基于單片機(jī)的數(shù)字萬(wàn)年歷(已修改)
2025-07-09 19:18 本頁(yè)面
【正文】 1第 1章 緒論 隨著人們對(duì)房屋的裝飾需要彩燈，在許多城市可以看到彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，便宜的造價(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來(lái)裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場(chǎng)上各式樣的 LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性。全球氣候暖化危機(jī)和能源緊缺在進(jìn)一步推動(dòng) LED照明的普及，LED 照明具有環(huán)保、光效高和壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，但在完全取代具有墻上型調(diào)光器的白熾燈方面，LED 照明還存在兼容性差的先天不足。其主要原因在于： 1）現(xiàn)有的調(diào)光器都是針對(duì)白熾燈設(shè)計(jì)的，而白熾燈呈現(xiàn)的是純阻性；LED作為固態(tài)半導(dǎo)體照明器件，需要恒定的直流電流驅(qū)動(dòng)，所以 LED照明一般都需要驅(qū)動(dòng)器從交流 110V/220V轉(zhuǎn)換到所需要的直流電流；2）調(diào)光器種類繁多，而且工作原理各不相同，包括前切型、后切型和智能型等；3）LED 照明器的種類也很多。這樣一來(lái)，對(duì)于不同的 LED 照明匹配不同類型的調(diào)光器；LED 的驅(qū)動(dòng)器面臨巨大挑戰(zhàn)；照明屬于消費(fèi)電子產(chǎn)品，直接接觸千家萬(wàn)戶的消費(fèi)者，不僅價(jià)格要適當(dāng)，更重要的是要安全可靠；即便是任一元器件失效或調(diào)光器與 LED 不匹配，也不能造成漏電、過(guò)熱、過(guò)流等任何安全故障。2第 2章 設(shè)計(jì)總體思路和原理框圖本設(shè)計(jì)是一種基于單片機(jī) AT89C51的 LED彩燈設(shè)計(jì)制作，本設(shè)計(jì)中的 LED彩燈是由主控制器、驅(qū)動(dòng)電路和顯示三部分組成。其中主控制器采用單片機(jī) AT89C51芯片（即以 AT89C51單片機(jī)作為主控核心） 。驅(qū)動(dòng)模塊是由 1個(gè) NPN二極管和 1個(gè)電阻構(gòu)成的一個(gè)簡(jiǎn)單模塊。顯示模塊是由12個(gè) LED發(fā)光二極管構(gòu)成，可根據(jù)主控制器的控制進(jìn)行已設(shè)定的模式發(fā)光。具體發(fā)光模式為：首先東西南北四個(gè)方向的紅燈亮，然后依次單獨(dú)亮黃燈，綠燈。其間間隔時(shí)間為 1秒。接著，南北方向等全亮，然后單獨(dú)東西方向全亮。其間時(shí)間間隔也為 1秒。最后東西南北方向的燈都亮，并保持時(shí)間 3秒。按照這種模式循環(huán)工作。系統(tǒng)原理框圖如下 AT89C51時(shí)鐘電路復(fù)位電路驅(qū)動(dòng)電路顯示電路3洞洞板/萬(wàn)能板成品圖片左下角有地址有錄像4第 3 章 硬件電路設(shè)計(jì) 主控制器模塊 AT89C51芯片的介紹在整個(gè)系統(tǒng)中，微控制器是系統(tǒng)的控制中心，其工作效率的高低關(guān)系到系統(tǒng)效率的高低以及系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而 51 系列單片機(jī)具有成本低，穩(wěn)定性好，且運(yùn)行速度基本能滿足該系統(tǒng)的要求。因此本系統(tǒng)采用 AT89C51 芯片作為主控制器芯片，其性能參數(shù)如下: 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：0Hz24MHz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定1288 位內(nèi)部 RAM32 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5AT89C51 芯片的芯片管腳圖如圖 311 所示圖 311 AT89C51 芯片管腳圖下面對(duì)本設(shè)計(jì)所用到該芯片的管腳進(jìn)行簡(jiǎn)單的說(shuō)明：ETAL1（19 腳） ，ETAL2（18 腳）： 外部時(shí)鐘信號(hào)的兩個(gè)管腳，本設(shè)計(jì)采用的事內(nèi)部時(shí)鐘方式（如圖 所示） 。RST/Vpd（9 腳）： 但作為 RST 使用時(shí)，為復(fù)位輸入端。