数字电路课程设计

分类号 UDC 单位代码 10644

密 级 公 开 学 号 201310530221

课程设计

彩灯控制

课程名称： 数字电子技术基础 作 者： 熊 杰 指导教师： 易 鸿 系 别： 物理与机电工程学院 专 业： 电子科学与技术 提交论文日期： 2014 年 12 月 25 日 论文答辩日期： 2014 年 12 月 30 日

中 国 ? 达 州 2014年 12 月

目 录

摘要 ???????????????????????????????? Abstract ?????????????????????????????? 1.引言?????????????????????????????? 1.1 课题背景 ???????????????????????????? 1.2 研究的主要内容 ????????????????????????? 2.芯片及元件原理???????????????????????????? 2.1 AT89C51单片机????????????????????????? 2.2 AT89C51的结构????????????????????????? 2.3 AT89C51的引脚描述???????????????????????? 2.4 74LS240芯片的功能??????????????????????? 3.硬件电路设计???????????????????????????? 3.1 定时与复位模块 ????????????????????? 3.1.2时钟电路??????????????????????????? 3.1.2复位电路??????????????????????????? 3.2 显示模块 ??????????????????????????? 3.3 按键模块和输出模块 ?????????????????? 3.4 总电路图?????????????????????????? 3.5 本章小结?????????????????????????? 4· 软件电路设计???????????????????????? 4.1 程序框图 ???????????????????????? 4.1.1软件系统中的主程序流程?????????????? 4.1.2软件系统中的子程序流程图 ?????????????? 4.2 本章小结 ????????????????????????

5·总结 ????????????????????????

彩灯控制

八路彩灯控制

专业：电子科学与技术 班级：2013级2班 姓名:熊杰 指导教师：易鸿

摘要 单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上的微型计算机。单片机即单片微

型计算机，是集CPU ,RAM ,ROM ,定时，计数和多种接口于一体的微控制器。本文介绍一种新型的彩灯控制系统的设计方法，以AT89C51单片机作为主控核心，与按键，显示器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。

本文首先描述系统硬件工作原理，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程,其次，详细阐述了程序的各个模块和实现过程。本设计以数字集成电路技术为基础，单片机技术为核心。本文编写的主导思想是软硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的编写。

关键词 AT89C51单片机；彩灯控制器；模块设计

Abstract SCM is a major piece of computer components are integrated into the chip microcomputer. SCM is microcomputer is a set of CPU, RAM, ROM, the timing, number and variety of integrated micro-controller interface. This paper introduced the design way of a new-style lampion control system that used AT89C51 single chip as the control–core, combined with little assistant hardware such as keyboard display, and took software program to control lampion. This system had temerity of small volume, few of hard wares ,circuit configuration simple and easy to operate, and so on.

This article first describes the hardware system principle of work, and attaches by the system structure diagram performs to explain, emphatically introduced this systemapplies various hardware connection technology and each interface module function and thework process, next, elaborated in detail procedure each module and the realization process.This design take the digital integrated circuit technology as the foundation, the monolithic integrated circuit technology is core.

Keywords Lampion；AT89C51single chip；Lampion controller；Module design

1 · 引言

（1).课题背景

由于国内生活水平不断提高,人民向往较佳的生活质素,对灯具灯饰也不断提出了新要求,

近年内地灯饰市场有以下情况:

功能细分:人们要求灯具能符合不同场合,

要求的灯具逐应运而生,如学生灯、书写灯、应急灯、日光灯、霞光灯、晚餐灯以及不同高度的落地灯等新品叠出。

高技术化:由于电子技术被广泛用于灯具的制造,适应不同的电压,使可调节亮度的第三代照光灯具多起来。无频闪灯、3种波长色谱可调灯,放射远红外光灯等具备保护视力功能的灯具也开始推出市场。

多功能化:符合当前的消费时尚、集多种功能于一体的灯如床头兼作光敏电话自控灯、带八音盒台灯等,是近年另一需求特点。

节能环保:新推出的高科技无频闪书写,光线平稳并可节能源50%,这种灯具很受消费者的欢迎。环保是灯具生产技术的崭新主题,显示人们对居室生态环境的重视,这亦是未来家居照明的主要发展方向。

