【正文】 上拉和漏極開(kāi)路 I/O管腳 P6x。 ? 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，益處產(chǎn)生中斷。 ? 32*8位片內(nèi)寄存器組（ SRAM，一般寄存器）。 ? 1024*13位片內(nèi) ROM。5v/32MHZ時(shí)為 15μ A。該單片機(jī)內(nèi)部集成了可編程 RC振蕩器和復(fù)位電路。 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的 電路原理圖 23如下所示： 圖 23： 系統(tǒng)電路原理圖 本系統(tǒng)的規(guī)模較小，按照單片機(jī)選型的總原則，本系統(tǒng)選用的單片機(jī)型號(hào)為EM78P153，它不僅可以滿足系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的要求，同時(shí)可使本應(yīng)用系統(tǒng)有比較高的可靠性，較高的性能價(jià)格比，擁有較長(zhǎng)的使用壽命，并提供了升級(jí)換代的可能。 LED亮度恒定、無(wú)閃爍感、能耗小、不發(fā)熱，所以選擇這種 LED燈泡可以讓彩燈的色彩變換比較柔和，燈光色彩穩(wěn)定。 燈泡的選定 基于實(shí)際開(kāi)發(fā)的考慮，本系統(tǒng)選擇了具有高亮特性的 LED燈泡。 ? 響應(yīng)并保存用戶的自行設(shè)置。 ? 利用交流檢測(cè)實(shí)現(xiàn)多個(gè)基色 LED燈泡的亮度的同步變化。 ? 利用單片機(jī)產(chǎn)生 PWM波形，實(shí)現(xiàn)交流控制。 計(jì)時(shí)信號(hào)分為兩個(gè)，利用兩者的比較來(lái)調(diào)節(jié)燈泡的亮度，實(shí)現(xiàn)色彩的平滑轉(zhuǎn)換。 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 12 圖 22 單片機(jī)控制模塊 單片機(jī)控制模塊圖 22說(shuō)明了單片機(jī)的控制模塊和基本功能劃分。由于單片 機(jī)是弱電系統(tǒng)，它只能給出控制使能信號(hào)，而使能過(guò)后的動(dòng)作則由具體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，還需要選用特殊的燈泡 來(lái)變換色彩；最后，系統(tǒng)還將留出功能接口，便于擴(kuò)展。 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)需要設(shè)定色彩的變換方式 。然而工作電壓 Uo是 220V市電經(jīng)過(guò)整流后的恒定電壓，不可隨意變更，因此只能通過(guò)改變占空比 a來(lái)改變 Uavg的值。假設(shè) LED燈泡的工作電壓為 Uo，單片機(jī) I/O口的輸出占空比為 a， LED的平均工作電壓為 Uavg，它可以有公式 Uavg=a*Uo計(jì)算得到。 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。該波形是一個(gè)時(shí)序圖，例如藍(lán)色 LED在 T0~T3時(shí)段熄滅；在 T3~T4時(shí)間段漸漸亮起來(lái)，直到最亮；在 T4~T7時(shí)間段保持最亮；在 T7~T8時(shí)間段漸漸暗下。 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)。 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 綠色 + 紅色 = 黃色 色彩轉(zhuǎn)換分析 系統(tǒng)利用單片機(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 可得到相應(yīng)的顏色。 彩燈實(shí)現(xiàn)原理 系統(tǒng)使用 3個(gè)具有獨(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)。 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 10 第 2章 彩燈原理與系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 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。同時(shí)也可利用撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定彩燈點(diǎn)亮?xí)r的初始狀態(tài)。在此例中則使單個(gè)彩燈可有 7種不同的顏色。在本設(shè)計(jì)中則采用三基色原理，利用價(jià)格低廉的 51系列單片機(jī) ——EM78P153來(lái)控制基色 LED燈泡，從而實(shí)現(xiàn)豐富的色彩變化。 彩燈功能描述： 彩燈可以通過(guò)定時(shí)或隨用戶要求來(lái)變換不同的顏色。此外，從功能效果上看，彩光模式少而且樣 式單調(diào)， 缺乏用戶可操作性，影響燈光效果。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(lái)調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。 LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。 lantern signal controllers。 