流水灯毕业设计

流水灯毕业设计
篇一：毕业设计
用单片机实现流水灯的控制
毕业设计（论文）
20XX 年 12月
摘要
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。

正文首先介绍本课题的背景、研究意义及完成的任务功能；接着简单描述设计过程中所用的一些主要元器件、方案的论证，以及介绍了系统硬件工作原理，并且附以系统硬件设计框图；其次阐述了ＰＣＢ板的画质、制作、实物的完成、程序的编写和调试；最后对本设计进行了总结。

本次毕业设计根据设计要求，基本达到预期的目的。

即通过ATmega16单片机来控制16x8的贴片发光二极管矩阵显示，以中、明字符为例，分别可以实现‘全亮’到字模‘中’再到字模‘明’到‘全暗’的循环显示。

用户可以按照自己的喜好选择不同的字模、显示方式。

关键词：单片机 ATmega16 发光二极管霓虹灯Abstract
In recent years, with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, while the traditional control test drive rapid updates. In real-time detection and control of the microxxputer application system, the microcontroller is often used as a core xxponent, Jin Zhi Shi MCU side is not enough, Haiyinggenju specific hardware structure and application specific characteristics of the software Duixiang Jie He, to be perfect.
The text introduces the subject of this issue background, significance, and xxplete functionality.
A brief description of the design process used in some of the major xxponents of the demonstration program, and introduced the principle of the system hardware, and attached to the system hardware design block diagram; second section describes the PC
B board of the definition, production, physical xxpletion of the preparation process and debugging; Finally, a summary of the design.
The graduation project according to set requirements, achieves the desired purpose. ATmega16 microcontroller to control through the SMD LEDs 16x8 matrix display to the Ming character, for example, were able to achieve 'full light' to the font 'in' then font 'out' to 'all dark' cycle of display. Users can follow their own preferences to select a different font, display
Keywords: microcontroller ATmega16 LBD Neon 目录
第一章绪论 1
1.1课程研究背景1
1.2 课程研究的意义1
1.3 课程研究的任务2
第二章本设计所用的主要电子器件简介3
2.1 AVR ATmega16 单片机简介3
2.2 锁存器 MC74HC373简介5
2.3 8x16贴片发光二极管矩阵简介6
2.4 稳压器ams117 简介?????????????????? ??6
第三章基本原理?????????????????????? ??7
3.1 总体设计思路7
3.2方案论证与比较8
3.2.1 显示部分方案论证与选择 8
3.2.2 驱动部分设计方案论证与选择 8
3.3 电源模块的选择9
第四章设计过程 10
4.1 单元电路设计10
4.1.1 控制部分电路 10
4.1.2显示部分电路 11
4.1.3 ams117稳压电路11
4.2 软件设计 13
4.3 制版做实物13
4.3.1 PROTEL DXP 简介14
4.3.2实物制作 17
第五章遇到的问题及调试 18
5.1遇到的问题及解决方法18
5.1.1 硬件方面18
5.1.2 程序的调试18
5.2各点电压及波形测试19
5.3结果分析20
5.4材料清单20 结束语 22
篇二：花样
摘要
近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。

在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。

正文首先介绍本课题的背景、研究意义及完成的任务功能；接着简单描述设计过程中所用的一些主要元器件、方案的论证，以及介绍了系统硬件工作原理，并且附以系统硬件设计框图；其次阐述了ＰＣＢ板的画质、制作、实物的完成、程序的编写和调试；最后对本设计进行了总结。