国际灯具行业现代化产品设计的潮流是:减少产品的尺寸,以减少材料的投入；现代社会对产品的开以制造最重要的着眼点是“经济”和“环境保护”。照明产品最好能体现这一潮流的是紧凑荧光灯，细管径，超细管径直管荧光灯和无汞的射频(RF)或微波(MW)激发的硫灯。紧凑型荧光灯直径和尺寸，它们的形式多种多样用途也十分广泛。一般来说，它们有5倍于白炽灯的光效和8倍于白炽灯的寿命。因此，它们是绿色照明工程的推荐产品，使用紧凑型荧光灯的灯具也日益多见。

（2）.研究的主要内容

彩灯控制是以彩灯为主，从调光灯、触摸灯和延迟灯电子控制器到节能灯、遥控灯和自控

方便灯电子控制器的专用设备，种类繁多。这是一种传统的灯具方式，虽然彩灯成本较低，但由于采用接触式控制彩灯方式显示花样信息，因此，受干扰较大，甚至不会显示信息，目前灯具的设计观念未能与时俱进，零配件质量很差。工业照明、公共照明等大型高附加值、高档次或新型灯具产品很少。灯具产品科技含量低、档次不高将在一定程度上削弱了未来我灯具产品的竞争力。灯具样式缺乏特色，存在安全隐患。

设计中主要依据彩灯控制电路，电路最大的特点是稳压和整流装置只顾按键、二极管、按钮及很少的阻容器件便能实现各种花样等自然的变换并能即按即变，永久保存。在国外已经得到了广泛地应用，国内的应用正在渗透到传统的家电领域、通信领域、装饰领域及待开发的领域。在装饰领域方面，采用彩灯控制电路，加强了人机联系，如会显示数字和汉字的大型彩灯组，从而有效的提高审美观念，方便了使用者，更为人们所熟悉。大至工业领域，小到玩具、彩灯据此本文介绍了用新偏控制的方式，通过单片机AT89C51和地址锁存器做成的彩灯控制器。因为AT89C51在片内含有Flash存储器，而地址锁存器可将片内信息存于闪烁存储器中，而且有自动变换花样高质量、自然的还原技术。另外，它内置微控制器串行通信接口，可通过单片AT89C51实现其所有功能。要制作彩灯控制器，需要将单片机与彩灯芯片的控制端口进行连接，对单片机进行编程，使其实现相应的功能，还要将单片机的输出口连接键盘和显示器，使其控制相应的功能并得到显示。

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。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,可以显示不同的花样。

2·芯片及元件原理

2.1 AT89C51单片机

AT89C51单片机是一个低功耗、高性能含有4K字节快擦写可编程/擦除只读存储器的8位CMOS

单片机，时钟频率高达20MHz，与8031的指令系统完全兼容。芯片上EPROM允许在线(+5V)电擦除、电写入或采用通用的非易失存储编程器对程序存储器重复编程。此外，AT89C51还支持由软件选择的两种掉电工作方式，非常适用于电池供电或其他要求功耗低的场合。由于芯片内的4K程序存储器可在线或用编程器重复编程受到设计者的欢迎，并得到较为广泛的应用。

2.2 AT89C51的结构

ATMEL公司的89系列单片机是ATMEL公司的8位Flash单片机[1]。AT89C51系列单片机对于一般用户来说，存在3个明显的特点：

(1)内含Flash存储器[2] 因此在应用系统的开发过程中可以十分容易的进行程序的修改，这就大大缩短了系统的开发周期，同时，在系统工作过程中，能有效的保存一些数据信息，即使外接电源损坏也不影响信息的保存。

(2)与80C51插座兼容[3] AT89C51系列单片机的引脚与80C51是一样的，当用AT89C51单片机取代80C51时，可以直接进行取代。这时，不管采用40引脚还是44引脚的产品只要用相同引脚的AT89C51单片机取代80C51的单片机即可。

