【正文】 局。最后利用設(shè)計(jì)規(guī)則檢查工具查錯(cuò)。首先繪出 PCB 板的輪廓， 確定工藝要求（使用幾層板等）。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，最開始采用的單面板設(shè)計(jì)，由于設(shè)備限制，過(guò)于精密的器件不能夠應(yīng)用，所以采用的是通孔安裝技術(shù)。因此，與使用通孔安裝的元件的 PCB 板比起來(lái)，使用表面安裝的 PCB 板上元件布局要密集很多，體積也小很多。例如，排線的插座、接口板插槽等類似接口都需要一定的耐壓能力，因此，通常采用通孔安裝技術(shù)。 使用通孔安裝技術(shù)安裝元件時(shí)，元件安置在電路板的一面，元件引腳穿過(guò) PCB 版焊接在令一面上，通孔安裝元件需要占用較大的空間，并且要為所有引腳在電路板上鉆孔，所以它們的引腳會(huì)占用兩面的空間，而且焊點(diǎn)也比較大。需要時(shí)自行設(shè)計(jì)并建立新的元器件封裝庫(kù)。完成原理圖后，用 ERC（電氣規(guī)則檢查）工具差查錯(cuò)，找到出錯(cuò)的原因并修改原理圖電路重新查錯(cuò)到?jīng)]有原則性錯(cuò)誤為止。根據(jù)電路復(fù)雜程度決定是否需要使用層次原理圖。 硬件的 封裝 Altium Design Summer 09 雖然提供了肺腑的原理圖元器件庫(kù)，但不可能包括所有的元器件，必要時(shí)需手動(dòng)設(shè)計(jì) 原理圖元器件，建立自己的元器件庫(kù)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作。 9 腳為復(fù)位端， SB 為復(fù)位按鈕，按下 SB 電路復(fù)位，電路重新開始工作。 第三章結(jié)合各模塊總體設(shè)計(jì)方案 總的設(shè)計(jì)方案 圖 26 該電路由 P0（第一控制輸出口）、 P1（第二控制輸出口）、 P2（第三控制輸出口）、 P3（第四控制輸出口）實(shí)現(xiàn)控制彩燈變化。同時(shí)變化的多樣性也為單片機(jī)的控制優(yōu)點(diǎn)受到更高的追捧。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則 程序計(jì)數(shù)器 PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此， CPU 可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開始 執(zhí)行程序 。在圖 23 的復(fù)位電路中，當(dāng) Vcc 掉 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 電時(shí)，必然會(huì)使 RST 端電壓 迅速下降到 0V 以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個(gè) 度電壓 將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位， RST 端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。對(duì)于 CMOS 型單片機(jī)，由于在 RST 端內(nèi)部有一個(gè) 下拉電阻 ，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至 1uF。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。一般采用的 辦法是在 RST 端和正電源 Vcc 之間接一個(gè)按鈕。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST 引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。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。 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)最小系統(tǒng)如下圖 23 所示。這種方式適宜用來(lái)使單片機(jī)的時(shí)鐘與外部信號(hào)保持同步。內(nèi)部振蕩方式所得的時(shí)鐘情號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)用電路中使用較多。圖 22 中，電容器 Cl，C2 起穩(wěn)定振蕩頻率 [19]、快速起振 的作用，其電容值一般在 530pF。由于單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。 如圖 21 穩(wěn)壓電路的設(shè)計(jì)圖 時(shí)鐘電路 時(shí)鐘電路 89S51 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到：內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。 C4 為輸出穩(wěn)定電容，對(duì)于降低輸出紋波、輸出噪聲及負(fù)載電流變化的電源處理模塊 單片機(jī)模塊 輸出顯示模塊 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 影響有較好的效果，采用 的陶瓷電容。它是一種圓形的整流橋，電流 2A，最大耐壓 1000V，很多電子產(chǎn)品上面會(huì)用到。 如圖 圖 總的方案設(shè)計(jì)流程圖 此設(shè)計(jì)可以在不改變電路的情況下，只需要更改一下程序就可以完全做到，不同的彩燈亮滅方案。 AT89S51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 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 方案圖流程圖 本 方案 主要是通過(guò)對(duì) 基于單片機(jī)的多控制、多閃爍方式的 LED 彩燈循環(huán)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)， 來(lái) 達(dá)到 本設(shè)計(jì)的要求。并在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、工程制圖、文字處理等方面得到初步訓(xùn)練，為今后從事電氣工程方面的設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行及管理工作，打下必要的基礎(chǔ)。同時(shí)展現(xiàn)出七種不同的樣式變換。 相比較之下單片機(jī)體積比較小巧，使用靈活，而且成本比較低，在使用中比較節(jié)省能源，控制類型比較豐富。 總的設(shè)計(jì)方案為三十二路彩燈控制其中包含控制電路還有，復(fù)位電路，顯示電路， 介紹了硬件電路的總電路圖和各個(gè)電路圖的子模塊圖，以及各個(gè)模塊的理論原理。 1 19 接晶振，為單片機(jī)外部振蕩電路。 單片機(jī)設(shè)計(jì)方案 2 圖 12 單片機(jī)彩燈控制系統(tǒng)硬件框圖 如圖 12 本電路 采用單片機(jī)控制，有效的利用了單片機(jī)的所有 P0～ P3 口，實(shí)現(xiàn)戶外廣告燈牌、家庭裝飾彩燈的多種變化、多種樣式的絢麗效果。所以選擇它作為彩燈。 LED 發(fā)光二極管將電能轉(zhuǎn)變成光能，可由Ⅲ V 族半導(dǎo)體材料制成。比較哪個(gè)控制更佳的簡(jiǎn)單，操作容易，產(chǎn)生的 效果更加的美觀漂亮，對(duì)于材料上，節(jié)省成本也是考率選擇哪種方法的重要組成部分。一種是利用電子電路裝置控制，另一種是采用單片機(jī)控制，兩種方式各自有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，下面進(jìn)行比較選擇一種比較適合的方法，來(lái)進(jìn)行研究。