【正文】 ，所以通過(guò)檢測(cè)同一交流電，能保證所有同上電的彩燈同步變化。 交流檢測(cè)電路交流檢測(cè)電路利用一個(gè)1兆歐的電阻直接與單片機(jī)的I/O口連接，檢測(cè)交流過(guò)零。這里采用全橋整流，它提供的電流比半波整流電路大1倍。 系統(tǒng)電源彩燈要求電路體積較小，而且直接利用220V的市電供電，因此，電源部分采用電容降壓、全橋整流，如圖32所示。此外，系統(tǒng)還預(yù)留了用戶(hù)端口P61~67,它們連接了一個(gè)撥碼裝置，用來(lái)設(shè)置系統(tǒng)狀態(tài)值。1 142 E 13 M3 7 12 84 P 11 15 5 10 36 S 97 8P50P67P66VddP65/OSCIP64/OSCOP63/RSTP61P62/TCCVssP60/INTP52P53P51圖26 EM78P153單片機(jī)外觀單片機(jī)的外部接線(xiàn)和端口接線(xiàn)較為簡(jiǎn)單，如圖27所示。l 7個(gè)可編程上拉和漏極開(kāi)路I/O管腳P6x。l 8位實(shí)時(shí)計(jì)時(shí)/計(jì)數(shù)器（TCC），其信號(hào)源、觸發(fā)邊緣可編程選擇，溢出產(chǎn)生中斷。l 328位片內(nèi)寄存器組（SRAM，一般寄存器）。l 102413位片內(nèi)ROM。單片機(jī)為14管腳封裝的系統(tǒng)，如圖26所示，其特征參數(shù)如下：l 工作電壓范圍 ~。5．單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)采用了EM78P153型號(hào)的單片機(jī)，用來(lái)檢測(cè)交流信號(hào)，產(chǎn)生色彩變化的PWM信號(hào)輸出。如果當(dāng)前改變的是紅色LED燈泡的亮度，那么綠色和藍(lán)色LED燈泡的亮度保持原狀態(tài)不變。T5至T6的狀態(tài)轉(zhuǎn)換程序代碼如下：JBS FLAG,DIRECT_FJMP LOOP_T5BC FLAG,DIRECT_FJMP LOOP_T60LT5: BS PORT5,1 JBS FLAG,DIRECT_F JMP LOOP_T5 BC FLAG,DIRECT_F狀態(tài)5：綠色漸暗狀態(tài)6：紅色漸亮狀態(tài)7：藍(lán)色漸暗狀態(tài)1：紅色漸亮狀態(tài)2：綠色漸亮狀態(tài)3：紅色漸暗狀態(tài)8：紅色漸暗狀態(tài)4：藍(lán)色漸亮圖25 系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換4. 系統(tǒng)計(jì)數(shù)器的使用方法PWM的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中使用了兩個(gè)計(jì)數(shù)器CNT1和CNT2，通過(guò)技術(shù)比較來(lái)判定LED燈泡是否點(diǎn)亮：若CNT1CNT2,LED燈泡由熄滅狀態(tài)進(jìn)入點(diǎn)亮狀態(tài)；若CNT1CNT2,LED燈泡由點(diǎn)亮狀態(tài)進(jìn)入熄滅狀態(tài)。系統(tǒng)中斷轉(zhuǎn)換由主流程控制，主流程包括主程序模塊和各中斷模塊。因此，系統(tǒng)主要同這4種狀態(tài)的模塊組成，每一種狀態(tài)對(duì)應(yīng)于設(shè)定的中斷號(hào)。}系統(tǒng)可呈現(xiàn)7種彩色燈光，分別對(duì)應(yīng)圖22中T2~T8狀態(tài)。if(t2=255)return 0。if(f1ms){ f1ms=0。t1++){ if(t1t2)red=1。以紅色LED的控制為例，利用C語(yǔ)言偽代碼描述PWM的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。這樣，彩燈內(nèi)部的3種基色LED即可混色出不同的色彩。該單片機(jī)內(nèi)部集成了可編程RC振蕩器和復(fù)位電路。LED亮度恒定、無(wú)閃爍感、能耗小、不發(fā)熱，所以選擇這種LED燈光可以讓彩燈的色彩變換比較柔和，燈光色彩穩(wěn)定。（3） 響應(yīng)并保存用戶(hù)的自行設(shè)置。具體實(shí)現(xiàn)的功能描述如下:（1） 系統(tǒng)利用單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)數(shù)/計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)，完成燈光色彩的變換。由于單片機(jī)是弱電系統(tǒng)，它只能給出控制使能信號(hào)，而使能后的動(dòng)作由具體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，還需要選用特殊的燈光來(lái)變換色彩；最后，系統(tǒng)將孵出功能接口，使用戶(hù)能同時(shí)使用多個(gè)彩燈。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架彩燈需要定時(shí)變換燈光色彩，也可以根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的方式變換色彩。該波形是一個(gè)時(shí)序圖，例如藍(lán)色LED在T0~T3時(shí)間段熄滅；在T3~T4時(shí)間段漸漸亮起來(lái)，直到最亮。