基于單片機的節(jié)日彩燈控制器設(shè)置畢業(yè)設(shè)計論文(編輯修改稿)
2024-07-24 20:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 們的生活增光添彩，提高了人們生活的品質(zhì)。目前，大多數(shù)的彩燈都是利用了全硬件電路的思路進行設(shè)計的，其電路較為復(fù)雜，但是實現(xiàn)的功能卻不多，消耗的資源比較多，樣式也不全，操作性也比較差，不足以適應(yīng)各種各樣場合的需求，看起來容易給人們帶來疲勞，不會給人留下太深刻的印象。因此，我們應(yīng)該對彩燈控制器進行一些改進。本文利用了 AT89C51 單片機實現(xiàn)了彩燈的控制 [6]。在本文的設(shè)計中，控制核心是 AT89C51 單片機，除此之外，控制模塊還包括了鍵盤、顯示、驅(qū)動等，包括了 4 個按鍵和 16 個 LED 顯示器，實現(xiàn)了很多方式的閃光模式。 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)單片機的設(shè)計如圖 所示：AT89C51單片機LED 彩燈顯示電路時鐘電路按鍵電路復(fù)位電路圖 單片機設(shè)計的結(jié)構(gòu)圖本文設(shè)計的控制裝置，共有四大模塊：閃爍系統(tǒng)、脈沖震蕩系統(tǒng)、核心控4件、復(fù)位電路。核心控件作為系統(tǒng)的主控部分，對系統(tǒng)具有總控的功能，其中的閃爍系統(tǒng)就是受控部分，包括了 16 個 LED 燈。核心控件是 89C51 芯片構(gòu)成的，是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，是控制彩燈功能的構(gòu)件。復(fù)位電路是復(fù)位控制實現(xiàn)部分 [7]。針對亮燈的規(guī)律，利用按鍵控制彩燈，在 LED 部分是采用了共陽極接法，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。5第 3 章 硬件設(shè)計 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 時鐘電路設(shè)計單片機的時鐘信號是一種時間的標(biāo)準(zhǔn)，方便系統(tǒng)內(nèi)的各個操作，復(fù)位操作就是恢復(fù)初始值，使得單片機從初始狀態(tài)繼續(xù)的操作。時鐘電路的設(shè)計是利用了兩種電路形式實現(xiàn)的：內(nèi)部振蕩和外部振蕩。在引腳 XTAL1 和 XTAL2 外接入晶振，形成內(nèi)部振蕩。在單片機中，含有高增益反相放大器，當(dāng)接入晶振的時候，就會形成振蕩時鐘脈沖。如圖 所示，電容器 Cl 和 C2 是起到了穩(wěn)定振蕩頻率和加快震蕩速度的作用，在這兩個電容器中，通常情況下，電容都在 530pF 之間。晶振頻率大都為 12MHz 或者是 6MHz。在這種情況下，內(nèi)部振蕩方式的信號是穩(wěn)定的，應(yīng)用也較為廣泛。圖 時鐘電路89c51X1 X2C1 C2GND6 復(fù)位電路設(shè)計復(fù)位電路設(shè)計如圖 所示：當(dāng)引腳 RST 出現(xiàn) 2 個周期的高電平時，單片機就會被復(fù)位。當(dāng)引腳 RST一直高電平時，那么單片機就會被一直的復(fù)位。依據(jù)事先的需求，復(fù)位包括了兩種形式：上電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位，上電復(fù)位指的是接通電源的時候，就會進行自動的復(fù)位 [8]。在上電復(fù)位中，電容 C1 和電阻 R1 是電源的微分電路，通電后，引腳 RST處于高電平，由于等效電阻的存在，若圖中的電阻 R1 不存在，也可以實現(xiàn)上電復(fù)位。10181。F+5V RET1K圖 復(fù)位電路電路圖開關(guān)復(fù)位指的就是當(dāng)通電后，單片機會自動的復(fù)位，在單片機運行的過程中，利用開關(guān)的操作，也可以實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位。通電后，電容 C3 的充電和反相門的作用，RESET 會處于高電平。在單片機運行時，按下復(fù)位鍵并松開，RESET 也會處于高電平，實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位。 單片機最小系統(tǒng)在系統(tǒng)的 XTALXTAL2 端接入晶振和諧振電容兩個，在 RESET 端接入電阻和電容，當(dāng)按鍵復(fù)位存在時，再連上按鍵就是一個小系統(tǒng)，通電時，該系統(tǒng)就能夠正常的運行了。單片最小系統(tǒng)圖如下：7圖 單片機最小系統(tǒng) 按鍵控制電路本系統(tǒng)的設(shè)計，彩燈是二極管形成的，將 16 支彩燈分別接在 P1 口和 P0 口，兩個接口與二極管和電阻接在一起，這個電阻在電路中所起的作用是限流電阻，防止電路電流過大，限制電流的作用。本系統(tǒng)的設(shè)計，按鍵包括了四個，S0 按鍵是在復(fù)位電路上，S0 按鍵是控制彩燈亮的，按下 S0 按鍵， S1 按鍵就會停止流動，全部的燈就會熄滅。按下S2，燈就從上而下流動，S3 下，則相反的方向流動。圖 按鍵電路圖8 LED 彩燈顯示模塊彩燈的顯示部分，包括了 16 個發(fā)光二極管和 16 個電阻。兩者之間是利用了串聯(lián)的方式進行連接的，進而接入 P0 口和 P1 口。利用編程對 P0 口和 P1 口的電平進行控制，實現(xiàn)燈的閃爍花型。發(fā)光二極管的電壓通常都會大于 ，其工作電流在 1mA 到 30mA 之間浮動，電阻一般在 100 歐姆～3 千歐姆之間，在此，我們選擇 560 歐姆。圖 LED 連接電路9 系統(tǒng)總電路圖系統(tǒng)總電路圖如圖 所示：圖 系統(tǒng)總電路圖10第 4 章 軟件設(shè)計本系統(tǒng)的設(shè)計由硬件和軟件兩部分，在第三章介紹的原理圖上電后，我們通過編程對管腳電平進行控制，從而實現(xiàn)燈光的點亮與熄滅。軟件編程是本系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，是控制燈光點亮方式不同的關(guān)鍵 [9] 。 按鍵掃描子程序設(shè)計本系統(tǒng)的設(shè)計的控制核心是單片機 AT89C51，該方式控制著 16 個發(fā)光二極管的燈光明滅的方式。當(dāng)程序運行時，就會進行判斷，檢測是否有按鍵按下，若有按
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