节日彩灯控制器设计彩灯控制器
一、设计任务与要求
(1)PD0: 开始,按此键则灯开始流动（由上而下）；
(2)PD1: 停止,按此键则停止流动,所有灯为暗；
(3)PD2: 上,按此键则灯由上向下流动；
(4)PD3: 下,按此键则灯由下向上流动。
二、方案设计与论证
随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看,亮灯模式少而且样式单调,缺乏用户可操作性,影响彩灯效果,因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计,来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图所示,以单片机为核心控制,由单片机最小系统,时钟电路、复位电路、电源、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源电路组成。
图2 单片机彩灯循环控制系统硬件框图
此设计方案中单片机的PD口接4路按键控制电路,实现彩灯花型的切换功能,单片机上的PB口接8路LED发光二极管组成彩灯电路,显示彩灯循环情况。
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图2程序流程图
2、键盘设计论证
方案一、独立式
独立式键盘是各按键相互独立，每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响到其他输入线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易判断那个键被按下了。独立式按键电路配置灵活，软件简单，但每个按键需要占用一根输入口线，在按键数量较多时，需要较多的输入口线且电路结构复杂，故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。按键直接与
单片机的I/O 口线相接，通过读I/O 口，判定I/O 口线的电平状态，即可识别出按下的按键。
方案二、行列式
矩阵式键盘也称行列式键盘适用于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行\列的交叉点上。如下图所示,一个4X4 的行列结构可以构成一个 16 个按键的键盘。很明显，在按键数量较多的场合，矩阵键盘与独立式键盘相比，要节省很多的 I/O 口线。
综上所述，本设计结构比较简单，所需按键较少就可以实现功能设计，故选择独立式键盘设计。
三、单元电路设计与参数计算
1、led彩灯模块设计
本设计使用PB口做输出端口来控制led灯的闪亮与灭掉，连接8个发光二极管的阴极。8个发光二极管采用了共阳极设计，并且VCC通过pnp型三极管给二极管供电（vcc送发射极，集电极与二极管阳极连接，单片机通过PA2来控制二极管阳极电压供给）------（限流电阻R取值为1K）
具体硬件设计如下图所示：
-
2、按键模块设计
由于在单片机按键操作中，存在按键抖动的问题，会造成取值不稳定的情况，如下图即为按键操作波形:
按键操作波形
所以必须考虑去抖动的问题，解决方法有如下两种：
●消除按键的抖动既可采用硬件方法，也可采用软件的方法。使用硬件消
抖的方式，需要在按键连接的硬件设计上增加硬件消抖电路，如采用R-S 触发器或RC积分电路等。采用硬件消抖方式增加了系统的成本，而利用软件方式消抖则是比较经济的做法，但增加了软件设计的复杂性。
●软件方式消抖的基本原理是在软件中对按键进行两次测试确认，即在第
一次检测到按键按下后，间隔10ms左右再次检测该按键是否按下，只有在两次都测到按键按下时才最终确认有键按下，从而消除了抖动的影响。
由于用软件方式消抖比较方便，比较经济，而硬件消抖即复杂又不经济，所以本次设计我们采用的是软件消抖。
需特别注意的是：
在按键接口软件中，除了要考虑按键消抖外，一般还要判别按键的释放，只有检测到按键释放以后，才能确定为一次完整的按键动作完成。
硬件按键设计如下：
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图
功能说明：
※S1-开始，按此键，灯开始流动（从上到下）※S2-停止，按此键，灯停止流动（灭灯）
※S3-上，按此键，灯从上而下流动
※S4-下，按此键，灯从下而上流动
2．元件清单
五、功能仿真实现
1、开始：从上到下流动点亮
2、反向：从下向上流动点亮
3、停止：灭灯
六、安装与调试
七、结论与心得
本次课程设计既要求我们对知识掌握的牢固，又要求我们对知识能够灵活运用。从所涉及的知识面来说，它不仅要求我们运用所学过的知识还要求我们去查找，学习，借鉴其他科目或门类的知识。从时间上来说，这次设计的时间是最长的，因此我们有足够的时间去重新温习学过的知识，更有充足的时间去搜集学习一些我们没有涉猎过的知识。这样不仅锻炼了我们学习新知识的能力，同时也拓宽了我们的知识面。并且我们还有足够时间去修改我们的设计中的缺陷，这也是对我们将来走入社会独立完成一项课题的考验。
我们经过将近两周的努力，终于完成本次创新课程设计，过程虽是辛苦的，但从中我们却学到了很多东西。首先巩固了课上学习的理论知识，对于计算机C 语言的系统化整体化有了更深的认识。整个设计过程最大的收获就是意识到理论知识扎实的重要性，实践是建立在理论之上的，平时的基础知识很重要。另外就是合作的重要性，每个人都有他的特长一个人难免有疏漏，只有大家共同努力才能顺利的完成任务。
通过本次课程设计，提高了我们的自学能力，提高了理论联系实际的能力，把自己所学应用到实验中，对所用到的硬件有了更加深刻的理解；同时我们更加明白团结合作、分工合作的重要性，提高了团结合作的能力与做事效率。提高了
我们克服困难的信心与决心。
八、参考文献
1．马潮编著.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践（第二版）北京航空航天大学出版社 2011年8月。
2．周兴华编著.手把手教你学单片机C程序设计北京航空航天大学出版社 2008年6月。
3、童诗白、华成英主编.模拟电子技术基础高等教育出版社。
附录：
1、设计程序代码
程序代码如下：
#include
#include
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
void delay_ms(uint com)
{
uint i,j;
