【正文】 ......................................... 19 程序流程 .................................................................................................................. 19 軟件系統(tǒng)中的主程序流程圖 ..................................................................................... 20 主程序流程圖 ................................................................................................... 20 子程序流程圖 ................................................................................................... 20 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 軟硬件的結(jié)合調(diào)試 ..................................................................................................... 23 程序采用匯編語言編寫 ................................................................................... 23 安裝 USB 轉(zhuǎn)串口線的驅(qū)動。 ......................................................................... 24 彩燈亮滅方式介紹和原理 ......................................................................................... 26 跑馬燈 ............................................................................................................... 26 4. 流水燈 ............................................................................................................ 27 第五章 工作總結(jié)和前景展望 ................................................................................................ 28 工作前景和展望 ......................................................................................................... 28 工作總結(jié) ..................................................................................................................... 28 致謝 .......................................................................................................................................... 29 參考文獻 .................................................................................................................................. 30 附錄一 主程序 ........................................................................................................................ 31 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 1 章 引 言 課題主要來源 我國使用單片機是在 1982 年，五年時間里發(fā)展 很快 。 在上海 召開了全國首屆單片機開發(fā)與應(yīng)用交流會，有的地 方 還成立了單片 機 應(yīng)用協(xié)會，那是全國第一次高潮。截止今日，單片機應(yīng)用 快速 發(fā)展， 在 因特網(wǎng)輸入一個 “ 單片機 ” 的搜索，將會看到 很多 介紹單片機的網(wǎng) 頁 ， 而且 這還不 算 國外的。 和 它相 關(guān) 的雜志現(xiàn)在 已經(jīng)出現(xiàn)了非常 多， 例 如由單片機 界的 泰斗 何立民主編的《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》現(xiàn) 在已經(jīng)普及 電子界，在 2022年 5月，在 多個 大城市所做的專業(yè)人才需求報 表 中，單片機 精英 的需量位居 世界 第一。一塊小小的 單片機 ，為何有 如此 的魔力？我們 第一步 從它的 結(jié) 構(gòu) 來 說：單片機， 可以 稱單片微電腦或單片微型計算機。它是把中央處理器、隨機存取存儲器、只讀存儲器、輸入輸出端口等主要計算機功能 結(jié)構(gòu) 都集 中 在一塊集成電路芯片上的。計算機的 生產(chǎn) 加快了人類改造 和建造 世界的 腳步 ，但是它體積 還是比較 大 的 。 不利于安裝，相比之下 微計算機 就適應(yīng)了這種。 ，它改變了什么 呢 ？ 展望 現(xiàn)在生活的各個 階段 ，從導(dǎo)彈的 精確 導(dǎo)航結(jié)構(gòu) ，到飛機 ，坦克 上各種儀表的 組成和控制。 ，從計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)中 自動化過程的控制和 一些精密 數(shù)據(jù) 處理， 還有 生活中 比較普遍 使用的 多種的電子卡等，這些都 和 開單片機 相關(guān)聯(lián) 。 在這之前 單片機 沒有問世時 ，這些 物品 也 是可以生產(chǎn)的 ，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路， 可是 這樣 生產(chǎn)出來 的產(chǎn)品 看著 體積 比較 大，成本 也比較 高， 而 且由于長期使用，元器件 可能會出現(xiàn) 老化，控制的 準確 度 很可能 也會達不到合格 。在 微型計算機產(chǎn)生以 后， 許多的國家始普及。 課題研究的意義 節(jié)日彩燈是我們中華民族從古至今流傳下來的具有民族特色并且是集綜合性與觀賞性于一體的一種工藝品。它的吸引力在于他對中華民族傳統(tǒng)文化的繼承與發(fā)揚，并且結(jié)合現(xiàn)代節(jié)日的特點 ，生產(chǎn)出了各種各樣適合不同場合的產(chǎn)品，這體現(xiàn)了與時俱進的基本要求。