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 8 ABSTRACT The system introduced design methodology of a new type of LED Lantern controlling of cheap 51 series Microcontroller Unit is used as its core， and is based on counter and PWM debugging,And ancillary hardware circuits such as click, monitor less bined with. This design uses PWM technology LED dwell in the brightness control, the use of the system counter achieves Lantern color changing, the use of the state library was converted to color continuous use（ use software to control the base color LED Lantern ） .With the small size of the system, less hardware, circuit structure simple , easy operation advantages and so on. Keyword : LED Lantern。本系統(tǒng)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及容易操作等優(yōu)點(diǎn)。該單片機(jī)片內(nèi)集成了上電復(fù)位、 I/O引腳的上位、漏極開(kāi)路、看門(mén)狗等功能電路，能夠最大程度減少或免用外接電路，從而便于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)在嵌入 系統(tǒng)中的“純單片”應(yīng)用 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 7 摘 要 本系統(tǒng) 介紹了一種新型的 LED彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，它以價(jià)格低廉的 51系列單片機(jī) EM78P153為主控核心，是基于計(jì)數(shù)器和 PWM調(diào)試的，并與按鍵、撥碼開(kāi)關(guān)等較少的輔助硬件電路相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)的。 P60~P67： P60~P67為雙向 I/O端口。為單片機(jī)工作提供時(shí)鐘脈沖信號(hào) OSCO：晶體振蕩器的輸出腳。不接地其他電路時(shí)，可將該腳接 VDD。同時(shí)它還在構(gòu)架上應(yīng)用了與眾不同的設(shè)計(jì)手法 —— 哈佛體系及哈佛總線結(jié)構(gòu)。 本篇主要講解以 51 系列單片機(jī) —— EM78P153 這款單片機(jī)為主線來(lái)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制的循環(huán)彩燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 從國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)應(yīng)用單片機(jī)的情況看，我國(guó)目前和今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)， 8 位單片機(jī)仍然是實(shí)際應(yīng)用中的主導(dǎo)品種，大多數(shù)單片機(jī)的應(yīng)用仍會(huì)以 51 系列單片機(jī)為主。片內(nèi)含有 CPU、 ROM、 RAM、并行 I/O、串行 I/O、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總 線等。 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 4 緒 論 單片微型計(jì)算機(jī)（ Sing Chip Microputer）簡(jiǎn)稱單片機(jī)，又稱微控制器（ Microcontroller Unit）或嵌入式控制器（ Embedded Controller）。整個(gè)設(shè)計(jì)共分五章。本設(shè)計(jì)主要介紹了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，并簡(jiǎn)要的介紹了硬件電路設(shè)計(jì)及軟件編程技巧。 在單片機(jī)的應(yīng)用過(guò)程中，單片機(jī)只是應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)核心部件，為把單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，只掌握單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要想構(gòu)成一個(gè)完善的應(yīng)用系統(tǒng)，還要熟悉執(zhí)行機(jī)構(gòu)及硬件接口電路的應(yīng)用特性，同時(shí)，還應(yīng)該 掌握系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局、印刷電路板的結(jié)構(gòu)布局及軟件的設(shè)計(jì)技巧這些書(shū)本上學(xué)不到的知識(shí)，因此為設(shè)計(jì)出完善的應(yīng)用系統(tǒng)，必須在實(shí)際工作中勤于實(shí)踐，逐步積累這方面的經(jīng)驗(yàn)。目前，單片機(jī)仍以其高可靠性、高性價(jià)比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能畫(huà)儀器儀表、智能家電等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 39 致 謝 38 結(jié)束語(yǔ) 36 系統(tǒng)軟件調(diào)試 35 電源的調(diào)試 19 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 17 狀態(tài)內(nèi)部流程 16 編程語(yǔ)言的選擇 14 第 4 章 彩燈軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 12 交流檢測(cè)電路 4 系統(tǒng)技術(shù)方案 3 彩燈原理介紹 2 第 2 章 彩燈原理與系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 