for(i=0;i for(j=0;j<1194;j++); } uchar key_press() { uchar a; DDRD|=0X0F; PORTD|=0X0F; DDRD&=0XF0; a=PIND; a &=0x0F; if(a==0X0F) return 0; else return 1; } uchar key_scan() { uchar a; delay_ms(10); if(key_press()) { a=PIND; a &=0x0F; switch(a) { case 0x0E: a=1;break; case 0x0D: a=2;break; case 0x0B: a=3;break; case 0x07: a=4;break; default : a=16; } while(key_press()); } else { a=16; } return a; } void zhengxiang(void) { unsigned int i; for(i=0;i<8;i++) { PORTB=~BIT(i); delay_ms(255); } } void stop(void) { PORTA=BIT(2); } void fanxiang(void) { unsigned int i; for(i=8;i>0;i) { PORTB=~BIT(--i); delay_ms(200); } } void main(void) { uchar i,j=0,a=0; DDRA=BIT(2); PORTA=0x00; DDRB=0XFF; // PORTB=0XFF; while(1) { PORTB=0XFF; //将LED关闭 i=key_press(); if(i) a=key_scan(); switch(a) { case 1:zhengxiang();j=1; break; case 2://stop(); j=0;break; case 3: if(j) {zhengxiang(); break;} case 4:if(j) {fanxiang();break;} default ://stop(); j=0; } } } 2.电路板实物图 3.别人提的问题，及回答。 邯郸学院课程设计报告 课程名称单片机 题目节日彩灯控制器的设计 学生 学生 学生 学生 指导教师 年级 专业 二级学院 邯郸学院 2015年 1 月 5 日 邯郸学院《单片机》课程设计任务书 摘要 节日彩灯是生活中常常的装饰物品，是我国普遍流行的传统的民间的综合工艺品。彩灯艺术也是灯的综合性的装饰艺术。在当今社会里，彩灯已经成为我们生活当中的一部分，能给我们带来视觉上的享受，还能美化我们的生活。彩灯控制器主要是通过产生有规律变化的脉冲信号来实现彩灯的各种变化，他集中的应用了单片机、LED、自动控制等技术，是典型的基于单片机的电子产品。本文以AT89C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键等组成电路，实现才在开启时满足不一样的闪亮方法及方式。按K1—开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。K2—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。K3—上，按此键则灯由上向下流动。K4—下，按此键则灯由下向上流动。按K5—从亮到暗到亮循环。通过按键能方便使用者选择不一样的亮法。并用仿真软件进行仿真按不同的方式点亮LED。还有就是这节日彩灯的制作成本低、精确度高、装调容易，为节日增添气氛，具一定的市场价值，因此制作了此节日彩灯。 关键词：节日彩灯；单片机；LED；设计；仿真 目录 摘要 (3) 一、概述 (5) 二、任务要求 (5) 三、硬件电路设计与分析 (5) 1.AT89C51单片机 (5) 1.1 AT89C51结构 (5) 1．2 AT89S51引脚描述 (6) 2.键盘设计 (8) 3.定时器与复位模块 (8) 3.1时钟电路 (8) 3.2复位电路 (9) 四、软件设计与论证 (10) 五、功能仿真实现 (11) 七、心得体会 (14) 八、参考文献 (15) 附录 (15) 实验5 彩灯控制电路 一、实验目的 1. 掌握彩灯控制电路的设计和实现； 2．综合运用所学器件进行简单电路的设计； 3．熟练掌握74LS00、74LS86、74LS90、74LS138的综合应用。 二、实验设备 1、函数信号发生器 2、数字双踪示波器 3、集成电路：74LS00 4、集成电路：74LS86 5、集成电路：74LS90 6、集成电路：74LS138 7、发光二级管、电阻、开关等 三、实验内容 1、彩灯控制电路要求控制4个彩灯； 2、两个控制信号：S1S0= 00 灯全灭； S1S0=01 右移，循环显示； S1S0=10 左移，循环显示； S1S0=11 灯全亮。 四、实验结果 1.彩灯控制电路简单的系统框图介绍： ↓ ↓ ↓ 2.详细设计思路： S1S0每个状态下4个彩灯有四种状态变化，用74LS90产生脉冲，按照四进制接法，接入74LS138作为74LS138芯片的驱动信号，然后进行译码操作，从而实现彩灯的控制电路的设计，下面列出该实验的真值表 其中：QA、QB为74LS90的输出端，G1为74LS138的控制端，A、B、C为输入端，Y0-Y7为输出端，X0、X1、X2、X3为四个彩灯的状态显示，0表示灭，1表示亮。 3.彩灯控制电路逻辑真值表： 彩灯控制电路的真值表 4.由此可以得到相应的逻辑关系如下： C=S1 B=QA A=QB G1=S1⊕S0 X0=Y0+Y4+S1S0 X1=Y1+Y7+S1S0 X2=Y2+Y6+S1S0 X3=Y3+Y5+S1S0 5.实验仿真电路图如下所示： (1)其中函数信号发生器设置为方波，1Hz； (2)开关S1中上面为S1，下面为S0，左拨为0，右拨为1； (3)四个彩灯使用红色发光二极管显示，从左到右的循环等价于图中从上到下的循环，从右到左的循环等价于图中从下到上的循环显示，另外每个二极管各添加了一个500欧的电阻来限制电流，防止二极管烧坏。 1 设计意义及要求 1.1 设计意义 （1）通过此次课程设计，加深同学们对理论知识的理解，培养同学们的动手动脑能力以及解决实际问题的能力。 （2）培养同学们之间相互学习、相互交流合作共同解决问题的能力。 （3）培养同学们对电子设计的兴趣，查阅相关资料解决疑难的能力。 （4）同学们自学protues仿真软件画电路图并进行仿真操作，培养学生的自学能力。（5）增强同学们的创新能力，鼓励同学们设计出属于自己的方案。 1.2 设计要求 现有8只彩灯，试设计一控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案： （1）使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。 （2）使8只彩灯按照 1110 1110左移循环点亮。 （3）使8只彩灯交替闪烁。 （4）接着重复以上的动作，这样一直循环下去。时间间隔为0.5秒。 （5）严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 2 方案设计 2.1 设计思路 2.1.1 设计方案一 设计要求彩灯完成三个可以循环的功能，于是就把设计分为几个独立的功能模块进行设计，每一个模块完成特定的功能，再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。由555多谐振荡器产生脉冲，再用74LS161进行分频，为电路提供脉冲信号。彩灯花样控制电路由74LS198和门电路构成。循环选择控制电路由74LS161和门电路组成。 图2.1 多彩循环彩灯控制器设计方案一系统框图 具体设计步骤：先将每个设计的功能要求的单独电路画出来，通过74LS198双向移位寄存器来实现对彩灯的直接控制。在完成单个功能要求之后，通过计数器74LS161配合相应的门从而选择哪一个门电路结构工作，把预先存在相应门电路结构输入端的数据送到移位寄存器74LS198的数据输入端，并对其进行置数。给移位寄存器加上相应的反馈，配合脉冲工作，当移位寄存器输出一种彩灯花样结束后，就重新置一次数，切换一种工作状态，从而实现在三种彩灯花样之间的循环。 2.1.2 设计方案二（小组方案） 此方案运用AT89S52单片机，通过IO口直接驱动LED灯。通过编写相应的程序从而实现在三种工作状态之间的切换。 设计框图如图2.2所示： 图2.2 多彩循环彩灯控制器设计方案二系统框图 2.2 方案设计 2.2.1 设计方案一电路图 多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图如图2.3所示： 工作原理： 一、接通电源，555多谐振荡器产生周期为0.5秒的脉冲信号，将脉冲信号分别送 给计数器74LS161（1）和移位寄存器74LS198。计数器74LS161（1）按照反馈 置数法连接成8进制计数器从而实现对脉冲信号周期的扩展，即将原脉冲进行8 分频，得到周期为4秒的脉冲信号。用周期为4秒的脉冲信号触发下一个计数器 74LS161（2），把74LS161（2）连接成3进制计数器，Q1Q0就有三种循环状态00，01，10，00…… 二、将8个二输入与门7408作为一组，每个与门的选出一个输入端口连接在一起， 接控制信号，一共放置3组，组成3个与门结构。每组的二输入与门的另一个输 入端分别接上移位寄存器74LS198所需要的预置数，3组分别为00000001,111011 节日彩灯控制器的设计 物理与电子信息学院 单片机与接口技术课程设计报告 设计题目： 节日彩灯控制器的设计 专 业： 电子信息工程 班 级： 13电子（1）班 姓 名： 韩乐乐、吴旭、杨晓帆 教师评语： 节日彩灯控制器的设计 摘要 随着微电子技术的发展，人民的生活水平不断提高，人们对周围环境的美化和照明已不仅限于单调的白炽灯，彩灯已成为时尚的潮流。彩灯控制器的实用价值在日常生产实践日常生活中的作用也日益突出。基于各种器件的彩灯也都出现，单片机因其价格低廉，使用方便，控制简单而成为控制彩灯的主要器件。 目前市场上更多用全硬件电路实现，电路结构复杂，结构单一，一旦制成成品就只能按固定模式，不能根据不同场合，不同时段调节亮度时间，模式和闪烁频率等动态参数，而且一些电路存在芯片过多，电路复杂，功率损耗大，亮灯样式单调缺乏可操作性等缺点，设计一种新型彩灯已迫不及待。 近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要作用。因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对与彩灯的技术和花样也越来越高。目前市场上各种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，存在电路结构复杂、功能单一等局限性，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本文介绍了一种简易LED 彩灯控制系统的软硬件设计过程，以STC-89C52单片机作为主控核心与辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED彩灯进行控制。本系统具有电路结构简单、操作容易、硬件少、成本低等特点。 关键词：LED彩灯、AT89C51单片机、彩灯控制器 ABSTRACT With the development of microelectronics technology, improve people's living standard, people on the surrounding environment, landscaping and lighting are not limited to monotonous incandescent lights have become a fashion trend. Lantern controller practical value in daily production practices in daily life have become increasingly prominent role. Carnival is also based on a variety of devices have emerged, the microcontroller because of its low price, easy to use, simple to control your lights controlling the main device. More on the market with all the hardware circuit, the circuit structure is complex, single structure, once the finished products can only be a fixed pattern, not according to different occasions, adjust the brightness of different time periods, patterns and blinking frequency of the dynamic parameters, and some circuit The chip too much, circuit complexity, power consumption large, Liang Deng style monotonous lack of operation and other shortcomings, design a new type of lights can not wait. In recent years, the lantern for the landscaping, lighting the city has an important role should