根據(jù)歷史記載，在漢武帝時期，民間百姓就開始有在正月十五元宵節(jié)燃燈的風(fēng)俗習(xí)慣，然后才慢慢演變成為今天眾所周知的元宵燈節(jié)、燈會。并且進入 21 世紀以后，隨著科學(xué)技術(shù)的普及和應(yīng)用，以及彩燈在技術(shù)上的突破使得傳統(tǒng)的彩燈發(fā)生了翻天覆地 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 的變化，不再只是使用燭火等傳統(tǒng)火源，而是用了電來代替。不僅僅是繼承了中華民族的傳統(tǒng)彩燈理念，更多的是對制造節(jié)日彩燈的理念有了更高的創(chuàng)新，因此才逐漸演變形成了現(xiàn)代彩燈。 自新中國成立以來，節(jié)日彩燈藝術(shù)更是得到了前所未有的發(fā)展 隨著我國科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，節(jié)日彩燈的種類更是種類頻多，五彩斑斕。尤其是現(xiàn)在光學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)等現(xiàn)代科技日趨成熟，因此越來越多的設(shè)計師將傳統(tǒng)制作工藝與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來，生產(chǎn)出了更多具有實用性、觀賞性。 所以怎樣研究使彩燈的效果更佳的漂亮，更加的樣式多樣話，就成了我們主要的研究對象。 綜合考慮智能彩燈在生產(chǎn)生活中的需要，以單片機為基礎(chǔ)，分析彩燈設(shè)計的方案，相應(yīng)的彩燈控制實現(xiàn)部分電路的設(shè)計，分析和比較系統(tǒng)的各種控制方法，優(yōu)化控制策略，總結(jié)出切實可行的控制策略，設(shè)計出符合需求的控制程序，實現(xiàn)單片機多樣彩燈智能化 操作的目標。 單片機的特點和發(fā)展 單片機特點 （ 1） 高集成度，體積小，高可靠性 （ 2）控制功能強 （ 3）低電壓，低功耗，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品 (4）易擴展 單片機的發(fā)展 ◆智能儀器儀表 單片機用于各種儀器儀表，一方面提高了儀器儀表的使用功能和精度，使儀器儀表智能化，同時還簡化了儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，從而可以方便地完成儀器儀表產(chǎn)品的升級換代。如各種智能電氣測量儀表、智能傳感器等。 ◆智能設(shè)備 機電一體化產(chǎn)品是集機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和計算機技術(shù)于一體，具有智能化 特征的各種機電產(chǎn)品。單片機在機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。典型產(chǎn)品如機器人、數(shù)控機床、自動包裝機、點鈔機、醫(yī)療設(shè)備、打印機、傳真機、復(fù)印機等。 單片機還可以用于各種物理量的采集與控制。電流、電壓、溫度、液位、流量等物理參數(shù)的采集和控制均可以利用單片機方便地實現(xiàn)。在這類系統(tǒng)中，利用單片機作為系 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被控對象的不同特征采用不同的智能算法，實現(xiàn)期望的控制指標，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。典型應(yīng)用如電機轉(zhuǎn)速控制、溫度控制、自動生產(chǎn)線等。 家用電器是單片機的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域，前景十分廣闊。 如空調(diào)器、電冰箱、洗衣機、電飯煲、高檔洗浴設(shè)備、高檔玩具等。 另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機、航天器等均有單片機 的廣泛應(yīng)用。如汽車自動駕駛系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、黑匣子還有分 布式系統(tǒng)的前端模塊等等。都與單片機有關(guān)是生活中不可缺少的組成部分。 論文方案進行比較和取舍 彩燈控制器大致可分為兩種方案實現(xiàn)。一種是利用電子電路裝置控制，另一種是采用單片機控制，兩種方式各自有自己的優(yōu)缺點，下面進行比較選擇一種比較適合的方法，來進行研究。完成本次的設(shè)計目標。比較哪個控制更佳的簡單，操作容易，產(chǎn)生的 效果更加的美觀漂亮，對于材料上，節(jié)省成本也是考率選擇哪種方法的重要組成部分。在生活中比較實用，能夠廣泛的實用這一研究課題發(fā)光二極管的英簡稱 LED，發(fā)明于 20 世紀 60 年代，幾十年來，發(fā)光二極管在各種電路及嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，跑馬燈使用的“小燈”就是 8 個并排的 LED。 LED 發(fā)光二極管將電能轉(zhuǎn)變成光能，可由Ⅲ V 族半導(dǎo)體材料制成。當工作在正向偏置狀態(tài)時， LED 發(fā)光二極管與普通的二極管極其相似，其同樣具備單向?qū)щ娞匦?，不同之處僅在于當加上正向偏置時， LED 發(fā)光二極管將向外發(fā)光，此時能量通過 PN 結(jié)的載流子 過程從電能轉(zhuǎn)換為光能。所以選擇它作為彩燈。 電子設(shè)計方案 1 如圖 11 根據(jù) 設(shè)計任務(wù) 要求介紹的彩燈控制電路的基本組成，可以確定彩燈控制振蕩電路 控制電路 譯碼器 LED 顯示電路 計數(shù)器 圖 11 彩燈控制器硬件框圖 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 器應(yīng)由振蕩電路、計數(shù) /時序分配電路、 移位 位寄存器和彩燈顯示五部分組成。 單片機設(shè)計方案 2 圖 12 單片機彩燈控制系統(tǒng)硬件框圖 如圖 12 本電路 采用單片機控制，有效的利用了單片機的所有 P0～ P3 口，實現(xiàn)戶外廣告燈牌、家庭裝飾彩燈的多種變化、多種樣式的絢麗效果。 該電路由 P0（第一控制輸出口）、 P1（第二控制輸出口）、 P2（第三控制輸出口）、P3（第四控制輸出口）實現(xiàn)控制彩燈變化。 1 19 接晶振，為單片機外部振蕩電路。9 腳為復(fù)位端， SB 為復(fù)位按鈕，按下 SB 電路復(fù)位，電路重新開始工作 。 總的設(shè)計方案為三十二路彩燈控制其中包含控制電路還有，復(fù)位電路，顯示電路， 介紹了硬件電路的總電路圖和各個電路圖的子模塊圖，以及各個模塊的理論原理。比較細致的學(xué)習(xí)各個打 下了良好的基礎(chǔ)。 相比較之下單片機體積比較小巧，使用靈活，而且成本比較低，在使用中比較節(jié)省能源，控制類型比較豐富。能后產(chǎn)生絢麗的視覺效果，而且是當前比較流行的控制手段，許多國家都在使用運用比較廣泛，在中國的發(fā)展前景比較深遠，相比較別的控制類型就比較優(yōu)越，而且還節(jié)省資源，對于生活，生產(chǎn)都有很多的用處，本次設(shè)計是利用單片機的多樣的彩燈控制，利用 AT89S51 單片機來實現(xiàn)彩燈的多樣的控制，控制比較簡單，原理比較容易讓人們所接受。同時展現(xiàn)