【正文】 亮度，那么綠色和藍色LED燈泡的亮度保持原狀態(tài)不變。系統(tǒng)計數器的另一個作用是控制色彩變換的頻率，它可以由系統(tǒng)的初始值設定，也可以由用戶來設定。5．單片機系統(tǒng)單片機采用了EM78P153型號的單片機，用來檢測交流信號，產生色彩變化的PWM信號輸出。EM78P153內部集成頻率可編程的RC振蕩器和復位電路，大大減小了電路的體積，使電路能夠容納在一個燈泡里面。單片機為14管腳封裝的系統(tǒng)，如圖26所示，其特征參數如下：l 工作電壓范圍 ~。l 功耗 5V/；5V/32kHz時為15uA；在休眠模式時低于1uA。l 102413位片內ROM。l 4個內建校準IRC振蕩器8MHZ、4MHZ、1MHZ和455KHZ。l 328位片內寄存器組（SRAM，一般寄存器）。l 兩族雙向I/O端口P5x和P6x。l 8位實時計時/計數器（TCC），其信號源、觸發(fā)邊緣可編程選擇，溢出產生中斷。l 3種中斷模式TCC溢出中斷、輸入變化中斷和外部中斷。l 7個可編程上拉和漏極開路I/O管腳P6x。l 6個可編程下拉管腳。1 142 E 13 M3 7 12 84 P 11 15 5 10 36 S 97 8P50P67P66VddP65/OSCIP64/OSCOP63/RSTP61P62/TCCVssP60/INTP52P53P51圖26 EM78P153單片機外觀單片機的外部接線和端口接線較為簡單，如圖27所示。其中P51接紅色LED，P52接綠色LED，P53接藍色LED。此外，系統(tǒng)還預留了用戶端口P61~67,它們連接了一個撥碼裝置，用來設置系統(tǒng)狀態(tài)值。EM78P1531234567P50P67P66VddP65/OSCIP64/OSCOP63/RST14 RED13 GREEN12 BLUE1110 DEIECT_AC98P51P52P53VssP60/INTP61P62/TCC圖27 單片機端口定義第3節(jié) 藝術彩燈硬件設計如圖31所示，系統(tǒng)的實際布線包括3個部分：單片機系統(tǒng)、電源電路和LED控制。 系統(tǒng)電源彩燈要求電路體積較小，而且直接利用220V的市電供電，因此，電源部分采用電容降壓、全橋整流，如圖32所示。交流市電經過5V穩(wěn)壓管即可得到單片機所需的5V直流工作電壓。這里采用全橋整流，它提供的電流比半波整流電路大1倍。在電容降壓回路上，串聯(lián)一個300歐的電阻，主要防止上電時大電流的沖擊。 交流檢測電路交流檢測電路利用一個1兆歐的電阻直接與單片機的I/O口連接，檢測交流過零。這樣連接的目的是當很多燈光同時變化時，可以起到同步的作用。系統(tǒng)完全依靠單片機內部的RC振蕩器，由于它會受溫度的影響，一致性不好，長時間運行會使色彩變化不一致，所以通過檢測同一交流電，能保證所有同上電的彩燈同步變化。，如圖32所示的電容C5,實際表明它能很好地起抗干擾的作用。圖32 系統(tǒng)電源電路 LED控制電路LED控制電路如圖33所示。藍色LED和綠色LED由兩個三極管控制，當與單片機I/O口連接的NPN截止時，控制LED的PNP三極管也截止，LED導通點亮；相反，如果單片機I/O口輸出高電平，PNP三極管的基極電位為地，PNP的CE極間導通，接在PNP間的LED被短路、熄滅。兩個PNP三極管間的電阻要選得恰當，截止的時候要求在電阻上產生的壓降小于幾個LED的點亮電壓。一般說來，PNP管和NPN管的選取原則是：放大系數、截止特性曲線應保證基本一致；盡量選擇同一廠家的產品；產品型號若能接近則最好。圖33 LED控制電路第4節(jié) 藝術彩燈軟件設計圖41所示是系統(tǒng)的總體流程以及各狀態(tài)內的實現流程。