not be underestimated. So the city decorated with lanterns as the growing demand for technology and lanterns have become more sophisticated and synchronized. Currently on the market a variety of style LED lantern is the most hardware-wide realization of the existence of complex circuit structure, functions and other limitations of a single, it is essential to the current controller to improve the lantern. This paper introduces a simple control system of the LED lantern design process of hardware and software, with STC-89C52 single-chip microcomputer as the master core and supporting the combination of hardware circuitry, using software control of the LED lanterns. The specialties of this system are simple structure, easy control, less hardware, low cost, and so on. Key words: LED Lantern、AT89C51 SCM 、Lantern controller 单片机课程设计报告 用单片机设计节日彩灯控制器 一、设计任务与要求 本实验中采用汇编语言和89C51单片机实现几日彩灯控制器，在Keil uVision软件环境中编辑和调试节日彩灯程序，并在Proteus软件环境下仿真节日彩灯的硬件电路。可编程节日彩灯系统采用8个LED灯来模拟彩灯的显示，设计要求8个LED灯能以多种不同的方式变换的亮灭，以达到节日彩灯的效果。 本实验中彩灯具体的变换方式采用以下四种方式： 方式一：启动彩灯运行，按下与89C51单片机P1.2相连接的按钮，则彩灯按照由上而下的顺序依次点亮。 方式二：停止彩灯运行，按下与89C51单片机P1.3相连接的按钮，则彩灯全部熄灭。 方式三：向下依次点亮彩灯，按下与89C51单片机P1.4相连接的按钮，则彩灯按照由上向下的顺序依次点亮。 方式四：向上依次点亮彩灯，按下与89C51单片机P1.5相连接的按钮，则彩灯按照由下向上的顺序依次点亮。 二、设计方案 以80C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键等组成电路，实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。按键可以在彩灯使用的时候选择不同的亮法，使彩灯流动的方向改变，键一可以使彩灯由上而下开始流动，键二可以使彩灯停止，三号键可以使彩灯由上而下流动，四键则可以使彩灯由下而上流动。通过按键能方便使用者选择节日彩灯的开启、流动方向和停止。系统框图如下： 三、单片机设计节日彩灯控制器的硬件电路设计 单片机设计过程中用到的管脚说明： 1、VCC（40）：供电电压。 2、GND（20）：接地。 3、P1端口（P1.0-P1.7）：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口， P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 4、P2端口（P2.0-P2.7）：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口 缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 5、P3端口（P3.0-P3.7）：P3口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O 端口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，其中P3.3可作为外部中断1输入。 6、XTAL1(19)：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 7、XTAL2(18)：来自反向振荡器的输出。 8、EA（31）：外部程序存储器访问允许控制端。 打开PROTEUS的ISIS编辑环境，从PROTEUS中选取该电路所需要的元器件，放置元器件、放置电源和地、连线得到下图所示的电路原理图，再点菜单栏工具下拉的电气规则检查，当规则检查出现：“NETLIST GENERATED OK NO ERC ERRORD FOUND”，表示通过检查。电路设计完成。 课程设计(论文) 题目名称8个彩灯控制电路设计 课程名称单片机原理及接口技术 学生姓名何辉 学号0941201058 系、专业电气工程系测控类 指导教师杨波 2011年6 月25 日 邵阳学院课程设计（论文）任务书 年级专 业 09级电气工程系学生姓名何辉学号0941201058 题目名称8个彩灯控制电路设计计时间2011年6月7日—2011 年7月3日 课程名称单片机原理及在 电气测控学科中 的应用 课程编号121200105 设计地点 数字控制与PLC实验 室\创新实验室 （214）（305） 一、课程设计（论文）目的 通过课程设计，进一步熟悉和掌握AT89S51单片机的结构及工作原理，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，通过此综合训练,为以后毕业设计打下一定的基础。为今后从事相应打下基础。 二、已知技术参数和条件 1、系统电路的构成用AT89S51单片机和中规模集成芯片，及电子元件。 2、WA VE 软件或KEIL 软件编译 三、任务和要求 任务： 用AT89S51单片机设计设计一个8个彩灯控制电路。 要求： 1 从左到右排列，编号为1～8号。系统启动后，灯管点亮的顺序依次为：1号→2 号→3号→...→7号→8 号，时间间隔为1S。8根彩灯全亮后，持续10S。然后按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1S。灯管全部熄灭后，等待2S，再从8号灯管开始，按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。