本次毕业设计根据设计要求，基本达到预期的目的。

即通过ATmega16单片机来控制16x8的贴片发光二极管矩阵显示，以中、明字符为例，分别可以实现‘全亮’到字模‘中’再到字模‘明’到‘全暗’的循环显示。

用户可以按照自己的喜好选择不同的字模、显示方式。

关键词：单片机ATmega16 发光二极管霓虹灯
Abstract
In recent years, with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, while the traditional control
test drive rapid updates. In real-time detection and control of the microxxputer application system, the microcontroller is often used as a core xxponent, Jin Zhi Shi MCU side is not enough, Haiyinggenju specific hardware structure and application specific characteristics of the software Duixiang Jie He, to be perfect.
The text introduces the subject of this issue background, significance, and xxplete functionality.
A brief description of the design process used in some of the major xxponents of the demonstration program, and introduced the principle of the system hardware, and attached to the system hardware design block diagram; second section describes the PC
B board of the definition, production, physical xxpletion of the preparation process and debugging; Finally, a summary of the design.
The graduation project according to set requirements, achieves the desired purpose. ATmega16 microcontroller to control through the SMD LEDs 16x8 matrix display to the Ming character, for example, were able to achieve 'full light' to the font 'in' then font
'out' to 'all dark' cycle of display. Users can follow their own preferences to select a different font, display
Keywords: microcontroller ATmega16 LBD Neon 目录
第一章绪论 1
1.1课程研究背景1
1.2 课程研究的意义1
1.3 课程研究的任务2
第二章系统总体方案设计········································· 2·1总体设计目标···········································2·2方案选择与比较·········································第三章基本原理?????????????????????? ??7
3.1 总体设计思路7
3.2 电源模块的选择9
第四章设计过程 10
4.1 单元电路设计10
4.1.1 控制部分电路 10
4.1.2显示部分电路 11
4· 2 系统硬件设计··············································4·2· 1 系统硬件介绍········································ 4·2·2 系统输入输出点分配·································· 4·2·3 系统梯形图设计······································第五章遇到的问题及调试···········································
5.1遇到的问题及解决方法18
5.2 调试步骤··················································总结及体会·······················································参考文献·························································第一章绪论
1.1 课程研究背景
电子计算机的发展经历了电子管、晶体管、集成电路到大（超大）规模集成电路弓四个阶段，既通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。

现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。

随着信息技术革命的深入和计算机技术的飞速发展，单片机的应用越来越广泛，并逐渐发展成为一门关键的技术学科。

单片机亦称微控制器,顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。

因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。

它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。

现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。

各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能微电脑型”，如智能型热水器等。

计算机是人类制造的用于信息处理的机器。

这种机器只能在人的控制下，将输入的数据信息，按照人们的要求进行存储、分类、整理、判断、计算、决策和处理等操作。

目前，微型计算机主要用在以下几个方面：数值计算、数据处理与信息加工、计算机辅助功能、人工智能、计算机通信、多媒体、计算机检测和过程控制等。

微型计算机在检
测和过程控制方面的应用具有简便、快捷、准确、可靠等优点，便于实现各种生产过程自动化。

在改造传统产业、节约能源、提高产品质量和生产效率、改善生产者劳动条件等方面，具有十分重要的作用。

单片机具有一些突出优点：体积小、重量轻、耗电少、电源单一、功能强、价格低、运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高，所以在通信、家电、工业控制、仪器仪表、汽车等产品中都可以看到单片机的身影。

1.2 课程研究的意义
流水灯在现代社会就有广泛的应用，大型电子广告牌、霓虹灯、指示牌和工业控制的控制面板等等都有流水灯的应用。

而且基于单片机的流水灯的控制系统利用了单片机的内部资源，如定时器、I/O口和寄存器等，完成了单片机系统开发的基本流程，因此具有典型的代表意义，是学习和开发单片机的基本实验之一。

ATmega16单片机是可多次改写的可编程芯片，内部有16K的Flsah RAM,含有32个通用I/O口线，用这种芯片构成的系统简单、可靠，性价比相当高，适合成为霓虹灯程序控制器的核心部件,结合锁存器MC74HC373实现的控制器功能，时间常数易修改，使用灵活，电路易实现，成本低，控制芯片更换方便。

