【正文】 2 頁(yè) 緒 論 隨著人們生活環(huán)境的不斷 改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到彩色霓虹燈。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、功能單一，這樣一旦制作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)間段的需要來調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模 式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。本文提出了一種基于 AT89C52單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì) LED 彩燈的控制。 系統(tǒng)功能 彩燈控制器可直 接與 220 V 交流市電相連接，經(jīng)過開關(guān)電源變換，輸出直流工作電壓，一方面為管內(nèi) LED 模塊提供 12 V 工作電源，另一方面為主控模塊單片機(jī)系統(tǒng)提供5 V 工作電源。 方案選擇 方案 1： 可采用 AT89C52 作為主控制芯片，用 74LS164 作為驅(qū)動(dòng)，用 4 個(gè) 164 分別接 8 個(gè)LED， 32 個(gè) LED 構(gòu)成顯示模塊。可用 C 或者匯編編程實(shí)現(xiàn)。 GND：接地。在Flash 編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì) 數(shù)器 2 的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）和輸入 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 6 頁(yè) （ ），參表 21。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。 RST：復(fù)位輸入。 振蕩器特性 :AT89C52 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。10pF，使用陶瓷諧振器建議選擇 40pF177。 AT89C52 主要特性： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 7 頁(yè) 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) ， 8k 可反復(fù)擦寫 (1000 次） Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口， 256x8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 ，時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 ，可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源，共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線， 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式，軟件設(shè)置睡眠和喚醒功。 復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其目的是使 CPU 及各專用寄存器處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)。 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用按鍵電平復(fù)位 ，如圖 22 所示。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用內(nèi)部振蕩方式，如圖 23 所示。 P1 口的 P10 作為信號(hào)輸出，將控制程序燒入單片機(jī)上電后開始工作。 驅(qū)動(dòng)模塊 本設(shè)計(jì)用 74HC595 作為驅(qū)動(dòng)，有 4 個(gè) 74HC595 構(gòu)成驅(qū)動(dòng)模塊，將單片機(jī)的P10,P11,P13,P12 口分別與 595 的 SH_CP， DS， ST_CP， MR相連，并注上相應(yīng)標(biāo)號(hào)。9S H_ C P11S T _ CP12DS14MR10OE13U27 4 HC 5 9 5Q015Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q 7 39。上電后 P10 口輸出信號(hào)給 595， 74HC595 是含 8 位串入、串 /并出移位寄存器和 8 位三態(tài)輸出鎖存器。 74HC595 最多只需要 5 根控制線，即 SH_CP、 DS、 ST_CP、MR 和 E。如果 E 為低電平，數(shù)據(jù)即從并口 O0O7 輸出，把 O0O7 與八個(gè) LED 相連， LED 就可以實(shí)現(xiàn)顯示了。如圖 26： 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 12 頁(yè) 10203040111213141516172122232526273132333435363741424445464717271112131415162021222324252610244337474041424344454630313233343536R12 5 0R22 5 0R32 5 0R42 5 0R52 5 0R62 5 0R72 5 0R82 5 0R92 5 0R 1 02 5 0R 1 12 5 0R 1 22 5 0R 1 32 5 0R 1 42 5 0R 1 52 5 0R 1 62 5 0R 1 72 5 0R 1 82 5 0R 1 92 5 0R 2 02 5 0R 2 12 5 0R 2 32 5 0R 2 52 5 0R 2 62 5 0R 2 72 5 0R 2 82 5 0R 2 92 5 0R 3 02 5 0R 3 12 5 0R 3 22 5 0R 2 22 5 0R 2 42 5 0D1DI O