全部点亮后持续20S，再按照1号→2号→3号→...→7号→8号的顺 序熄灭，时间间隔仍为1S。灯管全部熄灭后，等待2S，再重新开始上述过程的循环。 2、用proteus仿真 注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效； 2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。 课程设计(论文) 题目名称循环彩灯控制器设计 课程名称电子技术课程设计 学生姓名 学号 系、专业电气工程系、电气工程及其自动化指导教师 2011年12月16 日 I 邵阳学院课程设计（论文）任务书 注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。 II 指导教师（签字）：学生（签字）： III 邵阳学院课程设计（论文）评阅表 学生姓名学号 系电气工程系专业班级09电气工程及其自动化专业题目名称循环彩灯控制器的设计课程名称电子技术课程设计 一、学生自我总结 二、指导教师评定 注：1、本表是学生课程设计（论文）成绩评定的依据，装订在设计说明书（或论文）的“任务书”页后面； 2、表中的“评分项目”及“权重”根据各系的考核细则和评分标准确定。 IV 摘要 当今社会，经济发展迅速，人们对周围环境的要求也越来越高。人们渴望在一个多姿的环境中生活，那样也不会太单调寂寞。霓虹灯以它炫彩的英姿征服了人们的眼球，为人们的生活添姿加彩。随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色流水灯，以往死寂般的夜空也开始变得鲜活。 霓虹灯发展到现在已经慢慢的融入到了我们生活的点点滴滴，在我们习以为常的环境中，变换着它们的色彩，绚烂着人们的生活。本次实验设计中我们在原有的基础上改进，设计这款彩灯循环发光控制器，通过对NE555集成时基电路和计数器／译码分配器CD4017等集成块的合理组建，实现了对彩灯的循环发光控制功能。 关键词：计数器；数据选择器；移位寄存器；彩灯显示电路 V 石家庄铁道大学四方学院 集中实践报告书 课题名称 节日彩灯控制器设计 姓 名 吴春慧 学 号 20137762 系、 部 电气工程系 专业班级 方1353-2 指导教师 牛晓燕 2016 年 7 月 6 日 ※※※※※※※※ ※ ※ ※ ※※ ※※ ※ ※ ※ ※ ※※※※ ※ 2013级 单片机接口设计课程设计 一、设计任务及要求： 设计任务： 设计一个节日彩灯控制器，通过按钮控制彩灯的各种变化。 设计要求： 1.设计4个按键S0、S1、S2、S3, S0—开始按此键则灯开始流动(由上而下)； S1—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗； S2—上，按此键则灯由上向下流动； S3—下，按此键则灯由下向上流动。 2.由按键控制功能的流水灯，其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED 的I/O口送出低电平，可实现题目要求的功能。 3.要求做出实物。 二、指导教师评语： 三、成绩 指导教师签名： 年月日 目录 第1章设计目的 (2) 第2章设计要求 (2) 第3章硬件电路设计 (2) 3.1 系统结构框图 (2) 3.2 STC89C52单片机 (3) 3.3 总电路图 (4) 第4章软件设计 (5) 4.1 主程序设计 (5) 4.2 LED灯子程序设计 (7) 4.2 延时子程序设计 (7) 4.3 源程序 (8) 第5章结论 (10) 参考文献 (11) 第1章设计目的 1、掌握单片机实际系统的开发步骤。 2、熟悉节日彩灯控制器的工作原理。 3、加深对单片机汇编语言的认识和理解，并会编程。 第2章设计要求 1、设计4个按键S0、S1、S 2、S3, S0—开始按此键则灯开始流动(由上而下)； S1—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗； S2—上，按此键则灯由上向下流动； S3—下，按此键则灯由下向上流动。 2、由按键控制功能的流水灯，其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED的I/O口送出低电平，可实现题目要求的功能。 3、要求做出实物。 第3章硬件电路设计 3.1 系统结构框图 节日彩灯控制系统主要由单片机、LED显示器、开关及电源组成。其结构框图如图3-1所示。 八个LED灯显示器 开关单片机最小系统5V电源 图3-1系统结构框图 多彩循环彩灯控制器设 计 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT 1设计意义及要求设计意义 （1）通过此次课程设计，加深同学们对理论知识的理解，培养同学们的动手动脑能力以及解决实际问题的能力。 （2）培养同学们之间相互学习、相互交流合作共同解决问题的能力。 （3）培养同学们对电子设计的兴趣，查阅相关资料解决疑难的能力。 （4）同学们自学protues仿真软件画电路图并进行仿真操作，培养学生的自学能力。（5）增强同学们的创新能力，鼓励同学们设计出属于自己的方案。 设计要求 现有8只彩灯，试设计一控制器，要求彩灯能实现如下追逐图案： （1）使8只彩灯从右到左逐一循环点亮。 （2）使8只彩灯按照 1110 1110左移循环点亮。 （3）使8只彩灯交替闪烁。 （4）接着重复以上的动作，这样一直循环下去。时间间隔为秒。 （5）严格按照课程设计说明书要求撰写课程设计说明书。 2 方案设计 设计思路 设计方案一 设计要求彩灯完成三个可以循环的功能，于是就把设计分为几个独立的功能模块进行设计，每一个模块完成特定的功能，再把它们有机的组织起来构成一个系统完成彩灯控制器的设计。由555多谐振荡器产生脉冲，再用74LS161进行分频，为电路提供脉冲信号。彩灯花样控制电路由74LS198和门电路构成。循环选择控制电路由 74LS161和门电路组成。 图多彩循环彩灯控制器设计方案一系统框图 具体设计步骤：先将每个设计的功能要求的单独电路画出来，通过74LS198双向移位寄存器来实现对彩灯的直接控制。在完成单个功能要求之后，通过计数器74LS161配合相应的门从而选择哪一个门电路结构工作，把预先存在相应门电路结构输入端的数据送到移位寄存器74LS198的数据输入端，并对其进行置数。给移位寄存器加上相应的反馈，配合脉冲工作，当移位寄存器输出一种彩灯花样结束后，就重新置一次数，切换一种工作状态，从而实现在三种彩灯花样之间的循环。 设计方案二（小组方案） 此方案运用AT89S52单片机，通过IO口直接驱动LED灯。通过编写相应的程序从而实现在三种工作状态之间的切换。 