基于单片机的LED灯光控制器的设计

目录

1 LED 灯光控制器 (2)

1.1 LED 灯光控制器简介 (2)

1.2 LED 灯光控制器的原理 (2)

2 单片机的相关知识 (3)

2.1 单片机的简介 (3)

2.2 单片机的发展史 (3)

2.3 单片机的特点 (4)

3 控制系统的硬件设计 (5)

3.1 单片机型号的选择 (5)

3.2 电路原理图 (5)

3.3 Proteus软件介绍 (6)

3.4 AT89C51单片机引脚图及引脚功能介绍 (7)

3.5 单片机型号的选择 (13)

3.6 电路原理图 (13)

3.7 Proteus软件介绍 (13)

3.8 LED灯光控制效果图 (12)

4 控制系统的软件设计 (15)

4.1 主程序代码和流程图 (15)

4.2 Wave6000简介 (19)

4.3仿真图及结果分析 (21)

结束语 (24)

参考文献 (25)

1 LED 灯光控制器

1.1 LED 灯光控制器简介

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。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和设计。

1.2 LED 灯光控制器的原理

上述的是AT89S52，而本实验由单片机AT89C51，BUTTON和8个LED灯，设计4种流水灯显示方式，并有4个开关，每种开关控制一种情况。即在流水灯工作之前，各个LED处于灭的状态；在接通电源之后，LED依次亮灭，且每次只亮一盏，由上到下再由下到上；在按下开关2后，LED又上到由上到下依次亮，在由下到上依次灭；在按下开关3后，LED每间隔一盏灯交替亮灭；在按下开关4后，LED由中间到两边亮

2 单片机的相关知识

2.1 单片机的简介

单片机全称为单片机微型计算机（Single Chip Microsoftcomputer)。从应用领域来看，单片机主要用来控制，所以又称为微控制器（Microcontroller Unit）或嵌入式控制器。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的微型计算机。

2.2 单片机的发展史

4位单片机：1975年，美国德克萨斯仪器公司首次推出4位单片机TMS-1000；此后，各个计算机公司竞相推出四位单片机。日本松下公司的MN1400系列，美国洛克威尔公司的PPS/1系列等。四位单片机的主要应用领域有：PC机的输入装置，电池充电器，运动器材，带液晶显示的音/视频产品控制器，一般家用电器的控制及遥控器，电子玩具，钟表，计算器，多功能电话等。

8位单片机：1972年，美国Intel公司首先推出8位微处理器8008，并于1976年9月率先推出MCS-48系列单片机。在这以后，8位单片机纷纷面市。例如，莫斯特克和仙童公司合作生产的3870系列，摩托罗拉公司生产的6801系列等。随着集成电路工艺水平的提高，一些高性能的8位单片机相继问世。例如，1978年摩托罗拉公司的MC6801系列及齐洛格公司的Z8系列，1979年NEC公司的UPD78XX 系列。这类单片机的寻址能力达64KB，片内ROM容量达4--8KB，片内除带有并行I\O口外，还有串行I\O口，甚至还有A\D转化器功能。8位单片机由于功能强，被广泛用于自动化装置、智能仪器仪表、智能接口、过程控制、通信、家用电器等各个领域。

16位单片机：1983年以后，集成电路的集成度可达几十万只管/片，各系列16位单片机纷纷面市。这一阶段的代表产品有1983年Intel公司推出的MCS-96系列，1987年Intel推出了80C96，美国国家半导体公司推出的HPC16040，NEC 公司推出的783XX系列等。16位单片机主要用于工业控制，智能仪器仪表，便携

式设备等场合。

32位单片机：随着高新技术只智能机器人，光盘驱动器，激光打印机，图像与数据实时处理，复杂实时控制，网络服务器等领域的应用与发展，20世纪80年代末推出了32位单片机，如Motorlora公司的MC683XX系列，Intel的80960系列，以及近年来流行的ARM系列单片机。32位单片机是单片机的发展趋势，随着技术的发展及开发成本和产品价格的下降，将会与8位单片机并驾齐驱。

64位单片机：近年来，64位单片机在引擎控制，智能机器人，磁盘控制，语音图像通信，算法密集的实时控制场合已有应用，如英国Inmos公司的Transputer T800是高性能的64位单片机。

2.3 单片机的特点

1 . 单片机的存储器ROM和RAM时严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序，固定常数，及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。

2 . 采用面向控制的指令系统。为满足控制需要，单片机有更强的逻辑控制能力，特别是单片机具有很强的位处理能力。

3 . 单片机的I/O口通常时多功能的。由于单片机芯片上引脚数目有限，为了解决实际引脚数和需要的信号线的矛盾，采用了引脚功能复用的方法，引脚处于何种功能，可由指令来设置或由机器状态来区分。

4 . 单片机的外部扩展能力很强。在内部的各种功能部件不能满足应用的需求时，均可在外部进行扩展，与许多通用的微机接口芯片兼容，给应用系统设计带来了很大的方便。

3 控制系统的硬件设计

3.1 单片机型号的选择

通过对多种单片机性能的分析，最终认为89C51是最理想的电子时钟开发芯片。89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，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，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，而且它与MCS-51兼容，且具有4K字节可编程闪烁存储器和1000写/擦循环，数据保留时间为10年等特点，是最好的选择。

3.2 电路原理图