在時(shí)鐘電路工作以后，此管腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將是單片機(jī)復(fù)位。在RST 與 Vcc 管腳之間接一個(gè) 10～20uF 的電容，RST 與 Vss 管腳之間連接一個(gè)約 的電阻，就可以實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位功能。本設(shè)計(jì)就是用此方式來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能的（如圖 所示） 。P1 口（1～8 腳）： 具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口。在片內(nèi)6EPROM 編程及校驗(yàn)時(shí)，它接收低 8 位地址。P1 口能去的 4 個(gè)LSTTL 負(fù)載。外部不擴(kuò)展單片機(jī)時(shí)，則做雙向 I/O 口用，P0 口能以吸收電流的方式去的 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。 時(shí)鐘與復(fù)位電路的設(shè)計(jì)單片機(jī)工作的時(shí)間基準(zhǔn)是由時(shí)鐘電路提供的。在單片機(jī)的 XTAL1和 XTAL2 兩個(gè)管腳，接一只晶振及兩只電容就構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘電路，如圖 312a 所示。電路中，電容器 C1 和 C2 對(duì)振蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍為（2030 ）pF。石英晶振選擇 6MHz 或 12MHz 都可以，其結(jié)果只是機(jī)器周期時(shí)間不同，影響計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)初值。312a 時(shí)鐘電路圖單片機(jī)的 RST管腳為主機(jī)提供一個(gè)外部復(fù)位信號(hào)輸入端口。復(fù)位信號(hào)是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時(shí)間應(yīng)為 2個(gè)機(jī)器周期以上。單片機(jī)的復(fù)位方式上有電自動(dòng)復(fù)位和手工復(fù)位兩種。圖 312b所示是 51系列單片機(jī)常用的上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位組合電路，只要 Vcc上升時(shí)間不超過(guò) 1ms,它們都能很好地工作。復(fù)位以后，單片機(jī)內(nèi)各部件恢復(fù)到初始狀態(tài)。7圖 312b 復(fù)位電路 LED燈驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)發(fā)光二極管加一定的正向電壓時(shí)，二極管發(fā)亮。為了保護(hù) LED燈不被損壞，加一個(gè)三極管和一個(gè)電阻組成限流電路作為 LED驅(qū)動(dòng)電路。圖 32 驅(qū)動(dòng)電路圖8 顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路有 12只發(fā)光二級(jí)管構(gòu)成，按照設(shè)定的模式工作。具體發(fā)光模式為：首先東西南北四個(gè)方向的紅燈亮，然后依次單獨(dú)亮黃燈，綠燈。其間間隔時(shí)間為 1秒。接著，南北方向等全亮，然后單獨(dú)東西方向全亮。其間時(shí)間間隔也為 1秒。最后東西南北方向的燈都亮，并保持時(shí)間 3秒。電路圖如下圖所示。圖 33 顯示電路圖9第 4章 軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用匯編語(yǔ)言通過(guò)對(duì)單片機(jī) P0口的設(shè)置實(shí)現(xiàn) LED彩燈的工作，其程序如下。ORG 0000H ；本指令從 0000H開始存放LOOP:MOV P0,01111011B ； 和 CALL DL1S ；延時(shí) 1SMOV P0,10111101B ；控制黃燈亮CALL DL1SMOV P0,11011110B ；控制綠燈亮CALL DL1SMOV P0,00011111B ；控制南北方向燈全亮CALL DL1SMOV P0,11111000B ；控制東西方向燈全亮CALL DL1SMOV P0,00011000B ；燈全亮CALL DL3SSJMP LOOP ；跳轉(zhuǎn)，循環(huán)繼續(xù)運(yùn)行DL3S: MOV R3,3 ；3S 延時(shí)子程序DL1: CALL DL1SDJNZ
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