设计框图如图所示： 图多彩循环彩灯控制器设计方案二系统框图 方案设计 设计方案一电路图 多彩循环彩灯控制器设计方案一电路原理图如图所示： 铁道大学四方学院 集中实践报告书 课题名称 节日彩灯控制器设计 姓 名 吴春慧 学 号 20137762 系、 部 电气工程系 专业班级 方1353-2 指导教师 牛晓燕 2016 年 7 月 6 日 ※ ※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※※※※ ※ 2013级 单片机接口设计课程设计 目录 第1章设计目的 (1) 第2章设计要求 (1) 第3章硬件电路设计 (1) 3.1 系统结构框图 (1) 3.2 STC89C52单片机 (2) 3.3 总电路图 (3) 第4章软件设计 (4) 4.1 主程序设计 (4) 4.2 LED灯子程序设计 (6) 4.2 延时子程序设计 (6) 4.3 源程序 (7) 第5章结论 (9) 参考文献 (10) 第1章设计目的 1、掌握单片机实际系统的开发步骤。 2、熟悉节日彩灯控制器的工作原理。 3、加深对单片机汇编语言的认识和理解，并会编程。 第2章设计要求 1、设计4个按键S0、S1、S 2、S3, S0—开始按此键则灯开始流动(由上而下)； S1—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗； S2—上，按此键则灯由上向下流动； S3—下，按此键则灯由下向上流动。 2、由按键控制功能的流水灯，其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED 的I/O口送出低电平，可实现题目要求的功能。 3、要求做出实物。 第3章硬件电路设计 3.1 系统结构框图 节日彩灯控制系统主要由单片机、LED显示器、开关及电源组成。其结构框图如图3-1所示。 图3-1 系统结构框图 3.2 STC89C52单片机 89C52本质是一种低耗高性能的微控制器。它的主要特性是拥有8K字节的程序存储空间；512字节的数据存储空间；带4K字节的EEPROM存储空间和可直接使用串行口下载。此外，它还是增强型的80C51单片机，有6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，同时它的指令代码完全兼容传统80C51单片机。 89C52共有四个八位的并行双向口，即有32根输入输出口线。各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成。STC89C52芯片有40个引脚，引脚图如图3-2所示，各引脚功能介绍如下： 图3-2 STC89C52引脚图 VCC(40引脚)：电源电压。 VSS(20引脚)：接地。 P1端口(P1.0~P1.7，1~8引脚)：P1口是一个带部上拉电阻的8位双向I/O 口。P1的输出缓冲器可驱动4个TTL负载。对端口写入1时，通过部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有部上 一．设计目的及要求 1.1 课程设计的目的 1 、巩固和加强《数字电子技术》课程的理论知识。 2 、掌握电子电路的一般设计方法，了解电子产品研制开发过程。 3 、掌握电子电路安装和调试的方法及其故障排除方法，学会用ewb 软件或multisim 软件对电路仿真。 4 、通过查阅手册和文献资料，培养独立分析问题和解决问题的能力。 5、培养创新能力和创新思维。 1.2 要求 用中规模集成电路实现6 路彩灯控制电路，主要用计数器、译码器、移位寄存器等芯片集成，实现以下5 种演示花型： 花型1：6 路彩灯同时亮； 花型2：6 路彩灯同时灭； 花型3：6 路彩灯从左至右逐路点亮； 花型4：6 路彩灯左侧三个全亮，同时右侧三个全灭； 花型5; 6 路彩灯右侧三个全亮，同时左侧三个全灭； 要求彩灯亮、灭一次的时间可调，花型转换的顺序为：花型1、花型2、花型3 、花型4，花型5 、花型1 电路有复位控制，复位按钮闭合时彩灯循环输出，按钮断开彩灯熄灭。 二、设计方案的选择和电路框图 2.1题目分析 我们设计的流水灯实际上是主要使用一个555定时器、一个 74LS160，—个74LS42和两个74HC194这四个芯片对,6个彩灯进行控制，产生循环控制的效果。 2.2 题目设计 花型1,111111 ;花型2,000000 ;花型3,100000 ——010000 ——001000——000100——000010——000001;花型4,111000 ；花型5,000111。用74HC194移位寄存器来实现。用74LS42译码器来实现对194的控制，实现194的清零，并行输入，以及右移。用 74LS160十进制计数器控制42译码器的输出，555定时器根据滑动电阻的调节来实现输出时钟脉冲周期的不同从而控制160 计数的快慢，也就实现了彩灯闪烁时间的可调。 2.3结构框图 西安科技大学高新学院 毕业设计（论文） 题目彩灯控制器电路设计 院（系、部) 机电信息学院 专业及班级电专1202班 姓名张森 指导教师田晓萍 日期 2015年5月28日 摘要 随着微电子技术的发展，人民的生活水平不断提高，人们对周围环境的美化和照明已不仅限于单调的白炽灯，彩灯已成为时尚的潮流。彩灯控制器的实用价值在日常生产实践，日常生活中的作用也日益突出。基于各种器件的彩灯也都出现，单片机因其价格低廉、使用方便、控制简单而成为控制彩灯的主要器件。 目前市场上更多用全硬件电路实现，电路结构复杂，结构单一，一旦制成成品就只能按固定模式，不能根据不同场合，不同时段调节亮度时间，模式和闪烁频率等动态参数，而且一些电路存在芯片过多，电路复杂，功率损耗大，亮灯样式单调缺乏可操作性等缺点，设计一种新型彩灯已迫不及待。 近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要作用。因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对于彩灯的技术和花样也越来越高。目前市场上各种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，存在电路结构复杂、功能单一等局限性，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。 关键词：LED彩灯；STC-89C52单片机；彩灯控制器。 