(3)静态时钟方式 AT89C51单片机采用静态时钟方式，所以可以节省电能。这对于降低便携式产品的功耗十分有用。

AT89C51单片机的内部结构与一般单片机相似[4]，有CPU、存储器和I/O接口等部件。AT89C51是ATMEL公司的8位Flash单片机系列，

Flash存储器，

因此，在应用中有广泛的前景和用途，特别是在便携式，省电及特殊信息保存的仪器和系统中显得更为有用。89系列单片机若干优点，内部含Flash存储器，在系统的开发过程中可以十分容易进行程序修改，大大缩短了系统的开发周期，同时，在系统工作过程中能有效保存一些数据信息[5]，即使外界电源损坏也不会影响到信息的保存，与80c51插座兼容，用相同引脚的89系列单片机可直接取代80c51的单片机，静态时钟方式，89系列单片机采用静态的时钟方式所以可以节省电能，这对于降低便携式产品的功耗十分有用，错误编程亦无废品产生，一般的OTP产品，一旦编程编误即成废品，而89系列的单片机内部采用了Flash memory，所以错误编程之后仍可重新编程，直到正确为止，故不存在废品，可进行反复系统试验，用89系列单片机设计的系统，可以反复进行系统试验，每次试验可以编入不同的程序，这样保证用户的系统设计达到最优，而且，随用户的需要和发展[6],还可以修改，使系统不断能追随用户的最新要求。89C51在89系列单片机中属标准型单片机，它和MCS-51系列单片机兼容。内部有4K可重复编程的Flash memory，可进行1000次擦写操作，全静态工作为小33MHz有三级程序存储器加密锁定，有内部含128-56字节的RAM32条可编程的FO端口，有2个16位定时器/计数器，有通用串行接口，有低电压空闲及电源下降方式，中断有6级。

2.3 AT89C51的引脚描述

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM-FlashProgrammable

and Erasable Read Only Memory)的低电压，高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机

[7]。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51[8]指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。VCC供电电压。GND,接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0

/地址的第八位。在FIASH编

程时,P0口作为原码输入口[9],当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1

，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存

储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平[10],并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：P3口管脚备选功能P3.0 RXD(串行输入口)，P3.1 TXD(串行输出口)，P3.2 /INT0(外部中断0)，P3.3 /INT1(外部中断1)，P3.4 T0(记时器0外部输入)，P3.5 T1(记时器1外部输入)，P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)，P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)。P3口同时为闪烁。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。P2口:P2口为一个

内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时[10],P2口输出地址的高位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故[11]。

AT89C51有二种可用软件编程的省电模式，他们是空闲模式和掉电工作模式。这二种方式是控制专用寄存器PCON(电源控制寄存器)中的PD和IDL来实现的。PD是掉电模式，当PD=1时，激活掉电工作模式，单片机进入掉电工作状态，IDL是空闲等待状态，当IDL=1时，激活空闲工作模式，单片机进入睡眠状态[12],如需同时进入二种状态，即PD和ID同时为1，则先激活掉电工作模式。在空闲工作模式状态，CPU保持睡眠状态而所有片内的外设仍保持激活状态，这种方式由软件产生。此时，片内RAM和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。空闲模式可有任何允许的中断请求或硬件复位中止。中止空闲模式的方法有二种，其一是任何一条被允许中断的事件被激活IDL被硬件清除，既中止空闲工作模式。程会首先响应中断，进入中断服务程序，执行完中断服务程序并紧随RET1(中断返回)指令后，下一条要执行的指令就是是单片机进入空闲模式那条指令后面的一条指令[13]。其二是通过硬件复位电路也可将空闲模式终止。需要注意的是当由硬件复位来中止空闲模式时，CPU通常是从激活空闲模式那条指令的下一条指令开始继续执行程序的，要完成内部复位工作，硬件复位脉冲要保持二个机器周期(24个时钟周期)有效，在这种情况下，内部禁止CPU访问片内RAM，而允许访问其它端口。为了避免对端口产生意外写入，激活空闲模式的指令后一条指令不应是一条对端口或外部存储器的写入指令。掉电模式，在掉电模式下进入掉电模式的指令是最最后一条被执行的指令，片内RAM和特殊功能寄存器的内容在中止掉电模式前被冻结。推出掉电模式的唯一方法是硬件复位，复位后将重新定义全部特殊功能寄存器但不改变RAM中的内容，再VCC恢复到正常工作电平前，复位应无效，且必须保持一定时间内使振荡器重启动并稳定工作。

2.4 74LS240芯片的功能

应用功能： 八缓冲器/总线驱动器（三态、反相） 这种八缓冲器和线驱动器是为提高三态

输出存储地址驱动器、时钟驱动器和总线定向接收器和发射器的性能和集成度而特意设计的。此电路的特点是，扇出高，扇入好，噪声容限高（400mV）。可用来驱动小到133Ω的终端负载线。

