1、. . . . 中國地質大學長城學院 本 科 課 程 設 計題 目:彩燈控制器設計系 別信息工程系學生盧清江專 業電氣工程與其自動化學 號043120238指導教師瑞靜職 稱高級工程師2015年 06 月 22日12 / 16彩燈控制器設計摘 要本方案提出了一種基于8051單片機的彩燈控制方案，實現對LED彩燈的控制。本方案以8051單片機作為主控核心，在主控模塊上設有3個按鍵和8個碼LED顯示燈，根據需要可以編寫若干種亮燈模式，利用其部定時器T0實現一個基本單位時間為1 ms的定時中斷，根據各種亮燈時間的不同需要，在不同時刻輸出燈亮或燈滅的控制信號，然后驅動各種顏色的燈亮或滅。與普通LED彩

2、燈相比，具有體積小、價格低、低能耗等優點。關鍵字：單片機； 智能控制； LED彩燈；匯編語言AbstractThe program presents lantern control scheme based on 8051, to achieve the control of LED lights. The program in 8051 as the main core, has three buttons and eight yards LED indicator lights on the control module, if necessary, you can write sever

3、al lighting modes, using its internal timer T0 achieve a basic unit of time the timing of 1 ms interrupt, depending on the needs of a variety of lighting time, at different times or lamp light output control signal, and then drive a variety of colored lights on or off. Compared with ordinary LED lig

4、hts, small size, low price, low power consumption advantages.Keywords: SCM; intelligent control; LED lights; Assembly目 錄第1章 緒論11.1 設計的目的和意義11.2 主要設計容1第2章 系統總體設計22.1 總體方案設計22.2 系統硬件設計22.2.1 電路設計22.2.2 元器件介紹32.2.3 外部晶振電路42.3 系統軟件設計52.3.1 設計思路5 2.3.2 流程圖52.3.3 原程序6第3章 實驗結果73.1 實際現象73.2 結果分析8第4章 總結9致 10

5、參考文獻11第1章 緒論1.1 設計的目的和意義通過課程設計的教學實踐，將課本上所學的東西應用于實際中，結合理論和實際，進一步的掌握單片機應用系統的相關知識，加深了解單片機的工作原理。初步掌握單片機應用系統的設計、制作、調試的方法。使自己的設計水平和對所學的知識的應用能力以與分析問題、解決問題的能力得到全面提高。現在市場上的彩燈五花八門，種類繁多，樣式應有盡有，能夠滿足人們的各種需求，但是它們的原理和工作方式，卻有著很大的一樣點。而本次實驗就是為了讓我們能充分、實際、深刻的了解彩燈的工作原理，學會連接簡單的彩燈電路。對彩燈工作所需的幾種必備器件，其工作原理、布局、引言、外觀美化等等，都做到了解

6、、熟悉、掌握到應用。1.2 主要設計容圖1-2以AT89C51單片機為核心設計彩燈控制器，接于P1口的8路彩燈按如下圖1-2所示的方式亮燈。第2章 系統總體設計第二章 系統總體設計2.1 總體方案設計本系統核心硬件為AT89C51單片機，用于控制LED彩燈的明滅，通過LED彩燈明滅以顯示不同花樣，讓彩燈整體達到美輪美奐的視覺效果，總體方案設計如圖2-1。圖2-1AT89C51 單片機電源電路時鐘電路按鍵輸入LED燈顯示2.2 系統硬件設計2.2.1 電路設計彩燈控制器電路主要器件有AT89C51，復位電路，時鐘電路，按鈕。通過軟件設計，使P0和P1作為LED驅動信號輸出口，4個外部按鈕作為按鈕

7、輸入口。如圖2-2-1所示。圖2-2-12.2.2 元器件介紹AT89C51：AT89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節Flash 閃速存儲器，128字節部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片振蕩器與時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口與中斷系統繼續工作。掉電方式保存RAM中的容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部

8、件工作直到下一個硬件復位。管腳說明：圖2-2-2P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P0口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據存儲器，它可以被定義為數據/地址的低八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須接上拉電阻。P1口：P1口是一個部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為低八位地址接收。P2口

9、：P2口為一個部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用部上拉優勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被部上拉為高電平，

10、并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口。P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（計時器0外部輸入）P3.5 T1（計時器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數據存儲器寫選通）P3.7 /RD（外部數據存儲器讀選通）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用

11、于鎖存地址的低位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。/E

12、A/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入與部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2.2.3外接晶振電路晶振電路原理：主板時鐘芯片即分頻器的原始工作振蕩頻率，由石英晶體多諧振蕩器的諧振頻率來產生，晶振其實是一個頻率產生器，他主要把傳進去的電壓轉化為頻率信號。提供給分頻率一個基準的14.318MHZ的振蕩頻率，它是一個多諧振蕩器的