目录 1前言 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计要求 (1) 1.3总体方案设计与选择的论证 (2) 2节日彩灯控制器的设计 (4) 2.1核心芯片及主要元件功能介绍 (4) 2.1.1 AT89S52芯片 (4) 表1 (5) 2.1.2 74HC377芯片 (5) 2.1.3 74HC138芯片 (6) 2.2硬件设计 (7) 2.2.1直流电源电路 (7) 2.2.2按键电路 (8) 2.2.3时钟复位电路 (8) 2.2.4 LED显示电路 (9) 2.2.5硬件调试 (9) 2.3软件设计 (10) 3 总结 (15) 3.1实验方案设计的可行性、有效性 (15) 3.2设计内容的实用性 (15) 3.3心得 (16) 附录 (16) 参考文献 (18) 致谢 (19) 桂林电子科技大学信息科技学院《数字逻辑电路》实训报告 学号 1051100425 姓名 指导教师：邹老师覃老师 2010 年 07 月 13 日 多路彩灯控制电路 1.整机设计 1.1 设计要求 （1）功能要求：八个彩灯用8个放光二极管代替； （2）设置外部操作开关，它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能； （3）彩灯亮点移动时间间隔取1秒； （4）彩灯的布图形状随意； （5）让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度 1.1.1 设计任务 通过查找资料设计彩灯的原理图﹑PCB图使其能实现全亮﹑全灭﹑左移﹑右移等功能，让学号的最后两位编码点亮相应的灯，能实现循环左右移，可控制彩灯亮灭速度 1.1.2 性能指标要求 彩灯亮点的时间间隔为1秒，占空比为50% 1.2 整机实现的基本原理及框图 1.2.1 基本原理 通过两片集成双向移位寄存器74LS194和拨码开关控制右移﹑左移和一个拨码开关进行预置端让其全亮﹑全灭和一个由555芯片构成的CP产生电路其主要原理框图如下： 1.2.2 总体框图 总体框图 2．各功能电路实现原理及电路设计 （1）彩灯演示电路 2片移位寄存器74LS194级联实现。其八个输出信号端连接八个300欧电 阻（保护发光二极管）和八个发光二极管。其电路图如下 彩灯演示电路图 （2）彩灯控制电路 移位寄存器是一个具有移位功能的寄存器。寄存器中所存的代码能够在移位脉冲的作用下依次左移或右移。既能左移又能右移的叫双向移位寄存器。根据移位寄存器存取信息的方式不同分：串行串出，串入并出，并入串出，并入并出4种形式。 本电路由2片移位寄存器74LS194级联实现。其八个输出信号端连接八个300欧电阻（保护发光二极管）和八个发光二极管和一片74LS04（控制彩灯循环亮的作用）和拨码开关控制输入的高低电平。其图如下： 彩灯控制电路图 电子设计自动化大作业 题目彩灯控制器的设计 学院**学院 班级电气** 学号********** 姓名******** 二O一二年十月三十一日 彩灯控制器的设计 一、彩灯控制器的设计要求 设计能让一排彩灯(8只)自动改变显示花样的控制系统，发光二极管可作为彩灯用。控制器应有两种控制方式： （1）规则变化。变化节拍有0．5秒和0．x秒两种，交替出现，每种节拍可有4种花样，各执行一或二个周期后轮换。 （2）随机变化。无规律任意变化。 二、彩灯控制器的设计原理 本次彩灯控制器的设计包含几个主要模块，一是彩灯显示和扬声器的时序控制部分，二是发光二极管的动态显示和数码管的动态显示，本次设计中，二者的显示同步变化；三是扬声器的控制部分。流程图如下所示： 图 1 彩灯控制器的设计流程图 彩灯控制器的设计核心主要是分频器的使用，显示部分的设计较 简易。分频的方法有很多种，本次设计之采用了其中较简易的一种，通过计数器的分频，将控制器外接的频率分为几个我们预先设定的值。当计数器达到预先设定的值，即产生一个上升沿，从而实现分频。扬声器通过不同的频率控制发出不同的声音。同样发光二极管和数码管的显示速度也由其中分出来的一种频率控制（控制显示频率在1~4 之间为宜）。通过使能端的控制可以控制不同的数码管显示预先设定的图案，数码管依次显示的图案为 AA、BB、CC，并随着发光二极管同步动态显示。AA 为自左向右显示，BB 为自右向左显示，CC 从二边向中间再由中间向二边发散显示。与此同时，显示不同的花型时扬声器发出不同的声音，代表不同的花型。本次设计还带有复位功能，通过复位可以使彩灯控制器恢复到最初的状态。 三、程序设计和分析 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; 建立设计库和标准程序包 实体部分： entity pan is port(clk:in std_logic; clr:in std_logic; speak:out std_logic; led7s1:out std_logic_vector(6 downto 0); led7s2:out std_logic_vector(7 downto 0); 燕山大学 课程设计说明书 题目：节日彩灯控制器设计 学院（系）:__________________________________________ 年级专业: __________________________________________ 学号:__________________________________________ 学生姓名:__________________________________________ 指导老师:__________________________________________ 答辩日期:__________________________________________ 燕山大学课程设计（论文）任务书 摘要 节日彩灯是生活中常常的装饰物品，是我国普遍流行的传统的民间的综合工艺品。彩灯艺术也是灯的综合性的装饰艺术。在当今社会里，彩灯已经成为我们生活当中的一部分，能给我们带来视觉上的享受，还能美化我们的生活。彩灯控制器主要是通过产生有规律变化的脉冲信号来实现彩灯的各种变化，他集中的应用了单片机、LED、自动控制等技术，是典型的基于单片机的电子产品。本文以stm32单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键等组成电路，实现才在开启时满足不一样的闪亮方法及方式。按K1—开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。K2—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。K3—上，按此键则灯由上向下流动。K4—下，按此键则灯由下向上流动。通过按键能方便使用者选择不一样的亮法。并用仿真软件进行仿真按不同的方式点亮LED。还有就是这节日彩灯的制作成本低、精确度高、装调容易，为节日增添气氛，具一定的市场价值，因此制作了此节日彩灯。 关键词：节日彩灯；单片机；LED；设计；仿真 单片机原理及接口技术 课程设计报告 单片机节日彩灯控制器设计彩灯控制器 姓 名： 学 号： 指导教师： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造其自动化 完成日期： 2014年6月27日 目录 第1章．