基于單片機(jī)智能彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-展示頁
2024-11-05 18:23本頁面
【正文】 單片機(jī)作為主控核心與發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等組成電寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 路，利用軟件編輯實(shí)現(xiàn)彩燈流水燈的效果。所以利用單片機(jī)作 LED 彩燈控制，不僅是使控制花樣、路數(shù)大大增加 ,成本也很低，而且對環(huán)境能源沒有污染，有著很大的發(fā)展前景。 而單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。但傳統(tǒng)的彩燈控制電路一般是由數(shù)字電路組成，這種彩燈控制器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高、功率損耗大，此外從功能效果上看，彩燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。 由于這里不能上傳完整的畢業(yè)設(shè)計(jì) （完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書、相關(guān)圖紙 CAD/PROE、中英文文獻(xiàn)及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要其他資料的朋友，請加叩扣 :貳二壹伍八玖壹壹五一 近年來，彩燈對于美化、亮化城市有著不可輕視的重要工作。隨著人們生活水平的不斷提高 ,單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的。因此有必要對現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過多、電路復(fù)雜、功率損耗大等 缺點(diǎn)。 1 緒論 隨著人們生活水平的提高，環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到很多彩色的霓虹燈。特別是當(dāng)今充滿競爭的時(shí)代，各地政府為吸引游客和投資者，在城市的沿街、沿道、沿河、沿線等地用霓虹燈造景，實(shí)施 亮化工程 ，以美化環(huán)境、樹立城市形象 但是目前市場上各種式樣的 LED 彩燈多半是采用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制成成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場合、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)。此外從功能上來看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。 當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代，在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見的速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)所取代。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。因此作為城市裝飾的彩燈需求量越來越大，對與彩燈的技術(shù)和花樣也越來越高。因此有必要對現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。 LED 彩燈具有成本低、發(fā)光純度高、發(fā)光熱量小、耗電量低、超長壽命的特點(diǎn)。本方案是一種基于 AT89C51 單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對 LED 彩燈的控制。 2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 實(shí)驗(yàn)總體電路構(gòu)造方案比較簡單，主要包括鍵盤控制電路（用脈沖按鍵開關(guān)對電路進(jìn)行控制）和顯示電路（單片機(jī)控制發(fā)光二極管的顯示）。 AT89C52單片機(jī)是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，具有豐富的內(nèi)部資源： 4kB 閃存、 128BRAM、 32 根 I/O 口線、 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器、 5 個(gè)向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、 2 個(gè)全雙工的串行口，具有 ～ 的電壓工作范圍和 0～ 24MHz工作頻率，使用 AT89C52單片機(jī)時(shí)無須外擴(kuò)存儲(chǔ)器。 總體方案的設(shè)計(jì) 經(jīng)過分析問題及初步的整體思考，擬定以下二種方案： 方案一：總體電路共分三大塊。 主體框圖如下： 花型演示電路 花型控制 節(jié)拍控制電路 方 案二：在方案一的基礎(chǔ)上將整體電路分為四塊。并在部分電路的設(shè)計(jì)上與方案一采用了完全不同的方法，如花型的控制。如此設(shè)計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)在于：設(shè)計(jì)思想比較簡單。缺點(diǎn)則是：中間單元電路連 線過于繁多，容易出錯(cuò)。要避免這些，則勢必造成門電路使用過多。 而后者則將以上兩種功能分開設(shè)計(jì)，各單元電路只實(shí)現(xiàn)一種功能。缺點(diǎn)則是：節(jié)拍控制電路采用可編輯邏輯電路，原理相對復(fù)雜，不易理解。 基于以上原因，加上為了成功的實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)，我選擇了連線少，易于組裝和調(diào)試的方案二。本方案電路復(fù)雜，靈活性不高，效率低，不利于系統(tǒng)的擴(kuò)展，對信號處理比較困難。P0， P1口接 16 個(gè)二極管， P3口接擴(kuò)展板的數(shù)碼顯示接口。 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) AT89c51 單片機(jī) ：芯片介紹 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可 擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。由于將多 功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡版本。 ．主要特性： 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 三級程序存儲(chǔ)器鎖定 32 可編程 I/O 線 5 個(gè)中斷源 低功耗的閑置和掉電模式 GND：接地。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口， P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。因此，本彩燈控制系統(tǒng)實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī) 最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。 圖 1彩燈硬件原理圖 從圖 1 中可以看出，如果要讓接在 口的 LED1 亮起來，那么只要把 口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要讓接? 口的 LED1 熄滅，就要把 口的電平變?yōu)楦唠娖?；同?，接在 ～ 口的其他 7個(gè) LED 的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。在此我們還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短，我們在控制二極管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則我們就看不到“彩燈”效果了。 D8D6：數(shù)據(jù)輸入線。 T0， T1：計(jì)數(shù)器端口外部計(jì)數(shù)脈沖輸入 線。 VCC：供電電壓。 寧波大紅鷹學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 3 89C51 功能說明圖 AT89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能 CMOS 8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 1000 次。由于將多功能 8位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51 是一種高效微控制器，AT89C2051 是它的一種精簡版本。 AT89C51 具有以下特性：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,三級程序存儲(chǔ)器鎖定 ,128 8位內(nèi)部 RAM,32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
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