2 彩燈功能描述 2 引 言 1 第 1 章 設(shè)計(jì)概述 存檔編號(hào)： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目： 單片機(jī)控制的循環(huán)彩燈系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 院 系： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 年 級(jí)： 計(jì)科 Q0245 學(xué) 號(hào)： 02021104 姓 名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 副 教 授 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院教務(wù)處 制 2021屆普通本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 2 目 錄 前 言 1 緒 論 . Ⅰ 摘 要 3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架 7 第 3 章 彩燈硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 12 系統(tǒng)電源 13 LED 控制電路 16 系統(tǒng)總流程 19 系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn) 35 單片機(jī)調(diào)試 37 綜合調(diào)試 40 參考文獻(xiàn) 41 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 3 前 言 單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)給現(xiàn)代工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域帶來(lái)了一次技術(shù)革命。作為將要從事單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方面的技術(shù)人員，掌握單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù)是必要的。 本設(shè)計(jì)就是以此為出發(fā)點(diǎn)，以構(gòu)建單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)展開(kāi)的。同時(shí)對(duì)51 系列單片機(jī) —— EM78P153 的特點(diǎn)及其各引腳特性做了詳盡地闡述。 第一章講解了該設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)概要 第二章講解了該設(shè)計(jì)的彩燈原理與系統(tǒng)框架設(shè)計(jì) 第三章講解了該設(shè)計(jì)的硬件實(shí)現(xiàn)方案 第四 章講解了該設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)方案與編程實(shí)現(xiàn) 第五章講解了該設(shè)計(jì)的調(diào)試問(wèn)題 由于個(gè)人水平所限，設(shè)計(jì)中的缺點(diǎn)和不妥之處在所難免，請(qǐng)指導(dǎo)老師指正。它是將計(jì)算機(jī)的基本部件微型化，使之集成在一塊芯片上的微機(jī)。 單片機(jī)有著體積小、攻耗底、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、科研、機(jī)關(guān)、教育、商業(yè)以及家電、生活、娛樂(lè)、玩具等各個(gè)領(lǐng)域之中得到日益廣泛的應(yīng)用。盡管 16 位和 32 位單片機(jī)已為人們所熟悉和了解?，F(xiàn)就此款單片機(jī)作如下的 簡(jiǎn)單介紹： EM78P153是一款由臺(tái)灣義隆公司在基于美國(guó)微芯公司生產(chǎn)的 PCI芯片的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種采用低攻耗、高速 CMOS工藝制造的 8位單片機(jī)。 EM78P153單片機(jī)的外觀如圖 1所示， 圖 1 EM78P153單片機(jī)的外觀 其管腳說(shuō)明如下： /RST：人工復(fù)位信號(hào)輸入端 /施密特出發(fā)輸入，當(dāng)該腳保持低電平時(shí)單 片機(jī)復(fù)位。 湖北經(jīng)濟(jì)學(xué)院本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 5 TCC：定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器輸入腳，施密特觸發(fā)輸入，當(dāng)該腳不用時(shí)，必須接 地或 VCC /INT：外部中斷輸入腳，下降沿觸發(fā)中斷 OSCI：晶體振蕩器的輸入腳。通常在 OSCI和 OSCO之間外接一只晶振 VDD：電源正極 VSS：電源負(fù)極或地 P50~P53： P50~P53為雙向 I/O端口。 具有下面的性能特點(diǎn)： a) 工作頻率范圍： DC~20MHZ b) 工作電壓范圍； ~ c) 工作溫度范圍： 0℃ ~70℃ d) 底功耗： 5V/4M 工作條件下電流小于 5V/32K 條件下電流為 15μ A 在休眠模式下電流低于 1μ A e) 自帶 1024 13 位的片內(nèi) ROM f) 具有程序加密措施，可以保護(hù)程序不能夠被非法讀出 g) 32 8 位的片內(nèi)數(shù)據(jù)寄存器組（即靜態(tài)存儲(chǔ)器， SRAM—— 一般寄存器） h) 兩族雙向 I/O 端口 P5x 和 P6x，其各條引腳可以獨(dú)立編程 i) 具有一個(gè) 8 位寬的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，其 信號(hào)源、觸發(fā)邊緣可編程選擇，溢出產(chǎn)生中斷 j) 具有兩種節(jié)電模式（休眠模式），以利于延長(zhǎng)供電電池的使用壽命 k) 具有