控制器的花样变化及速度调节能用软件方法实现，这样进一步提高了性价比。

ATmega16 成为一个功能强大的单片机，为许多嵌入式控制应用提供了灵活而低成
本的解决方案.
1.3 课程研究的任务
1.把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，即向下拨动，再用AB 接口的USB连线把PLC与电脑链接起来，然后给PLC上电
2.启动CX-P软件，新建工程，进入CX-P软件编程环境
3.根据实验内容在CX-P软件编程环境里进行编程，然后进行相关操作。

4.程序运行调试并修改。

5.保存好文件，做好各项记录。

6.把实验箱的电源及各个输入端的拨动按钮置于“OFF”位，切断点实验箱的电源，盖好实验箱的盖子。

第二章系统总体方案设计
2.1 总体设计目标
结合C语言编程，使心形环绕LED流水灯实现21种不同形式的闪烁功能，由快到慢再由快到慢，再循环往复不断的变化中，给人带来美的体验。

2.2 方案选择与比较
主控制器芯片主要是负责控制LED灯的不同变化速度快慢以及变化效果。

主控制器作为整个系统的控制核心部分，要求其功耗低、数据转换速率快。

方案一：采用STC89C52单片机系统。

STC89C52单片机
是一种低耗、可编程。

高性能8微控制处理器，其内部包括微处理器、具有8K在系统可编程Flash储存器、看门狗定时器、输入/输出口、中断系统等，其具有价格低廉、技术承受、操作简单等特点，满足本系统的要求。

方案二：选择T1公司生产的MSP430F149系列单片机系统。

此款单片机具有低电压、超
篇三：4017报告
CD4017流水灯电路设计
摘要：随着LED技术的不断发展以及LED在低功耗、长寿命、环保等方面的优势，LED应用领域逐渐增多。

同时，许多国家在看到LED巨大的市场潜力后，纷纷出台各项鼓励措施大力推动LED在各领域中的应用。

目前，LED的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力的显示屏，景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域，LED应用正呈现出多样化发展趋势。

本次毕业设计就是用小功率LED作为发光体替代实验室中价格昂贵的钠光灯或白炽灯。

并利用555定时器、可变电阻普通电阻、电解电容以及普通电容构成可调驱动电路，驱动CD4017计数器构成的译码电路，使LED依次循环发光，从而组成循环流水灯。

关键词： CD4017 555定时器LED
目录
设计任务和要求..................................................
3
1.引言................................................. (4)
2.总体设计方案选择与说明 (5)
2.1 方案选择................................................. (5)
2.2 电路工作原理： (5)
3.单元硬件设计说明 (5)
3.1 555定时器 ................................................ .. 6
3.2 自激多谐振荡器 (10)
3.3 十进制计数／分频器CD4017 (11)
3.3.1 CD4017内容说明： (11)
3.3.2 CD4017十进制计数器内部电路图： (12)
3.3.3 CD4017时序波形图： (13)
3.3.4 CD4017引脚图如下： (14)
3.3.5 CD4017引脚功能： (14)
3.4 发光二极管（LED） (15)
3.4.1 LED 特点 ...............................................
13
3.4.2 LED光源的特点 (16)
3.5 元件明细表.................................................
17
4.软件说明.................................................
(18)
4.1 Protel99简介 (18)
4.2 Proteus简介...............................................
19
5.安装调试方法.................................................
19
5.1 安装方法................................................. .. 19
5.2 调试方法................................................. .. 20
6.总结................................................. .. (20)
7.致谢................................................. .. (21)
8.参考文
献................................................. . (22)
附录一................................................. .. (22)
附录二................................................. .. (24)
附录三................................................. .. (25)
附录四................................................. .. (26)
设计任务和要求
设计任务:
以CD4017计数器为基础设计一灯组流动速度和亮度均可调的循环流水灯。