绪论---------------------------------------------------- 1 1.1课题的国内外现状----------------------------------------- 1 1.2课题的发展趋势------------------------------------------- 1 1.3课题研究的主要内容------------------------------------- 1 第2章.节日彩灯控制器的设计-------------------------------------- 3 2.1设计目的 ------------------------------------------------- 3 2.2设计要求 ------------------------------------------------ 3 2.3总体方案设计与选择的论证 -------------------------------- 3 2.4核心芯片及主要功能介绍 ---------------------------------- 4 2.4.1 AT89S52芯片---------------------------------------- 4 2.4.2 74HC377芯片 --------------------------------------- 7 2.4.3 74HC138芯片 --------------------------------------- 7 2.5硬件设计 -------------------------------------------- 8 2.5.1 直流电源电路 ---------------------------------------- 8 2.5.2 按键电路 ------------------------------------------- 9 2.5.3 时钟复位电路 --------------------------------------- 9 2.5.4 LED显示电路---------------------------------------- 10 2.5.5 硬件调试 --------------------------------------------- 10 2.6软件设计------------------------------------------------- 10 第3章.总结----------------------------------------------------- 15 3.1 实验方案设计的可行性、有效性----------------------------- 15 3.2 设计内容的实用性----------------------------------------- 15 3.3 实习心得------------------------------------------------ 15 附录一：总体电路图---------------------------------------------- 19附录二：元器件清单----------------------------------------------20参考文献--------------------------------------------------------21致谢------------------------------------------------------------21 目录 引言 (2) 1设计意义及要求 (3) 1.1设计意义 (3) 1.2设计要求 (3) 2方案设计 (4) 2.1设计思路 (4) 2.2方案设计 (4) 2.2.1方案一及其电路图 (4) 2.2.2方案二及其电路图 (5) 2.3方案比较 (6) 3部分电路的设计 (7) 3.1脉冲源的设计电路 (7) 3.2 4017控制电路 (9) 3.3 同右同左控制电路 (11) 3.4 回馈控制电路 (15) 4调试与检测 (16) 4.1调试中故障及解决办法 (16) 4.2调试与运行结果 (16) 5 仿真操作步骤及使用说明 (17) 6元件名细表 (18) 7附录电路图 (19) 8结束语 (20) 本科生课程设计成绩评定表 引言 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度发展。 在现实生活中，我们经常遇到花样多变的广告彩灯，所谓广告彩灯就是讲一系列有颜色的灯串联在一起，然后按一定次序逐个或者几个的依次点亮和熄灭。因此要设计出这种电路就要应用数字逻辑电路，本次试验依照要求要设计出三行彩灯依次点亮，三列彩灯从右向左移动从左向右移动，所以该课程设计将用到脉冲信号产生电路、4017控制电路、计数电路、译码电路及其他门电路。 广告彩灯控制电路设计 1 设计意义及要求 1.1 设计意义 （1）培养学生正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事的科学态度和勇于探索的创新精神。 （2）锻炼学生的自学软件的能力及分析问题、解决问题的能力。 （3）通过课程设计，使学生在理论计算，课程设计、查阅设计资料、标准和规运用和计算机应用能力得到训练和提高。 （4）固化、深化和扩展学生的理论知识与专业技能。 （5）为今后从事电子领域打下坚实的基础。 1.2设计要求 1．现有9只彩灯，试设计一控制电路，要求彩灯能实现如下追逐图案； 2．第一层3只红灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 3．第二层3只蓝灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 4．第三层3只黄灯右移，每灯亮的时间为0．8秒； 5．三色彩灯同时右移，每组灯亮的时间为1．6秒； 6．三色彩灯同时左移，每组灯亮的时间为1．6秒； 7．彩灯控制电路工作状态按照上述2至6步自动重复循环。单片机节日彩灯控制器设计
小彩灯控制电路设计
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单片机设计节日彩灯控制器课程设计报告
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多彩循环彩灯控制器设计
节日彩灯控制器设计
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(完整word版)stm32单片机节日彩灯控制器
单片机节日彩灯控制器课程设计报告..
广告彩灯控制电路设计课设
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