開始積存器初始 化讀外部狀態(tài)，初始變化周期，并散轉到個分支程程序狀態(tài)1：紅色漸亮狀態(tài)2：綠色漸亮狀態(tài)3：紅色漸暗狀態(tài)4：藍色漸亮狀態(tài)5：綠色漸暗狀態(tài)6：紅色漸亮狀態(tài)7：藍色漸暗狀態(tài)8：紅色漸暗(a)開始PWM_C1++子程序檢測交流電，每周期PWM——C2++子程序PWM_C1PWM_C2？點亮（熄滅）熄滅（點亮）一個狀態(tài)的時間是否到跳到下一個否(b)(a) 系統(tǒng)主流程(b) 狀態(tài)內部程序流程 系統(tǒng)總流程由總流程可以看出，系統(tǒng)加電后首先完成初始化過程，給內部寄存器賦值，然后從單片機外部讀入各參數值和用戶設定值。完成上述初始化步驟后，系統(tǒng)進入循環(huán)，由一個狀態(tài)進入到另一個狀態(tài)。系統(tǒng)總共定義了8種狀態(tài)，每進到一個狀態(tài)，執(zhí)行相應代碼，這種狀態(tài)的連續(xù)變化就使得彩燈的色彩不斷變化。如圖41（a）所示，系統(tǒng)主流程的描述如下：（1）單片機上電后，初始化寄存器。單片機上電后，主函數模塊將調用CALL指令進入初始化函數模塊，初始化工作包括4個方面：l 定義全部寄存器和單片機端口。l 初始化片內寄存器和PP6端口狀態(tài)。l 關閉中斷，初始化中斷標志位。l 設定用于實現PWM調制的片內計數器CNT1和CNT2的初始值。（2）完成初始化后，系統(tǒng)讀取外部狀態(tài)，初始變化周期并散轉至各狀態(tài)分支程序。完成初始化后，系統(tǒng)將利用P6端口讀取用戶的設置值，同時設定變化的狀態(tài)值。這部分的操作在編程過程中與寄存器初始化過程統(tǒng)稱INIT模塊，利用CALL指令調用。（3）根據外部狀態(tài)值，進入相應狀態(tài)的分支程序并執(zhí)行。系統(tǒng)總共定義了8種狀態(tài)，分別實現了不同的顏色變化。l 狀態(tài)1：紅色LED燈泡漸亮進入狀態(tài)1之前，紅色LED燈泡為熄滅狀態(tài)，綠色和藍色LED燈泡可為任意狀態(tài)；進入狀態(tài)1之后，系統(tǒng)將點亮紅色LED燈泡，逐漸熄滅綠色和藍色LED燈泡，最終紅色LED燈泡亮度達到最大值，彩燈呈現紅色。l 狀態(tài)2：綠色LED燈泡漸亮進入狀態(tài)2之前，綠色LED燈泡為熄滅狀態(tài)，紅色LED燈飾亮度達到最大值，藍色LED燈泡可為任意狀態(tài)；進入狀態(tài)2之后，系統(tǒng)將點亮綠色LED燈泡，紅色LED燈泡保持亮度，逐漸熄滅藍色LED燈泡，最終綠色LED燈泡亮度達到最大值 。彩燈的顏色變化為紅色到橙色到黃色，并最終穩(wěn)定在黃色。l 狀態(tài)3：紅色LED燈泡漸暗進入狀態(tài)3之前，紅色和綠色LED燈泡亮度達到最大值，藍色LED燈泡熄滅，彩燈呈現黃色；進入狀態(tài)3之后，系統(tǒng)將逐漸熄滅紅色LED燈光，而綠色LED燈光保持亮度，最終紅色LED燈泡熄滅。彩燈的顏色變化為黃色到黃綠色到綠色，并最終穩(wěn)定在綠色。l 狀態(tài)4：藍色LED燈泡漸亮進入狀態(tài)4之前，綠色LED燈泡亮度達到最大值，紅色和藍色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)，彩燈呈現綠色；進入狀態(tài)4之后，系統(tǒng)將點亮藍色LED燈光，綠色LED燈光保持亮度，而紅色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)。最終藍色LED燈泡亮度達到最大值。彩燈的顏色變化為綠色到綠藍色到青色，并最終穩(wěn)定在青色。l 狀態(tài)5：綠色LED燈泡漸暗進入狀態(tài)5之前，綠色和藍色LED燈泡亮度達到最大值，紅色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)，彩燈呈現青色；進入狀態(tài)5之后，系統(tǒng)將逐漸熄滅綠色LED燈光，藍色LED燈光保持亮度，而紅色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)，最終綠色LED熄滅。