3 · 硬件电路设计

3.1 定时与复位模块

3.1.1时钟电路

单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准，复位操作则使单片机的片

内电路初始化，使单片机从一种确定的初态开始运行。

时钟电路 89C51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。

在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)或陶瓷谐振器，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如图3-1所示。图3-1中电容器Cl、C2起稳定振荡频率[14]、快速起振的作用，其电容值一般在5-30pF。晶振频率的典型值为12MHz，采用6MHz的情况也比较多。内部振荡方式所得的时钟情号比较稳定，实用电路中使用较多。

3--1 时钟电路图

3.1.2复位电路

当89C51单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式，上电复位和上电或开关复位。上电复位要求接通电源后，自动实现复位操作。

常用的上电复位电路电容C3和电阻R17对电源+5V来说构成微分电路[15]。上电后，保持RST一段高电平时间，由于单片机内的等效电阻的作用，不用图中电阻R17，也能达到上电复位的操作功能（如图3-2)所示。

3-2开关复位电路

开关复位要求电源接通后，单片机自动复位，并且在单片机运行期间，用开关操作也能使

单片机复位常用的上电或开关复位电路如图3-2所示。上电后，由于电容C3的充电和反相门的作用，使RESET持续一段时间的高电平。当单片机已在运行当中时，按下复位键K后松开,也能使RESET为一段时间的高电平，从而实现上电或开关复位的操作。

3.2显示模块

74LS240的输出端A0-A3可直接与总线相连，总线的另一端与单片机的P0.0-P0.7相连。采用74LS240来传输8位数据，当液晶显示器进行写数据时，三态允许控制端OE为低电平，通过74LS240进行缓存。当数码管显示器进行读数据，还要通过74LS240进行输出，把存在液晶显示器里的数据传输到单片机中。数码管显示模块的D1和D8分别与74LS240的Y0到Y3相连来控制数码管显示模块指令寄存器和数据寄存器读写条件。P0口为双向三态口，用作输出的时候需要接上拉电阻[16]。

74LS240这里的用法是逻辑上透明的，也就是P0输出什么，它也输出什么。不做锁存。作用是提高驱动能力。这样数码管的电流来自240，而不是单片机。数码管是共阴极的。

3-3 数字输出电路

3.3 按键模块和输出模块

本设计使用发光二极管来作为彩灯使用。发光二极管具有单向导电性。 当反向电压增加到某一定数值时，反向电流急增，产生反向击穿。二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程产生大量电子空穴对，产生了数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构，又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接触，只允许通过较小的电流(不超过几十毫安)，适用于高频小电流电路，如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流(几安到几十安)，主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不

仅能通过较大的电流，而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。

二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特。(1)正向特性。在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V)以后，二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V，硅管约为0.7V)，称为二极管的“正向压降”[17]。(2)反向特性。在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。二极管的主要参数用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标称为二极管的参数。不同类型的二极管有不同的特性参数。

对初学者而言，必须了解以下几个主要参数：

(1)额定正向工作电流。是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度(硅管为140左右，锗管为90左右)时，就会使管芯过热而损坏。所以，二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。例如，常用的IN4001，4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。(2)最高反向工作电压加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。例如，IN4001二极管反向耐压为50V，IN4007反向耐压为1000V。(3)反向电流反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10，反向电流增大一倍。例如2AP1型锗二极管在25时反向电流若为250uA，温度升高到35，反向电流将上升到500uA，依此类推，在75时，它的反向电流已达8mA，不仅失去了单方向导电特性，还会使管子过热而损坏。又如，2CP10型硅二极管，25时反向电流仅为5uA，温度升

高到75时，反向电流也不过160uA。故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性。

3-4 开关控制电路

3.4 总电路图

3--5 彩灯控制电路图

3.5 本章小结

本章介绍了硬件电路的总电路图和各个电路图的子模块图，以及各个模块的理论原理。比

较细致的学习各个模块的工作原理。首先介绍了时钟电路和复位电路。其次是介绍了显示模块。最后介绍了输出模块和按键模块。本章为之后的软件编程设计实现提供了硬件原理图，打下了良好的基础。

4· 软件电路设计

4.1 程序框图

4.1.1软件系统中的主程序流程

本课题的硬件电路相对简单，其中大部分工作要求用软件完成。软件应包括三部分：中断

程序、花样变化程序、数码管显示输出。

程序流程：首先进行系统及花样的初始化，设置中断方式判断是执行下一个花样还是减一执行下一个花样。主程序一直在判断flower_Flag的值。从而执行对应的花样程序。flower_Flag的值在增减中断函数被改变[18]。同时数码管的显示也是在中断中被更新。数码管变化一次会显示一次花样变化。