要求：
（1）独立完成设计任务，通过课程设计，锻炼自己综合运用所学知识的能
力，并初步掌握电子技术设计的方法和步骤。

（2）熟悉电子线路Protel99软件及电子线路仿真
Proteus软件的使用方
法。

（3）学会查阅资料和手册，学会选用各种电子元器件。

（4）掌握安装电子线路的基本技能和调试方法。

（5）设计时尽量使用廉价环保元件。

（6）设计产品必须是灯组流动速度和亮度均可调的。

1.引言
随着电子科学技术的飞跃发展以及生活水平的提高，娱乐场所越来越多，如酒吧、舞厅、KTV等。

我们在这些地方看到的循环彩灯就是最原始的循环流水灯演变而来的，而这些灯几乎用的都是低功耗、长寿命、环保等特征的LED。

在新兴应用市场不断出现的带动下，近些年LED市场规模快速提升。

20XX年中国LED的产量已经达到262.1亿只，市场规模更是突破百亿元大关达到114.9亿元。

LED的应用领域已经从最初简单的电器指示灯、LED显示屏发展到LCD背光源、景观照明、室内装饰灯等其他领域。

而由于LED具有的长寿命、无污染、低功耗的特性，未来LED 还将逐步替代荧光灯、白炽灯成为下一代绿色照明光源。

为此，美国、韩国、欧盟、中国台湾都制定了适合各国国情的半导体照明计划，大力推进LED灯进入普通照明灯具市场。

室内照明将是LED最具市场规模和发展潜力的应用。

从数量上看，凭借着国内强大的制造能力，指示灯依旧
是LED的使用大户，其用量占据LED市场消耗量的半壁江山。

但由于指示灯多为普通亮度LED，经过多年的发展产量很大早已形成买方市场，供过于求的市场现状导致价格持续下跌，严重影响了指示灯领域的LED市场规模增长。

LED指示灯市场规模只保持了一位数增长，但是随着价格的进一步滑落，LED指示灯市场规模很难在维持正增长，预计从20XX年起，该市场将呈现出负增长。

对于进入通用照明市场而言，功率白光LED除面临着诸如发光效率低、散热不好、成本过高等问题外，还将面临到光学、机构与电控等的整合以及LED照明产品通用标准的制定。

解决上述问题需要很长的一段时间，赛迪顾问预计LED 在20XX年前还不能进入通用照明市场。

由于酒店、商务会馆、高档商用写字楼等商用场所相对于价格的敏感度低。

同时这些高档场所更注重于彰显品味与尊贵的地位，对于新兴产品抱有更大的兴趣度。

这些都降低了LED照明进入的门槛。

赛迪顾问预计LED照明将率先进入商用市场，逐步向民用市场扩展。

2.总体设计方案选择与说明
2.1 方案选择
根据课程设计的要求：用4017芯片设计一流水灯。

我的总体设计方案如下：
由于4017芯片本身是一十进制计数器（分配器），所
以只需在CLK端口（15脚）接入一时钟信号且Q0至Q9端（1至7脚和9、10、11脚）接十只发光体就可得到一组流水灯。

其时钟信号可用时钟信号发生器产生，也可用简单的芯片和元件组合成一多谐振荡电路产生，发光体可用钠光灯、白炽灯、发光二极管等。

但从功耗高低、寿命长短、价格、环保等方面考虑，其时钟信号我采用由555定时器组成的多谐振荡器输出的周期性矩形波，发光体采用发光二极管（LED）。

4017芯片会以输入信号的高电平为1低电平为0组成以二进制数再转化成十进制数分配给Q0至Q9端，从而使各发光二极管依次发光，若输入信号不间断，发光二极管循环发光。

2.2 电路工作原理：
流水灯由555组成的多谐振荡器和CD4017十进制计数器电路组成。

当第一个脉冲到来时Q0输出高电平，LED1亮，第二个脉冲到来时，Q1输出高电平，LED2亮，?,直到Q9输出高电平，LED10亮，接着进行下一轮输出。

改变多谐振荡器的振荡周期就可以改变灯组的流动速度，改变电流的大小可改变灯光的亮暗程度，所以本次课程设计以4017芯片为前提设计的流水灯其速度和亮度都是可调的。

电路原理图见附页。

3.单元硬件设计说明
在进行单元硬件设计时，必须对所选的器件了解清楚后。

下面是对所有选择的器件进行简单的说明和分析：。