【正文】 3 № 沈陽理工大 學(xué) 4. 完成 LED 彩燈控制器的設(shè)計(jì)與制作，要求初始化后運(yùn)行在缺省模式下，需要此模式下循環(huán)運(yùn) 行四種以上預(yù)設(shè)的彩燈閃爍方案； 技術(shù)方案： 本方案以 AT89C52 單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、顯示等模塊組成核心主控制模塊。在主控模塊上設(shè)有 3個(gè)按鍵和 1位七段碼 LED 顯示器，根據(jù)用戶需要可以編寫若干種亮燈模式，利用其內(nèi)部定時(shí)器 T0實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本單位時(shí)間為 1 ms 的定時(shí)中斷，根據(jù)各種亮燈時(shí)間的不同需要，在不同時(shí)刻輸出燈亮或燈滅的控制信號，然后驅(qū)動各種顏色的燈亮或滅。該方案的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)體積 小、功耗小、可靠性高、調(diào)節(jié)靈活、多功能、多花案、使用靈活方便。 用戶模式下可以隨意設(shè)定亮燈的閃爍頻率參數(shù)，并且每種模式下都能實(shí)現(xiàn)在數(shù)碼管上顯示出模式號。初始化后運(yùn)行在缺省模式下，在此模式下可以循環(huán)運(yùn)行 9 種預(yù)設(shè)的彩燈閃爍方案。 主程序中默認(rèn)執(zhí)行左右來回閃爍，在中斷服務(wù)程序中，首先讀取按鍵狀態(tài)，然后延時(shí) 10ms，再次讀取按鍵狀態(tài)。把兩次獲得的按鍵狀態(tài)比較，如果不同，就表示是抖動，退出中斷；否則，就去判斷是哪個(gè)按鍵按下。如果是 K1，就執(zhí)行下一個(gè)閃爍方案；如果是 K2，就執(zhí)行加速；如果是 K3，就執(zhí)行減速。采用置標(biāo)志位的 方法，即在主程序中設(shè)定兩個(gè)標(biāo)志位，一個(gè)閃爍模式標(biāo)志位，一個(gè)閃爍速度標(biāo)志位。不斷的對這兩個(gè)標(biāo)志進(jìn)行查詢：如果模式標(biāo)志為狀態(tài) 0，就執(zhí)行方案 0， Mode_0；如果是狀態(tài) 1，就執(zhí)行方案 1， Mode_1，依次類推。閃爍速度標(biāo)志默認(rèn)值為 500，對應(yīng)延時(shí)值為 500ms。而在中斷服務(wù)程序中，只需要進(jìn)行如下工作：去抖動，鍵盤識別，改變標(biāo)志位。 3 統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 整個(gè)系統(tǒng)包括 AT89C51 主控模塊和受控模塊，即發(fā)光二極管 LED。以下就分別介紹一下這兩個(gè)模塊的主要功能。 主控模塊電路設(shè)計(jì) 主控模塊電路見【圖 1】。主控模 塊主要設(shè)計(jì)器件有 AT89C51， 1個(gè)數(shù)碼管顯示器， 3個(gè)按鈕。通過軟件設(shè)計(jì)，使單片機(jī) P0 和 P1 作為 LED 驅(qū)動信號輸出口， P2口與三位按鈕相接作為按鈕輸入口， P3 口與二極管 LED 相接作為顯示器的輸出口。 單片機(jī)原理與接口技術(shù)課設(shè) 1 4 № 沈陽理工大 學(xué) 圖 1 主控模塊硬件圖 受控模塊電路設(shè)計(jì) LED 板模塊設(shè)計(jì)主要器件有 LED 彩燈（紅，綠，藍(lán)，黃）、限流電阻。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用彩燈長度需要，可將不同數(shù)量的 LED模塊實(shí)現(xiàn)級連，組成一個(gè)完整的 LED 彩燈?？紤]到視覺效果，可以將不同顏色的 LED 混合搭配，即將 LED發(fā)光管按順序 L0(紅 )、 L1(綠 )、L2(藍(lán) )、 L3(黃 )、 L4（紅）、 L5(綠 )、 L6(藍(lán) )??依次均勻擺放在一條直線上。通過軟件設(shè)計(jì)的各種方案，運(yùn)行起來就會具有很好的動感視覺效果。 主要元器件介紹 單片機(jī) AT89C51 AT89C51 是主控模塊的核心控制器，其芯片內(nèi)含 4KB ROM 和 128Byte RAM；系統(tǒng)的單片機(jī)原理與接口技術(shù)課設(shè) 1 5 № 沈陽理工大 學(xué) 振蕩周期為 12MHz。 