【正文】 ，來(lái) 達(dá)到 本設(shè)計(jì)的要求。 其硬件構(gòu)成框圖如圖 2 所示，以單片機(jī)為核心控制，由 單片機(jī)最小系統(tǒng) （時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源） 、 按鍵控制 電路、 LED 發(fā)光二極管和 5V 直流 電源 電路組成。 圖 2 單片機(jī)彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)硬件框圖 此設(shè)計(jì)方案中 單片機(jī)的 P1 口 接 7 路按鍵控制電路 ，實(shí)現(xiàn) 彩燈花型的切換 、自動(dòng)與手振蕩電路 控制電路 譯碼器 LED 顯示電路 計(jì)數(shù)器 圖 1 彩燈循環(huán)控制器硬件框圖 AT89C51單片機(jī) 時(shí)鐘 電路 復(fù)位 電路 按鍵控制電路 直流 5V 電源電路 供電 信號(hào) LED 彩燈 3 動(dòng)的切換及暫停功能 ；單片機(jī)的 引 腳 接上一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)以實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈閃爍頻率的控制 ， 即實(shí)現(xiàn)了快慢兩種節(jié)拍實(shí)現(xiàn)花型的變換；單片機(jī)上的 P0 和 P2 口 接 16 路 LED 發(fā)光二極管組成彩燈電路，顯示彩燈循環(huán)情況。 方案選擇 結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書比較以上兩種方案可知： 利用電子電路裝置控制，其電路不很復(fù)雜，制作 相對(duì)較容易點(diǎn) ，成本也相對(duì)較低 ，但可調(diào)性差，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，達(dá)不到設(shè)計(jì)任務(wù)要求或?qū)崿F(xiàn)困難 。采用單片機(jī)控制其優(yōu)點(diǎn) 是電路集成度高，工作原理簡(jiǎn)單，清晰明了，自定義 編程 ， 控制的圖案花樣多 ，移植性好等。 綜上，顯然方案二各方面優(yōu)越于方案一，以及 為 了體現(xiàn) 專業(yè)優(yōu)勢(shì)，本次設(shè)計(jì)采用第二種方案。 4 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) 直流穩(wěn)壓電源電路 對(duì)于一個(gè)完整 的電子設(shè)計(jì)來(lái)講，首要問(wèn)題就是為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供電模塊，電源 電路 的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。 電子設(shè)備除用電池供電外，還采用市電（交流電網(wǎng)）供電。通過(guò)變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后，得到穩(wěn)定的直流電。直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的重要組成部分！本項(xiàng)目直流穩(wěn)壓電源為 +5V。如下圖所示： 直流穩(wěn)壓電源的制作一般有 3 種制作形式，分別是分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓電源、線性集成穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。下圖穩(wěn)壓電源采用的是三端集成穩(wěn)壓器 7805 構(gòu)成的正 5V 直流電源。 圖 3 三端固定式 集成穩(wěn)壓電源電路圖 AT89C51 單片機(jī)的工作電壓范圍： — ，所以通常給單片機(jī)外接 5V 直流電源。由于時(shí)間關(guān)系，此處用 3 節(jié) 的干電池供電，在此不在贅述此穩(wěn)壓電源電路圖原理。 單片機(jī)最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)是能夠讓單片機(jī)工作的最小硬件電路。除 單片機(jī) 外，一般 單片機(jī) 最小系統(tǒng)包括單片機(jī)的供電電路 、 時(shí)鐘電路 和 復(fù)位 電路 等 。 單片機(jī)最小系統(tǒng)如下圖 4 所示。 時(shí)鐘電路： 為單片機(jī)工作提供基本時(shí)鐘，因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部由大量的時(shí)序電路構(gòu)成，沒(méi)有時(shí)鐘脈沖即“脈搏”的 跳動(dòng)，各個(gè)部分將無(wú)法工作。 本系統(tǒng)采用單片機(jī)內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，用于外接 一個(gè) 12MHz 石英晶體振蕩器和 2 個(gè) 30pF 微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路 。 復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程 。 單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有 上電 自動(dòng) 復(fù)位 和手動(dòng)按鍵復(fù)位 。 本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位，該復(fù)位方式同樣具有上電自動(dòng)復(fù)位功能。