13、正回饋環電路， 也就是說它把輸入作為輸出，把輸出作為輸入的回饋頻率，象這樣一個永無休止的循環自激過程，如圖2-2-3.圖2-2-32.3 系統軟件設計2.3.1 設計思路設計的LED彩燈系統分為兩部分，即AT89C51主控模塊和發光二極管LED受控模塊。整個系統工作由軟件程序控制運行，同時根據不同的需要，用戶可以在LED彩燈工作是通過主控模塊上的按鈕來實現彩燈燈光效果。模塊功能：該部分主要涉與功能的實現方式，即程序編寫。程序要實現的功能包括讀按鍵，通過對讀入按鍵的值控制LED點亮方式。開始初始化點亮1,2,3,4,5點亮6,7,8,9,10,11,12,13,14點亮15,16,17,18,1

14、9點亮20,21,22,23跳轉結束2.3.2 流程圖2.3.3 原程序ORG 0000HLJMP START ORG 0100HSTART: LOOP:MOV R0，#0H LOOP1：MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE MOV A,A+DPTR MOV P1，A ACALL DELAY INC R0 DJNZ 23,LOOP1DELAY:MOV R1，#150 D1：MOV R2，#248 DJNZ R2，$ DJNZ R1，D1 RET TABLETABLE:E7H C3H 81H 00H FFH 7FH 3FH 1FH 0FH 07H 03H 01H 00H FFH 55

15、H AAH 55H AAH FFH 00H FFH 00H FFH第3章 實驗結果3.1 實際現象實物展示圖2實物展示圖13.2 結果分析當開關一即總開關閉合時，系統進入默認的自動模式，LED彩燈控制器按照程序設定好的亮燈模式進行，從模塊一順序往下走，一直到最后一個模塊為一個亮燈周期，然后再回到模塊一循環工作，整個工作周期看作一個大周期。第4章 總結本次設計以AT89C51單片機為控制核心，電路結構簡單，便于制作。系統中各種圖案自動變化，彩燈控制器使用過程非常方便，易于普與。電路中使用LED彩燈為發光器件，節能效果非常好，而且使用壽命非常長。電路中也可以適當增加變化LED燈的數量和位置，就得到

16、多種多樣的圖案變化，實用性非常強。單片機是一門實踐性很強的課程，光光一個單片機并不能發揮什么作用，必須要和其它的芯片一起才能最大可能的發揮它的各種各樣的功能。通過此次課程設計，對所學的知識有了比較全面的了解和應用，真正嘗試到了理論聯系實際的趣味，明白了“說是說、做是做，說和做是兩碼事兒”的古語。此次設計鞏固了理論基礎知識，加強了PROTEL等軟件的使用，學會了在實驗中應注意什么，怎么樣保護元件，怎樣采能最準最快的查出錯誤，且對word文檔的操作有了更加高是水平。通過連接和調試電路使理論更接近于實際，同時也發現了自己知識的不足，特別是動手能力的缺乏，對以后的學習和實踐有了比較強的指導意義。使我感

17、觸最深的是做任何事都要細心，而且要有耐心，懷著執著的心去追求真理。致 在做論文的過程中，瑞靜老師又反復而耐心地給我指出問題的所在，并幫助我糾正了許多不妥之處。在做系統設計這一過程中，也給我提出了許多意見和建議，并交給我許多解決問題的技巧和方法。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。同時，在此次設計過程中我也學到了許多了關于單片機程序設計方面的知識，LED動態顯示和Protell99操作應用方面的知識，實驗技能有了很大的提高。另外，還要感我的隊友，感他們在這次設計中出的每一份力，才能使這次的課程設計如此成功。參考文獻1 高峰.單片微型計算機原理與接口技術.科學，2013.62 胡

18、宴如.單片機應用技術.高等教育，20033 馬長林，怡，單片機實踐應用與技術.大學，20084 有卿.實用燈光控制電路300例.中國電力，20015 閻石，數字電子技術基礎.清華大學電子學教研組編，85-956 朱清慧.Proteus教程.清華大學，2011.6中國地質大學長城學院課程設計成績評定表學生盧清江學 號043120238班 級電氣1202班指導教師瑞靜職 稱高級工程師單位信息工程系課程設計題目： 彩燈控制器設計課程設計容提要采用AT89C51單片機為控制核心，電路結構簡單，便于制作電路中也可以適當增加變化LED燈的數量和位置，就得到多種多樣的圖案變化，實用性非常強。根據各種亮燈時間的不同需要，在不同時刻輸出燈亮或燈滅的控制信號，然后驅動各種顏色的燈亮或滅。評 語1、優秀按期完成了課程設計任務。設計中所用的基礎理論、基本知識、基本技能扎實熟練，在綜合知識應用等方面有一定的見解，在整個設計過程中獨立工作能力強，設計說明書質量高，系統方案、軟硬件設計合理。（