000、001這樣的二進(jìn)制編碼為三基色的聯(lián)合狀態(tài)值，3位編碼分別表示紅、綠、藍(lán)。假設(shè)通過(guò)接口電路在韸機(jī)I/O口連接好基色LED，I/O口輸出PWM波形控制LED的燈光亮度，其亮度波形如圖22所示。色彩變換可以轉(zhuǎn)化為通過(guò)調(diào)節(jié)占空比來(lái)調(diào)節(jié)LED燈光亮度，進(jìn)而利用色度三色調(diào)出所需色彩。2. 色彩變換的實(shí)現(xiàn)LED燈泡發(fā)光恒定，若要達(dá)到色彩變換的效果還需利用單片機(jī)控制各色LED發(fā)出不同亮度的燈光。三基色原理的基本公式如下：紅色+藍(lán)色+綠色＝白色紅色+藍(lán)色＝紫色藍(lán)色+綠色＝青色紅色+綠色＝黃色紅紫紅橙紫黃藍(lán)紫黃綠藍(lán)綠青藍(lán)綠綠藍(lán)圖21 三基色原理（色度三角）利用如圖21所示的色度三角，三基色紅、綠、藍(lán)可以混合出它們之間連線(xiàn)上的顏色：例如，當(dāng)紅色LED和綠色LED亮度相同，而藍(lán)色LED熄滅時(shí)，彩燈將呈現(xiàn)黃色；若此時(shí)紅色LED的亮度大于綠色LED的亮度，彩燈將呈現(xiàn)偏紅的橙色；若紅色LED的亮度小于綠色LED的亮度，彩燈將呈現(xiàn)偏綠的黃綠色。1. 彩燈實(shí)現(xiàn)原理系統(tǒng)3個(gè)且有獨(dú)立顏色的LED燈泡，根據(jù)三基色原理，這3個(gè)LED的發(fā)光顏色為紅、綠、藍(lán)。第2節(jié) 彩燈原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架 彩燈原理介紹系統(tǒng)根據(jù)三基色原理，以紅、綠、藍(lán)3種基本顏色組成一個(gè)可變的單元，將紅綠藍(lán)3種基色LED燈泡放到磨沙的玻璃罩內(nèi)，3種基色光經(jīng)混合后，便可對(duì)外呈現(xiàn)7種顏色。（4） 藝術(shù)彩燈使用了單片機(jī)的I/O口交流檢測(cè)功能：?jiǎn)纹瑱C(jī)I/O連接交流檢測(cè)電路，利用它來(lái)檢測(cè)交流過(guò)零；利用采集的檢測(cè)值同步基色LED燈光的亮度變化。這種PWM調(diào)制的實(shí)現(xiàn)技術(shù)是最簡(jiǎn)單的一種，如果內(nèi)部計(jì)數(shù)器狀態(tài)穩(wěn)定，則PWM調(diào)制效果較好?？梢郧宄O(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)單片機(jī)實(shí)用系統(tǒng)需要哪些外圍設(shè)備的基本電路，以及如何使用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器并調(diào)用中斷。通過(guò)藝術(shù)彩燈設(shè)計(jì)，可以很好地了解51系統(tǒng)單片機(jī)EM78P153的定時(shí)器控制和單片機(jī)中斷狀態(tài)轉(zhuǎn)換技術(shù)的綜合使用方法，這主要表現(xiàn)在以下5個(gè)方面。（2）設(shè)置色彩變換的快慢用戶(hù)可自行設(shè)定彩燈色彩的變換快慢，并可隨時(shí)修改這種設(shè)置。但我們這次的設(shè)計(jì)利用價(jià)格低廉的51系統(tǒng)單片機(jī)控制基色LED燈泡，從而實(shí)現(xiàn)豐富的色彩變化。 藝術(shù)彩燈功能概述 彩燈可以通過(guò)定時(shí)或隨用戶(hù)要求來(lái)變換不同的色彩。 目 錄 第1節(jié) 引 言……………………………………………………………………………3 藝術(shù)彩燈功能概述………………………………………………………………3第2節(jié) 彩燈原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架………………………………………………………5 彩燈原理介紹 ………………………………………………………………… 5 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架 …………………………………………………………………6 系統(tǒng)技術(shù)方案 …………………………………………………………………8第3節(jié) 藝術(shù)彩燈硬件設(shè)計(jì) ……………………………………………………………13 系統(tǒng)電源………………………………………………………………………14 交流檢測(cè)電路 …………………………………………………………………14 LED控制電路…………………………………………………………………15第4節(jié) 藝術(shù)彩燈軟件設(shè)計(jì) ……………………………………………………………16 系統(tǒng)總流程……………………………………………………………………17 狀態(tài)內(nèi)部流程 …………………………………………………………………19第5節(jié) 系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)（匯編）…………………………………………………………20 變量定義與初始化程序模塊…………………………………………………20 