【正文】 1 緒論 隨著人們生活水平的提高，環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到很多彩色的霓虹燈。特別是當(dāng)今充滿競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)代，各地政府為吸引游客和投資者，在城市的沿街、沿道、沿河、沿線等地用霓虹燈造景，實(shí)施 亮化工程 ，以美化環(huán)境、樹(shù)立城市形象 但是目前市場(chǎng)上各種式樣的 LED 彩燈多半是采用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制成成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場(chǎng)合、不同時(shí)間段的需要來(lái)調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。同時(shí)這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過(guò)多、電路復(fù)雜、功率損耗大等 缺點(diǎn)。此外從功能上來(lái)看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。 當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代，在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見(jiàn)的速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)所取代。隨著人們生活水平的不斷提高 ,單片機(jī)控制無(wú)疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來(lái)的方便也是不可否定的。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。 由于這里不能上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(jì) （完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、相關(guān)圖紙 CAD/PROE、中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要其他資料的朋友，請(qǐng)加叩扣 :貳二壹伍八玖壹壹五一 近年來(lái)，彩燈對(duì)于美化、亮化城市有著不可輕視的重要工作。因此作為城市裝飾的彩燈需求量越來(lái)越大，對(duì)與彩燈的技術(shù)和花樣也越來(lái)越高。但傳統(tǒng)的彩燈控制電路一般是由數(shù)字電路組成，這種彩燈控制器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、功率損耗大，此外從功能效果上看，彩燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。 而單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說(shuō)，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。 LED 彩燈具有成本低、發(fā)光純度高、發(fā)光熱量小、耗電量低、超長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。所以利用單片機(jī)作 LED 彩燈控制，不僅是使控制花樣、路數(shù)大大增加 ,成本也很低，而且對(duì)環(huán)境能源沒(méi)有污染，有著很大的發(fā)展前景。本方案是一種基于 AT89C51 單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 彩燈的控制。主要以 AT89C51 單片機(jī)作為主控核心與發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等組成電寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 路，利用軟件編輯實(shí)現(xiàn)彩燈流水燈的效果。 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 實(shí)驗(yàn)總體電路構(gòu)造方案比較簡(jiǎn)單，主要包括鍵盤控制電路（用脈沖按鍵開(kāi)關(guān)對(duì)電路進(jìn)行控制）和顯示電路（單片機(jī)控制發(fā)光二極管的顯示）。 圖 實(shí)驗(yàn)方案圖 按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。 AT89C52單片機(jī)是美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，具有豐富的內(nèi)部資源： 4kB 閃存、 128BRAM、 32 根 I/O 口線、 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 5 個(gè)向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)、 2 個(gè)全雙工的串行口，具有 ～ 的電壓工作范圍和 0～ 24MHz工作頻率，使用 AT89C52單片機(jī)時(shí)無(wú)須外擴(kuò)存儲(chǔ)器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。 總體方案的設(shè)計(jì) 經(jīng)過(guò)分析問(wèn)題及初步的整體思考，擬定以下二種方案： 方案一：總體電路共分三大塊。第一塊實(shí)現(xiàn)花型的演示；第二塊實(shí)現(xiàn)花型的控制及節(jié)拍控制；第三塊實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生。 主體框圖如下： 花型演示電路 花型控制 節(jié)拍控制電路 方 案二：在方案一的基礎(chǔ)上將整體電路分為四塊。第一塊實(shí)現(xiàn)花型的演示；第二塊實(shí)現(xiàn)花型的控制；第三塊實(shí)現(xiàn)節(jié)拍控制；第四塊實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生。并在部分電路的設(shè)計(jì)上與方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。 主體框圖如下： 總體方案的選擇 方案一與方案二最大的不同就在，前者將花型控制與節(jié)拍控制兩種功能融合在一起，是考慮到只要計(jì)數(shù)器就可以實(shí)現(xiàn)其全部功能的原因，且原理相對(duì)簡(jiǎn)單。如此設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)在于：設(shè)計(jì)思想比較簡(jiǎn)單。元件種類使用少，且都較熟悉易于組裝電路。缺點(diǎn)則是：中間單元電路連 線過(guò)于繁多，容易出錯(cuò)。且可能出現(xiàn)線與線關(guān)系。要避免這些，則勢(shì)必造成門電路使用過(guò)多。導(dǎo)致電路不穩(wěn)定，抗干擾能力下降。 而后者則將以上兩種功能分開(kāi)設(shè)計(jì)，各單元電路只實(shí)現(xiàn)一種功能。其優(yōu)點(diǎn)在于：電路設(shè)計(jì)模塊化，易于檢查電路，對(duì)后面的電路組裝及電路調(diào)試帶來(lái)方便。缺點(diǎn)則是：節(jié)拍控制電路采用可編輯邏輯電路，原理相對(duì)復(fù)雜，不易理解?；ㄐ涂刂齐娐泛?jiǎn)單，花型也比較簡(jiǎn)單。 基于以上原因，加上為了成功的實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)，我選擇了連線少，易于組裝和調(diào)試的方案二。 時(shí)鐘信號(hào)電路 花型演示電路 花型 控制電路 節(jié)拍控制電路 時(shí)鐘信號(hào)電路 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 方案一：采用各類數(shù)字電路來(lái)組成鍵盤控制系統(tǒng)，進(jìn)行信號(hào)處理，如選用 CPLD 等可編程邏輯器件。本方案電路復(fù)雜，靈活性不高，效率低，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展，對(duì)信號(hào)處理比較困難。 方案二： 過(guò)單片機(jī)控制二極管的閃爍，通過(guò)中斷來(lái)改變模式同時(shí)串行輸出數(shù)碼管。P0， P1口接 16 個(gè)二極管， P3口接擴(kuò)展板的數(shù)碼顯示接口。 該方案簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì)和控制。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) AT89c51 單片機(jī) ：芯片介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。 AT89C2051 是一種帶 2K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可 擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多 功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C 單片機(jī) 為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 ．主要特性： 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間： 10 年 全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ．管腳說(shuō)明