都與單片機(jī)有關(guān)是生活中不可缺少的組成部分。 另外，在交通領(lǐng)域中，汽車、火車、飛機(jī)、航天器等均有單片機(jī) 的廣泛應(yīng)用。 家用電器是單片機(jī)的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域，前景十分廣闊。在這類系統(tǒng)中，利用單片機(jī)作為系 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 統(tǒng)控制器，可以根據(jù)被控對(duì)象的不同特征采用不同的智能算法，實(shí)現(xiàn)期望的控制指標(biāo)，從而提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 單片機(jī)還可以用于各種物理量的采集與控制。單片機(jī)在機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)中可以發(fā)揮巨大的作用。如各種智能電氣測(cè)量?jī)x表、智能傳感器等。 綜合考慮智能彩燈在生產(chǎn)生活中的需要，以單片機(jī)為基礎(chǔ)，分析彩燈設(shè)計(jì)的方案，相應(yīng)的彩燈控制實(shí)現(xiàn)部分電路的設(shè)計(jì)，分析和比較系統(tǒng)的各種控制方法，優(yōu)化控制策略，總結(jié)出切實(shí)可行的控制策略，設(shè)計(jì)出符合需求的控制程序，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)多樣彩燈智能化 操作的目標(biāo)。尤其是現(xiàn)在光學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)等現(xiàn)代科技日趨成熟，因此越來(lái)越多的設(shè)計(jì)師將傳統(tǒng)制作工藝與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)結(jié)合起來(lái)，生產(chǎn)出了更多具有實(shí)用性、觀賞性。不僅僅是繼承了中華民族的傳統(tǒng)彩燈理念，更多的是對(duì)制造節(jié)日彩燈的理念有了更高的創(chuàng)新，因此才逐漸演變形成了現(xiàn)代彩燈。根據(jù)歷史記載，在漢武帝時(shí)期，民間百姓就開始有在正月十五元宵節(jié)燃燈的風(fēng)俗習(xí)慣，然后才慢慢演變成為今天眾所周知的元宵燈節(jié)、燈會(huì)。 課題研究的意義 節(jié)日彩燈是我們中華民族從古至今流傳下來(lái)的具有民族特色并且是集綜合性與觀賞性于一體的一種工藝品。 在這之前 單片機(jī) 沒(méi)有問(wèn)世時(shí) ，這些 物品 也 是可以生產(chǎn)的 ，但是只能使用復(fù)雜的模擬電路， 可是 這樣 生產(chǎn)出來(lái) 的產(chǎn)品 看著 體積 比較 大，成本 也比較 高， 而 且由于長(zhǎng)期使用，元器件 可能會(huì)出現(xiàn) 老化，控制的 準(zhǔn)確 度 很可能 也會(huì)達(dá)不到合格 。 ，它改變了什么 呢 ？ 展望 現(xiàn)在生活的各個(gè) 階段 ，從導(dǎo)彈的 精確 導(dǎo)航結(jié)構(gòu) ，到飛機(jī) ，坦克 上各種儀表的 組成和控制。計(jì)算機(jī)的 生產(chǎn) 加快了人類改造 和建造 世界的 腳步 ，但是它體積 還是比較 大 的 。一塊小小的 單片機(jī) ，為何有 如此 的魔力？我們 第一步 從它的 結(jié) 構(gòu) 來(lái) 說(shuō)：?jiǎn)纹瑱C(jī)， 可以 稱單片微電腦或單片微型計(jì)算機(jī)。截止今日，單片機(jī)應(yīng)用 快速 發(fā)展， 在 因特網(wǎng)輸入一個(gè) “ 單片機(jī) ” 的搜索，將會(huì)看到 很多 介紹單片機(jī)的網(wǎng) 頁(yè) ， 而且 這還不 算 國(guó)外的。 ......................................................................... 24 彩燈亮滅方式介紹和原理 ......................................................................................... 26 跑馬燈 ............................................................................................................... 26 4. 流水燈 ............................................................................................................ 27 第五章 工作總結(jié)和前景展望 ................................................................................................ 28 工作前景和展望 ......................................................................................................... 28 工作總結(jié) ..................................................................................................................... 28 致謝 .......................................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 30 附錄一 主程序 ........................................................................................................................ 31 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 章 引 言 課題主要來(lái)源 我國(guó)使用單片機(jī)是在 1982 年，五年時(shí)間里發(fā)展 很快 。本文編寫的主導(dǎo)思想是軟硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來(lái)進(jìn)行各功能模塊的編寫。 本文首先描述系統(tǒng)硬件工 作原理，并附以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖加以說(shuō)明，著重介紹了本系統(tǒng)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個(gè)接口模塊的功能及工作過(guò)程 ,其次，詳細(xì)闡述了程序的各個(gè)模塊和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。本文介紹一種新型的彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以 AT89S51 單片機(jī)作為主控核心，與按鍵，顯示器等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈進(jìn)行控制。 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 題 目 ： 基于單片機(jī)的多樣彩燈設(shè)計(jì) 教 學(xué) 院： 電氣與 電子信息工程學(xué)院 專業(yè)名稱： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2022