彩燈的顏色變化為青色到藍綠色到藍色，并最終穩(wěn)定在藍色。l 狀態(tài)6：紅色LED燈泡漸亮進入狀態(tài)6之前，藍色LED燈泡亮度達到最大值，紅色和綠色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)，彩燈呈現藍色；進入狀態(tài)6之后，系統(tǒng)將點亮紅色LED燈光，藍色LED燈光保持亮度，而綠色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)，最終紅色LED燈泡亮度達到最大值。彩燈的顏色變化為藍色到藍紫色到紫色，并最終穩(wěn)定在紫色。l 狀態(tài)7：藍色LED燈泡漸暗進入狀態(tài)7之前，紅色和藍色LED燈泡亮度達到最大值，綠色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)，彩燈呈現紫色；進入狀態(tài)7之后，系統(tǒng)將逐漸熄滅藍色LED燈光，紅色LED燈光保持亮度，而綠色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)，最終藍色LED熄滅。彩燈的顏色變化為紫色到紫紅色到紅色，并最終穩(wěn)定在紅色。l 狀態(tài)8：紅色LED燈泡漸暗進入狀態(tài)8之前，紅色LED燈泡亮度達到最大值，紅色和藍色LED燈泡保持熄滅狀態(tài)，彩燈呈現紅色；進入狀態(tài)8之后，系統(tǒng)將逐漸熄滅紅色LED燈光，綠色和藍色LED燈光保持熄滅狀態(tài)，最終紅色LED燈泡熄滅。為了避免出現所有燈泡熄滅的狀態(tài)出現，在設計中講狀態(tài)8的最終結果定義為彩燈發(fā)出白色的光，即紅色、綠色和藍色LED燈光熄滅后同時發(fā)光，并達到最大值，最終穩(wěn)定在白色。（4）完成單個狀態(tài)的執(zhí)行，按照系統(tǒng)流程順序中轉至下一狀態(tài)，不斷循環(huán)。 狀態(tài)內部流程系統(tǒng)循環(huán)進入不同的狀態(tài)，每一個狀態(tài)都類似一個單片機中斷程序，它有獨立的動作流程。圖41（b）所示抽象了狀態(tài)內容的流程，利用通用的形式描述了不同狀態(tài)的內部流程。流程的核心是PWM調制，利用兩個計數器的比較來控制各個基色LED的點亮/熄滅。狀態(tài)內部流程描述如下：（1） 進入狀態(tài)內部流程后，用于PWM調制的片內計數器CNT1計數值開始增加。計數器CNT1的計數操作是利用CALL指令調用獨立的計數字程序模塊來完成的。（2） 計數器CNT1完成計數后，進行交流檢測，并在檢測中利用CNT2計數檢測的周期數。通過交流檢測技術，可調節(jié)各基色LED燈泡的工作電壓，改變它們的亮度，實現色彩的柔和變化。（3） 比較CNT1和CNT2的計數值，如果CNT1大于CNT2,該狀態(tài)的目標LED燈泡將被點亮；如果CNT1小于CNT2,目標LED燈泡將熄滅。（4） 檢查狀態(tài)的執(zhí)行時間是否超時，若未超時，系統(tǒng)將重新執(zhí)行一次上述流程；否則系統(tǒng)將推出當前狀態(tài)，并進入下一狀態(tài)。第5節(jié) 系統(tǒng)編程實現（匯編） 變量定義與初始化程序模塊 R0 == 0X00 TCC == 0X01 PC == 0x02 R3 == 0X03 PORT5 == 0X05 PORT6 == 0X06 IOCF == 0X0F IOCE == 0X0E IOCD == 0X0D R3F == 0X0F 。不同型號修改 C == 0X00 下面的變量是在每個狀態(tài)內所使用的，主要用來比較CNT1和CNT2,實現PWM調制控制。