基于单片机的花样彩灯设计论文

基于单片机的花样彩灯设计

摘要：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，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本文介绍了一种简易LED彩灯控制系统的软硬件设计过程，以AT-89S52单片机作为主控核心与辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED彩灯进行控制。本系统具有电路结构简单、操作容易、硬件少、成本低等特点。

关键词：LED彩灯；AT-89S52单片机；彩灯控制器

Design of Lantern Controller based on Single-chip Abstract：In recent years, the lantern for the landscaping, lighting the city has an important role should not be underestimated. So the city decorated with lanterns as the growing demand for technology and lanterns have become more sophisticated and synchronized. Currently on the market a variety of style LED lantern is the most hardware-wide realization of the existence of complex circuit structure, functions and other limitations of a single, it is essential to the current controller to improve the lantern. This paper introduces a simple control system of the LED lantern design process of hardware and software, with AT-89S52 single-chip microcomputer as the master core and supporting the combination of hardware circuitry, using software control of the LED lanterns. The specialties of this system are simple structure, easy control, less hardware, low cost, and so on.

Keywords: LED lantern; AT-89S52 single-chip microcomputer; Lantern controller

目录

一、论文正文

引言 0

1 系统设计 (1)

1.1 设计任务与要求 (1)

1.1.1 设计任务 (1)

1.1.2 设计要求 (1)

1.2 方案的选择与论证 (1)

2 系统硬件设计 (1)

2.1 控制器模块 (3)

2.2 按键模块 (5)

2.3 LED显示模块 (5)

2.4 接口模块 (6)

2.5硬件电路调试 (9)

2.6硬件元件清单 (9)

3软件设计与仿真 (10)

3.1仿真软件简介 (10)

3.2 程序设计 (11)

3.3 仿真结果 (12)

3.4 系统调试 (13)

4 结论 (14)

附录程序 (15)

参考文献 (18)

谢辞 (19)

二、附录

1 开题报告 (20)

2 结题报告 (21)

3答辩报告 (22)

引言

近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要工作。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。但传统的彩灯控制电路一般是由数字电路组成，这种彩灯控制器电路结构复杂、成本较高、功率损耗大，电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理也比较困难。此外从功能效果上看，彩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。而单片机具有高集成度、高可靠性，控制功能强，低电压、低功耗，优异的性能价格等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。LED彩灯具有成本低、发光纯度高、发光热量小、耗电量低、超长寿命的特点。所以利用单片机作LED彩灯控制，不仅是使控制花样、路数大大增加，成本也很低，而且对环境能源没有污染，有着很大的发展前景[1]。

本设计是一种基于AT-89S52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。主要以AT-89S52单片机作为主控核心与发光二极管、晶振、复位、电源、MAX232、DB9等组成电路，利用软件编辑实现彩灯流水灯的效果，并且可以通过按键来实现花样的选择。

1 系统设计

1.1 设计任务与要求

1.1.1 设计任务

（1）设计一个基于单片机的花样彩灯；

（2）在设计过程中，选择1～2个单元电路使用仿真软件（例如Proteus等）进行仿真调试；

（3）用计算机绘制所有的电路图。

1.1.2 设计要求

（1）设计一个花样彩灯。

（2）彩灯至少有3种工作模式。

（3）用按键实现花样的转变。

1.2 方案的选择与论证

方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难。

方案二：通过单片机控制二极管的闪烁。单片机具有高集成度、高可靠性，控制功能强，低电压、低功耗，优异的性能价格等优点，可以使电路易于设计和控制。

根据以上分析，方案二的成本低，而且电路易于设计和控制，故本次设计选择方案二。

2 系统硬件设计

按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT-89S52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至12MHz），8KB的内部程序存储器（ROM）为，256KB的内部数据存储器（RAM），32 个可编程I/O 口线，8 个中断向量源，三个16 位定时器/计数器，三级加密程序存储