DE L E DD2DI O DE L E DD3DI O DE L E DD4DI O DE L E DD5DI O DE L E DD6DI O DE L E DD7DI O DE L E DD8D9DI O DE L E DD 1 0DI O DE L E DD 1 1DI O DE L E DD 1 2DI O DE L E DD 1 3DI O DE L E DD 1 4DI O DE L E DD 1 5DI O DE L E DD 1 6D 1 7DI O DE L E DD 1 8DI O DE L E DD 1 9DI O DE L E DD 2 0DI O DE L E DD 2 1DI O DE L E DD 2 2DI O DE L E DD 2 3DI O DE L E DD 2 4D 2 5DI O DE L E DD 2 6DI O DE L E DD 2 7DI O DE L E DD 2 8DI O DE L E DD 2 9DI O DE L E DD 3 0DI O DE L E DD 3 1DI O DE L E DD 3 2 彩燈控制器總圖 將主控模塊，驅(qū)動(dòng)模塊，顯示模塊連接起來構(gòu)成控制器總圖。9S H_ C P11S T _ CP12DS14MR10OE13U37 4 HC 5 9 5Q015Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q 7 39。匯編語言有其一定的優(yōu)點(diǎn)，比如：能夠直接訪問 與硬件相關(guān)的存儲(chǔ)器或 I/O端口；能夠不受編譯器的限制，對(duì)生成的二進(jìn)制代碼進(jìn)行完全的控制；能夠根據(jù)特定的應(yīng)用對(duì)代碼做最佳的優(yōu)化，提高運(yùn)行速度；能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能；用匯編語言編寫的程序比用高級(jí)語言編寫的程序所要求的存儲(chǔ)空間與執(zhí)行時(shí)間將顯著減少等。而 C 語言也有其缺點(diǎn)，主要是表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的封裝性上，這一點(diǎn)使得 C在數(shù)據(jù)的安全性上做的有很大缺陷； C 語言的語法限制不太嚴(yán)格，對(duì)變量的類型約束不嚴(yán)格，影響程序的安全性，對(duì)數(shù)組下標(biāo)越界不作檢查等?？梢愿鶕?jù)需要來確定各種模式工作時(shí)間 Ti，以及確定在各種亮燈模式 Mode l_i 內(nèi)點(diǎn)亮和熄滅各種顏色 LED 燈的時(shí)刻。本設(shè)計(jì)的功能是通過改變 LED 亮滅方式使彩燈輪流顯示，上電后在缺省狀態(tài)順序調(diào)用 Model_i花樣亮燈模式，由從右到左同步依次點(diǎn)亮 → 兩列一組從右到左同步依次點(diǎn)亮 →6 ， 7， 8 列點(diǎn)亮 →2 ， 3， 4 列點(diǎn)亮 → 右 4 列亮左 4 列滅 → 右四列滅左 4列亮 →3 ， 4， 7， 8 列亮 →2 ， 3， 4， 6， 7， 8 列亮 → 全亮 → 奇數(shù)列亮 → 偶數(shù)列亮 → 從兩邊到中間依次點(diǎn)亮 → 從中間到兩邊依次熄滅 → 前兩行亮后兩行滅 → 前兩行滅后兩行亮→ 左 4 列亮右 4 列 滅 → 左 4 列滅右四列亮 → 對(duì)角亮 →OK 圖形構(gòu)成亮燈模式的循環(huán)。由于顯示方式比較多，需要定義一個(gè)數(shù)組來存放顯示數(shù)據(jù)。主程序 程序初始化 調(diào)用亮燈模式 1 第一種模式亮完？ N） Y N Y N 第 N 種亮燈模式完？ 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 16 頁(yè) 第 4 章 彩燈控制器的調(diào)試 與仿真 本設(shè)計(jì)采用 (單片機(jī)仿真軟件 )進(jìn)行仿真，由于電路圖是用 Protel 99 SE 所繪制， Proteus 不能識(shí)別，所以進(jìn)行仿真前打開 Proteus 新建文件 → 添加元件 →在新建文件界面放置元件 → 布局 → 連線 → 修改。若不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果，則檢查電路圖和程序進(jìn)行修改 程序中數(shù)組 顯示的結(jié)果。 四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 (論文 ) 第 19 頁(yè) 1727374710401112141516313233353641424344454626252423222120133034D1L E D Y E L L O WD2L E D Y E L L O WD3L E D Y E L L O WD4L E D Y E L L O WD5L E D Y E L L O WD6L E D Y E L L O WD7L E D Y E L L O WD8L E D Y E L L O WD9L E D Y E L L O WD 1 0L E D Y E L L O WD 1 1L E D Y E L L O WD 1 2L E D Y E L L O WD 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 WD 1 7L E D Y E L L O WD 1 9L E D Y E L L O WD 2 0L E D Y E L L O WD 2 1L E D Y E L L O WD 2 2L E D Y E L L O WD 2 3L E D Y E L L O WD 2 4L E D Y E L L O WD 2 5L E D Y E L L O WD 1 8L E D Y E L L O WR12 5 0R22 5 0R32 5 0R42 5 0R52 5 0R62 5 0R72 5 0R82 5 0R92 5 0R 1 02 5 0R 1 12 5 0R 1 22 5 0R 1 32 5 0R 1 42 5 0R 1 52 5 0R 1 62 5 0R 1 72 5 0R 1 82 5 0R 1 92 5 0R 2 02 5 0R 2 12 5 0R 2 22 5 0R 2 32 5 0R 2 42 5 0R 2 52 5 0R 2 62 5 0R 2 72 5 0