毕业设计54彩灯控制器的设计

本科毕业论文（设计）

论文（设计）题目

彩灯控制器的设计

彩灯控制器的设计

摘要

本方案以AT一89C51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。在主控模块上设有6个按键和8个LED彩灯，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。该新型LED彩灯及其控制器是某公司委托开发产品，产品实际应用效果较好，亮灯模式多，用户可以根据不同场合和时间来调节亮灯频率和亮灯时间。与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。

关键词：LED彩灯，AT一89C51单片机，彩灯控制器，模块设计

THE LED LAMPION CONTROLLER DESIGN

ABSTRACT

This paper introduced the design way of a new —style LED lampion control system that used AT 一89C51 single chip as the control—core，combined with little assistant hardware such as keyboard＆display，and took software program tO control LED lampion．This system had the merits of small volume，few of hardwares，circuit configuration simple and easy tO operate，and SO On。

Keywords：LED lampion，AT 一89C51 single chip，lampion controller，module design

目录

1 绪论―――――――――――――――――――――――――――4

2系统功能――――――――――――――――――――――――――6

3 硬件设计――――――――――――――――――――――――――6

3.1主控模块电路设计――――――――――――――――――――6

3.2 LED板模块设计―――――――――――――――――――――6

3.2电源――――――――――――――――――――――――――6

4 程序设计――――――――――――――――――――――――――12

4.1 模式流程――――――――――――――――――――――――7

4.2程序实现――――――――――――――――――――――――8

4.3仿真测试――――――――――――――――――――――――9

4.4硬件焊接――――――――――――――――――――――――10

4.5模型――――――――――――――――――――――――――11

5 设计的扩展―――――――――――――――――――――――――15 6结束语――――――――――――――――――――――――――――13 参考文献――――――――――――――――――――――――――――14

1 绪论

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。并且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AT一89C51单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以AT一89C51单片机作为主控核心，与键盘、显示等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有4个按键和1位七段码LED显示器，根据用户需要可以改变若干种亮灯模式，利用其内部INT0中断源来选择彩灯工作模式，根据各种工作模式的不同，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。该新型LED彩灯及其控制器是某公司委托开发产品，产品实际应用效果较好，亮灯模式多。与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。

2 系统功能

该彩灯控制系统设置了四种工作模式：模式0、模式1、模式2、模式3，当它工作在模式i时，都能够通过数码管显示出来。系统上电时默认的是模式0，它工作时依次调用其它三种工作模式，当按下与之工作模式对应的按键时，则该系统将会工作在该模式下，直至有按键按下才能切换该工作模式。LED彩灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序模式0顺序调用往下走，从模式1开始工作，自模式1到模式3为一个亮灯周期，然后再回到模式1循环继续工作，同样如果想进入用户设定模式状态，只需按下功能切换键即可（按键1——4）。整个4种亮灯模式时间可以看作一个大周期，其中的每一种花样工作模式模式

i( 1，2，3 ，4)时间为小周期T 对于每一个模式编写一个独立工作子程序模式i，

其中设定了LED彩灯的点亮时刻和熄灭时刻，以及模式工作时间和该模式LED闪烁频率F 。七段码显示器显示当前工作模式的序号模式i ，对系统工作状态起到了很好的实时监控作用。因此在LED彩灯上电工作后，用户可以方便地通过主控模块上的显示器知道LED彩灯当前工作模式模式i等实时参数。实际应用需要根据不同场合来改变彩灯闪亮效果，以便满足实际需要。如果用户对某一种模式感兴趣需要仔细观看该种亮灯模式，可以通过键盘选定任意第模式i模式使系统循环重复工作在该花样模式下。

3 硬件设计

新型LED彩灯系统采用AT89C51单片机作为核心芯片，通过添加外围元件来实现对彩灯工作模式的控制。工作模式利用四个按键控制，并通过数码管显示出来。该系统的彩灯工作效果通过外围的发光二极管显示。

3.1主控模块电路设计

主控模块主要设计器件有AT89C51，一个74Ls21,4个功能按键和一个复位按键，8个LED管，红、绿、黄三种颜色，1个5V串联稳压电源。通过软件设计，使单片机P0口作为三色LED驱动信号输出口，考虑到S51的驱动能力，P0口外围的发光二极管的另一端接电源。P1口作为按键输入口。总原理图见附录一。

模式切换由四个按键K1、K2、K3、K4组成，分别对应于模式0到模式3。5V电源通过电阻R1～R4给P1口提供高电位，当按下K1时，P1.0接低电位工作，通过S51内部的程序识别并加以处理后，使彩灯工作在模式0下，且数码管显示0；同样，当其他按键按下时，K2对应模式1，数码管显示1；K3对应模式2，数码管显示2；K3对应模式3，数码管显示3。

当有按键按下时，为了响应中断，将四个按键的输出端连接到74Ls21的四输入端，这样当有一个按键按下时，74Ls21的一个输出端将输出低电平，响应S51的INT0端，这样才能使S51内部的程序检测到外部的中断信号，并加以处理后来快速切换彩灯的工作模式。电路设计如模块控制电路图1