電路如下圖所示。 5 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1P RO G RA M = .. \. .\ .. \. .\ K e il\C5 1 \E x a m p le s \8 0 5 1 L E D \5 .H E XC13 0 p FC23 0 p FX1CR Y S T A LR11 0 kC33 0 p F 圖 4 單片機(jī)最小系統(tǒng) LED 彩燈顯示電路 LED 彩燈顯示電路 (如圖所示 )實(shí)際上是由 16 個(gè)發(fā)光二極管和 16 個(gè)電阻構(gòu)成的電路。發(fā)光二 極管與電阻對(duì)應(yīng)串聯(lián) ， 然后接在與之相對(duì)應(yīng)的 P0 和 P2 口上。 P0 口作為通用的 I/O接口使用時(shí)，需外接 10k 歐姆的上拉電阻。 通過(guò)軟件編程對(duì) P0 和 P2 口輸出高低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的閃爍花型。由于發(fā)光二極管的導(dǎo)通電壓一般為 以上，另外，他的工作電流根據(jù)型號(hào)不同一般為 1mA 到 30mA，電阻選擇范圍 100 歐姆 ～ 3 千歐姆 。 在此我們這里選用300 歐姆的電阻。 在此次課程設(shè)計(jì)中，我設(shè)計(jì)了四種花型： 花型 1： D1D2D3D4 ?? D14D15D16 D1D5D9D13 D1D2D5D6D9D10D13D14 D1D2D3D5D6D7D9D10D11D13D14D15全亮 全滅； 花型 2： D1D3D5?? D13D15D16D14D12?? D4D2全亮 全滅 全亮 全滅； 花型 3： D1D9D2D10D3D11 ?? D7D15D8D16 全滅 D1D2D3D4D9D10D11D12 D5D6D7D8D13D14D15D16全滅； 花型 4： D1D16 D2D3D14D15 D4D5D6D11D12D13 全亮 全滅 D8D9D6D7D10D11 D3D4D5D12D13D14全亮 全滅； 6 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1P RO G RA M = .. \. .\ .. \. .\ K e il\C5 1 \E x a m p le s \8 0 5 1 L E D \5 .H E XX1CR Y S T A LD5L E D R E DD6L E D R E DD7L E D R E DD8L E D R E DR23 0 0R33 0 0R43 0 0R53 0 0R63 0 0R73 0 0R83 0 0R93 0 0R 1 81 0 kD1L E D B L U ED2L E D B L U ED3L E D B L U ED4L E D B L U ER 1 03 0 0R 1 13 0 0R 1 23 0 0R 1 33 0 0R 1 43 0 0R 1 53 0 0R 1 63 0 0R 1 73 0 0D9L E D G RE E ND 1 0L E D G RE E ND 1 1L E D G RE E ND 1 2L E D G RE E ND 1 3L E D Y E L L O WD 1 4L E D Y E L L O WD 1 5L E D Y E L L O WD 1 6L E D Y E L L O W2 3 4 5 6 7 8 91R P 1RE S P A C K 8 圖 5 LED 彩燈 顯示 電路 按鍵控制電路 按鍵控制電路 (如圖 6 所示 )是由 7 個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)構(gòu)成的 。 K1— K5 接在 — ， K6接到 ， K7 接到 引腳。 K1— K4 實(shí)現(xiàn) 一對(duì)一的控制 LED 燈的閃爍方式 ， K5 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)到手動(dòng)的切換， K6 控制 LED 燈的閃爍 頻率， K7 實(shí)現(xiàn)暫停功能 。 7 圖 6 鍵盤控制電路 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) K1 時(shí) , LED 彩燈系統(tǒng)閃爍第 1 種 彩燈花型； 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) K2 時(shí) , LED 彩燈系統(tǒng)閃爍第 2 種閃爍方式 ； 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) K3 時(shí) , LED 彩 燈 第 3 種方式閃爍 ； 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) K4 時(shí) , LED 彩燈系統(tǒng)閃爍第 4 種花型； 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) K5 時(shí) , LED 彩 燈系統(tǒng) 按照方式 1方式 2方式 3方式 4 循環(huán)閃爍，且只要K5 是接通的，手動(dòng)按鍵 K1 K4 均不起作用。只有當(dāng) K5 彈起時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制； 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) K6 時(shí) , LED 彩 燈 將改變閃爍頻率； 當(dāng)按下開(kāi)關(guān) K7 時(shí) ,