基于单片机多控制、多闪烁LED彩灯

四川信息职业技术学院

毕业设计说明书

设计题目：基于单片机多控制

多闪烁LED彩灯

专业：电子信息工程技术

班级：电信08-3 学号： 08190** 姓名：潘 * * 指导教师：张万良

二〇一〇年十二月二十二日

四川信息职业技术学院毕业设计任务书

备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。

目录

摘要.................................................... 错误!未定义书签。第1章方案设计.......................................... 错误!未定义书签。

设计方案............................................ 错误!未定义书签。

方案选择............................................ 错误!未定义书签。第2章硬件设计.......................................... 错误!未定义书签。

直流稳压电源电路.................................... 错误!未定义书签。

单片机最小系统...................................... 错误!未定义书签。

LED彩灯显示电路..................................... 错误!未定义书签。

按键控制电路........................................ 错误!未定义书签。

串口电路............................................ 错误!未定义书签。第3章软件设计.......................................... 错误!未定义书签。第4章系统仿真调试...................................... 错误!未定义书签。

系统仿真............................................ 错误!未定义书签。

仿真调试............................................ 错误!未定义书签。总结.................................................... 错误!未定义书签。参考文献.................................................. 错误!未定义书签。附录1 LED彩灯控制系统仿真电路图......................... 错误!未定义书签。附录2 LED彩灯彩灯控制程序代码........................... 错误!未定义书签。

摘要

本文介绍了一种简易LED彩灯控制系统的软硬件设计过程，本方案以AT89C51单片机作为主控核心，按键控制电路、彩灯显示电路以及单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路。利用软件编程烧录程序到单片机来实现对LED彩灯进行控制，本系统亮灯模式多，用户根据操作提示可以随意变换想要的闪烁方式和控制彩灯的闪烁频率。本系统具有电路结构简单、易操作、硬件少、体积小、成本低、低能耗等优点，具有一定的实用和参考价值。

关键词LED彩灯；彩灯控制系统；闪烁方式

第1章方案设计

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，影响彩灯效果，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

设计方案

彩灯控制器大致可分为两种方案实现。一种是利用电子电路装置控制，另一种是采用单片机控制。

方案一：

根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。其框图如图1-1所示。

图1-1 彩灯循环控制器硬件框图

方案二：

本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计，

来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图1-2所示，以单片机为核心控制，由单片机最小系统（时钟电路、复位电路、电源）、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源电路组成。

供电信号

图1-2 单片机彩灯循环控制系统硬件框图

此设计方案中单片机的P1口接5路按键控制电路，实现彩灯花型的切换功能；单片机的引脚接上一个按钮开关以实现对彩灯闪烁频率的控制，即实现了快慢两种节拍实现花型的变换；单片机上的P2口接八路LED发光二极管组成彩灯电路，显示彩灯循环情况。

方案选择

结合设计任务书比较以上两种方案可知：利用电子电路装置控制，其电路不很复杂，制作相对较容易点，成本也相对较低，但可调性差，亮灯模式少而且样式单调，达不到设计任务要求或实现困难。采用单片机控制其优点是电路集成度高，工作原理简单，清晰明了，自定义编程，控制的图案花样多，移植性好等。

综上，显然方案二各方面优越于方案一，以及为了体现专业优势，本次设计采用第二种方案。

第2章硬件设计

直流稳压电源电路

对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外，还采用市电（交流电网）供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分！本项目直流稳压电源为+5V。如下图所示：直流稳压电源的制作一般有3种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。

图2-1 三端固定式集成稳压电源电路图

AT89C51单片机的工作电压范围：—，所以通常给单片机外接5V直流电源。由于时间关系，此处用3节的干电池供电，在此不在赘述此稳压电源电路图原理。

单片机最小系统

要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统如下图2-2所示。

时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个30pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。

复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。电路如下图所示。

图2-2 单片机最小系统

LED彩灯显示电路

LED彩灯显示电路(如图所示)实际上是由8个发光二极管和8个电阻构成的电路。