4.1.2软件系统中的子程序流程图

4-2子程序流程图

在设置中断零时就不断判断数码管数字是否加一，如果加一就执行相应的程序就是判断处

理花样的过程，并显示相对应的花样，最后中断返回。在设置中断一时就不断判断数码管数字是否减一，如果减一就执行相应的程序就是判断处理花样的过程，并显示相对应的花样，最后中断返回。

4.2 本章小结

本章利用前面已经掌握的知识设计出了软件流程图，并根据流程图编写出程序。然后将编

好的主程序进行运行，看是否能实现预期的功能，找出缺陷和不足并解决出现的问题。接下来分模块介绍了显示器原理。显示初始花样。

5.总 结：

与市面上大多数的彩灯相比，该种彩灯具有更好的灯光装饰，性价比更高与普通的全硬件彩灯相比具有更好的经济效益。应用主控模块输出的控制信号去控制灯管内的板模块工作，使得产品性能稳定，便以安装容易操作。由于控制程序存储在89C51单片机的电可擦除Flash闪存EPROM中，如果用户需要更改系统的亮灯模式，无须改变系统硬件电路，只需修改其中程序即可，是一种很有发展前途的彩灯控制器 ，这次设计对我们的影响意义深远。

首先从选题来说，它的选题考虑到了我们大学四年所学的所有知识，既要求我们对知识掌握的牢固，又要求我们对知识能够灵活运用。从所涉及的知识面来说，它不仅要求我们运用所学过的知识还要求我们去查找、学习、借鉴其他科目或门类的知识。

从时间上来说，这次设计的时间是最长的，因此我们有足够的时间去重新温习学过的知识更有充足的时间去搜集学习一些我们没有涉猎过的知识。这样不仅锻炼了我们学习新知识的能力，同时也拓宽了我们的知识面。并且我们还有足够时间去修改我们的设计中的缺陷，这也是对我们将来走入社会独立完成一项课题的考验。

而对于我们来说最重要的是，这次设计告诉我们怎样才能系统地完成一项实用的工作，它都需要哪些步骤。当我们参加工作后对于公司给我们的一个实际的应用项目将不会在感到陌生。

参考文献：

[1]. 张毅刚.新编MCS-51单片机应用设计.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2003,128--132 ；

[2]. 王幸之.AT89系列单片机原理与接口技术. 北京:北京航空航天大学出版社，2001,125--130；

[3]. 彭为.单片机典型系统设计实例精讲.北京:电子工业出版社,2000,89--92 ； [4]. 李军等.51系列单片机高级实例开发指南.北京:北京航天航空大学出版社,200490--102 ；

[5]. 单片机与嵌入式系统应用合订本,2004.12(6) ； [6]. 任建强.基于AT89C51的单片机综合实验设计.廊坊师范学院学报.2004 ,(04):15--20 ；

[7].何碧华.高性能单片机AT89C51在时间控制器中的应用.陕西工学院报,1997, (2):23--25；

[8]. 李钧钧.基于AT89C51的多机任务机制及其实现.电子报.2005,20--23 ； [9]. 刘宏祥.单片机彩灯实验.电子报 ,2003,23--27 ；

[10].欧阳明星.用单片机制作的音乐彩灯发生器.电子报,2003,20--23 ； [11].李莉.单片机教学改革与实践.2004年电子技术学术研讨会论文集. 2004,25--27 ；

[12]. 汪惠毅.AT89C51单片机的应用.工业计量.1997, (6): 21--23 ； [13].陈有卿.新颖电子灯光控制器.北京:机械工业出版社,2001,70--72 ； [14].张肃文.高频电子线路. 北京:高等教育出版社,2000,194--196 ； [15].陈有卿.实用灯光控制电路300例.北京:中国电力出版社,2001,444--447 ； [16].康光华.电子技术基础模拟部分.武汉:华中理工大学电子学教研室 编,145--149 ；

[17]. 阎石.数字电子技术基础.北京:清华大学电子学教研组编,85--95 ； [18]. 陈有卿.灯光控制集成电路与灯光控制器制作.北京:人民邮电出版 社,2001,148--149；

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/v667.html