T1~T8狀態(tài)的程序?qū)崿F(xiàn)………………………………………………………22 PWM計(jì)數(shù)模塊實(shí)現(xiàn)…………………………………………………………31 交流檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)……………………………………………………………32第6節(jié) 系統(tǒng)調(diào)試………………………………………………………………………35 電源的調(diào)試……………………………………………………………………35 單片機(jī)調(diào)試……………………………………………………………………36 綜合調(diào)試………………………………………………………………………37結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………………………………………38參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………39基于單片機(jī)控制的藝術(shù)彩燈設(shè)計(jì)第1節(jié) 引 言 單片機(jī)在日常生活中的應(yīng)用遠(yuǎn)處不在，結(jié)合日常生活中時(shí)常能見(jiàn)到的藝術(shù)彩燈，如居家的床頭彩燈、節(jié)日慶典使用的高亮度彩燈等，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在此方面的應(yīng)用。藝術(shù)彩燈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，在目前居家個(gè)性化的要求下，它具有極好的市場(chǎng)前景。傳統(tǒng)的彩燈一般只有3種顏色，分別對(duì)應(yīng)3種顏色的燈光，當(dāng)需要其中某種顏色的時(shí)候，點(diǎn)亮該顏色的燈泡，熄滅其他顏色的燈泡；先進(jìn)的彩燈利用三基色原理做簡(jiǎn)單的混合，其控制系統(tǒng)只是幾個(gè)開(kāi)關(guān)或按鈕；目前市面最為常用的彩色燈大都利用惰性氣體在電極作用下變色的原理制作，工藝要求嚴(yán)格。利用三基色原理的藝術(shù)彩燈的功能如下：（1）實(shí)現(xiàn)七彩顏色變化利用3個(gè)獨(dú)立的單色LED燈泡進(jìn)行組合搭配，使單個(gè)彩燈可有7種不同的顏色。此外，系統(tǒng)還自我缺省地設(shè)置了一組節(jié)奏。（1） 藝術(shù)彩燈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且具備了最小實(shí)用單片機(jī)系統(tǒng)的基本構(gòu)成。（2） 藝術(shù)彩燈利用PWM調(diào)制控制基色LED燈泡：利用單片機(jī)內(nèi)部的兩個(gè)計(jì)數(shù)器，通過(guò)比較它們的狀態(tài)來(lái)調(diào)節(jié)基色LED的亮度。（3） 藝術(shù)彩燈使用了單片機(jī)的系統(tǒng)中斷功能：系統(tǒng)主要由8種狀態(tài)組成，每一種狀態(tài)對(duì)應(yīng)于一個(gè)設(shè)定的中斷號(hào)，執(zhí)行該中斷使得彩燈呈現(xiàn)出一種顏色。（5） 藝術(shù)彩燈使用了簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)電源和LED燈泡控制電路：系統(tǒng)電源的設(shè)計(jì)采用了常見(jiàn)的全橋整流；LED燈泡控制則利用NPN和PNP三極管的截止電壓實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)還利用單片機(jī)I/O口的PWM調(diào)制來(lái)調(diào)節(jié)LED亮度，使各種顏色之間的變化柔和；還可以進(jìn)行外部設(shè)置，如設(shè)置顏色變化的周期、起始的顏色以及呈現(xiàn)不同的景象。如圖21所示，3個(gè)具有獨(dú)立發(fā)光顏色的LED將按照該色度三角的特性進(jìn)行組合，使得彩燈呈現(xiàn)不同的色彩。當(dāng)3個(gè)LED燈光的亮度相同時(shí)，彩燈將呈現(xiàn)魄，其光線(xiàn)類(lèi)似于白熾燈?？刂芁ED亮度需要利用單片機(jī)I/O口的PWM來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換，D/A轉(zhuǎn)換的實(shí)質(zhì)是對(duì)某一固定頻率的脈沖進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)。3. 色彩轉(zhuǎn)換分析系統(tǒng)利用韸機(jī)控制連接紅、綠、藍(lán)3個(gè)LED的I/O口，使其產(chǎn)生不同的波形即可得到如圖21所示的顏色。圖22 基色LED的燈光亮度波形圖22顯示了紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED在單片機(jī)控制下的亮度波形。其中，0表示熄滅；1表示亮度達(dá)到最大值。 在T4~T6時(shí)間段保持最亮；在T6~T7時(shí)間段漸漸暗下。這要求系統(tǒng)具備一定的控制功能，并要為用戶(hù)提供可操作的接口。1. 單片機(jī)控制單片機(jī)主要完成定時(shí)控制和彩燈色彩變換控制，它不