机，将编好的程序进行调试，主要是检查语法错误。

5.2.3硬件软件联调

将调试好的硬件和软件进行联调，主要调试系统的实现功能。

5.3 测试结果

此次系统设计结果较好，彩灯能够特定闪烁。

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基于单片机的花样彩灯控制器 5.3.1 实验仿真图

图5-3 实验仿真图

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基于单片机的花样彩灯控制器 结 论

该设计是以AT89C51单片机为主控芯片,与发光二极管、晶振电路、复位电路和电源电路组成，通过程序控制彩灯流水花样。本文所给程序实现的功能比较简单，旨在抛砖引玉，可以在此基础上扩展成更复杂的彩灯控制，比如键盘控制流水花样、控制流水灯显示数字或图案等等。

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基于单片机的花样彩灯控制器

参考文献

[1] 肖红兵.跟我学单片机[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2006. [2] 何利民.单片微型计算机原理接口与应用[M]. 北京：高等教育出版社，

2002.

[3] 王振波.单片机应用系统设计[M]. 北京：北京机械出版社，2009. [4] 何小艇.电子系统设计[M]. 北京：北京工业出版社，2008.

[5] 张晓乡.89C51单片机实用教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，

2010.

[6] 梅笙，李玮.基于AT89C52控制的数控直流电流源的设计[J].电子测试，

2007（2）：19-23.

[7] 张鑫.单片机原理及应用[M].电子工业出版社，2005.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qmz8.html