AT89C51 具有如下特征（ Features）： ① 與 Intel MCS51 產(chǎn)品兼容； ② 內(nèi)部含有 4KB EEPROM，可重復(fù)擦寫 1000 次； ③ 支持晶振頻率從 0Hz 到 24MHz； ④ 內(nèi)部含有 128*8bit 的 RAM； ⑤ 32 位可編程的 I/O 線； ⑥ 2 個(gè) 16 位的定時(shí) /計(jì)數(shù)器， ⑦ 6 個(gè)中斷源； ⑧ 可編程的串行口； AT89C51 有 40 個(gè)引腳，是雙列直插式芯片（ DIP） [8]，引腳定義及功能見【圖 2】。 圖 2 AT89C51引腳圖 單片機(jī)原理與接口技術(shù)課設(shè) 1 6 № 沈陽理工大 學(xué) ⑴ 振蕩電路 單片機(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖信號才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，接 1 19 號引腳（ XTAL1 和 XTAL2） [9]。 AT89C51 使用 12MHz 晶振，兩電容的電容大小均為 22pF。引腳 XTAL1 和 XTAL2 見【圖 3】。 圖 3 晶振電路 圖 4 復(fù)位電路 LED 彩燈限流電阻的確定 設(shè)計(jì)管內(nèi) LED板模塊時(shí)還需注意彩燈限流電阻的確定。限流電阻過小會導(dǎo)致彩燈燒壞。紅綠藍(lán)三色燈，它們的額定電流相同，都為 20mA，而額定電壓有差異，紅燈與黃燈為 2V，綠燈與藍(lán)燈為 。所有彩燈的正極都與＋ 5V工作電源相連接，于是它們的限流電阻可根據(jù)如下計(jì)算得到： 紅 燈 與 黃 燈 ： R= 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 = 150 ? （ 2） 藍(lán)燈與綠燈： R= 錯(cuò)誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 =140 ? （ 3） 數(shù)碼管結(jié)構(gòu)及工作原理 數(shù)碼管由七個(gè)發(fā)光二極管組成，此外，還有一個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（在圖中以 dp表示），用于顯示小數(shù)點(diǎn)。通過七段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其它符號。數(shù)碼管中的發(fā)光二極管共有兩種連接方法： 單片機(jī)原理與接口技術(shù)課設(shè) 1 7 № 沈陽理工大 學(xué) 圖 7 數(shù)碼管 模型及實(shí)物圖 ① 共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極。使用時(shí)公共陰極接地 ,這樣陽極端輸入高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入低電平的則不點(diǎn)亮。 ② 共陽極接法：把發(fā)光二極管的陽極連在一起構(gòu)成公共陽極。使用時(shí)公共陽極接＋ 5V。這樣陰極端輸入低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點(diǎn)亮，而輸入高電平的則不點(diǎn)亮。本次設(shè)計(jì)顯示器采用共陽極接法 [14]。 為了顯示數(shù)字或符號，要為顯示器提供代碼，因?yàn)檫@些代碼是為顯 示字形的，因此稱之為字形代碼。七段發(fā)光二極管，再加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)八段。因此提供給顯示器的字形代碼正好一個(gè)字節(jié)。若 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dp 8 個(gè)顯示段依次對應(yīng)一個(gè)字節(jié)的低位到高位，即 D0、 D D D D D D D7，則用共陽極數(shù)碼管顯示十六進(jìn)制數(shù) 時(shí)所需的字形代碼如 【 表 4】 所示 [15]。 表 4 共陽極數(shù)碼管字形代碼 字形 共陽極代碼 字形 共陽極代碼 字形 共陽極代碼 0 0xC0 6 0x82 C 0xC6 1 0xF9 7 0xF8 D 0xA1 2 0xA4 8 0x80 E 0x86 3 0xB0 9 0x90 F 0x8E 4 0x99 A 0x88 滅 0xFF 單片機(jī)原理與接口技術(shù)課設(shè) 1 8 № 沈陽理工大 學(xué) 5 0x92 B 0x83 4 系統(tǒng)調(diào)試與仿真分析 硬件選材及電路制作 首先要對