北华航天工业学院
课程设计报告（论文）
设计课题：节日彩灯控制器的设计
专业班级：B13241
学生姓名：薛富云
指导教师：王晓
设计时间：2015年7月6日
北华航天工业学院电子工程系
电子技术综合实训-Ⅱ课程设计任务书
指导教师：教研室主任：
年月日
注：本表下发学生一份，指导教师一份，栏目不够时请另附页。
课程设计任务书装订于设计计算说明书（或论文）封面之后，目录页之前。
目录
一概述 (1)
二方案设计与论证 (2)
三单元电路设计与参数计算 (3)
四总原理图及元器件清单 (3)
3.2 单片机最小系统设计 (5)
3.3 LED彩灯显示电路设计 (6)
3.4 按键控制电路设计 (6)
五安装与调试 (7)
六性能测试与分析 (9)
（要围绕设计要求中的各项指标进行）
七结论 (10)
八心得体会 (11)
九参考文献 (15)
一、概述（摘要）
彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。新中国成立后，彩灯艺术得到了更大的发展，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出。而随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多节日的气氛里可以看到彩色霓虹灯，这种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。其将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。在当今的社会里，彩灯已经成为我们生活的一部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的生活。
新型LED彩灯系统包括两大部分，即LED彩灯控制器（89C51主控模块）和LED彩灯管（管内LED板模块）。彩灯控制器是主控模块，具有按键、显示等功能，并利用89C51的P口输出控制信号；彩灯管是受控模块，上面焊有三色LED彩灯和信号驱动芯片，模块置于LED的透明管内。该LED彩灯控制器是一种基于AT89C51单片机的彩灯控制器，实现对LED彩灯的控制。其以AT89C51单片机作为主控核心，与键盘、显示、驱动等模块组成核心主控制模块。如果稍微改动控制电路，就可以改变电路的不同工作状态，控制彩灯变幻出不同的闪烁
效果。
二、方案设计与论证
方案设计：
通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我想出了自己的技术方案。
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，通过最小系统的扩展来的设计，来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图1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发光二极管组成。
此设计方案中单片机的P1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P0口接8路LED发光二极管组成彩灯电路，显示彩灯循环情况。
方案论证：
以单片机控制其优点是电路集成度高，工作原理简单，清晰明了，自定义编程，控制的图案花样多，移植性好等。
三、单元电路设计与参数计算
为使该LED节日彩灯控制系统具有更加好的方便性和灵活性，我对系统的硬件做了精心设计。硬件电路包括直流稳压电源电路、单片机最小系统、LED 彩灯显示电路、按键控制电路以及串口电路五大模块。
1．单片机最小系统设计模块
要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成，单片机最小系统如图2所示。
时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz 石英晶体振荡器和2个30pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。
复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。电路2如图所示。
图2 单片机最小系统
2.LED彩灯显示电路设计模块
LED彩灯显示电路实际上是由8个发光二极管和8个电阻构成的电路。发光二极管与电阻对应串联,电阻主要是为了起到限流的作用，然后接在与之相对应的P1口上。通过软件编程对P2口输出高低电平来实现不同的闪烁花型。由于发光二极管的导通电压一般为1.7V以上，另外，他的工作电流根据型号不同一般为1mA到30mA，电阻选择范围100欧姆～3千欧姆在此我们这里选用1k欧姆的电阻。如图3所示。
图3 LED彩灯显示电路
3.按键控制电路设计
按键控制电路是由5个按键开关构成的。他们分别接在单片机AT89C51的P1接口和P3.0口,Key1—Key5接在P1.0—P1.4,Key6接在P3.7上。为了一对一的控制LED灯的闪烁方式。当按下开关Key1时, LED彩灯系统闪烁第一种彩灯花型。当按下开关Key2时, LED灯系统闪烁第二种闪烁方式，以此类推。当闭合Key6时，彩灯闪烁节拍变慢。如图4所示。
图4 按键电路
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图
2．元件清单
五、系统的软件设计
程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，此程序里面包含4个按键的情况判断，循环检测直到有按键按下的时候，程序转去相对应按键的彩灯显示的花型模块。
ORG 0000H
AJMP START
ORG 0030H
START: MOV P0,#0FFH
MOV A,#0FEH
JNB P1.0,LOOP
JNB P1.1,LOOP1
JNB P1.2,LOOP2
JNB P1.3,LOOP3
AJMP START
LOOP: MOV P0,A
LCALL DEL
JNB P1.1,LOOP1
RL A
AJMP LOOP
LOOP1: MOV P0,#0FFH
JNB P1.2,LOOP2
JNB P1.3,LOOP3
AJMP LOOP1
LOOP2: JNB P1.0,LOOP
JNB P1.1,LOOP1
JNB P1.3,LOOP3
MOV P0,A
LCALL DEL
RL A
AJMP LOOP2
LOOP3: JNB P1.0,LOOP
JNB P1.1,LOOP1
JNB P1.2,LOOP2
MOV P0,A
LCALL DEL
RR A
AJMP LOOP3
DEL: MOV R5,#02H
DEL1: MOV R6,#0F0H
DEL2: MOV R7,#0F0H
DEL3: DJNZ R7, DEL3
DJNZ R6, DEL2
DJNZ R5, DEL1
RET
END
五、安装与调试
1.安装
按照原理图将元器件焊接到电路板上，焊接时需要有耐心和仔细，不可焊错，否则就不能功能，焊接完成先检查一遍是否有焊错和虚焊。
2.调试
在调试过程中，
六、性能测试与分析
七、结论
八、心得体会
九、参考文献
[221222] 胡宴如.高频电子线路[M].高教出版社. 2001.9：12-19
[2] 卢屹数字锁相环的参数设计及其应用[J] 通信技术2001，（9）：12-15
电子工程系电子技术综合实训-Ⅱ课程设计成绩评定表专业：电子测控技术与仪器班级：B13241班学号：201321415姓名：薛富云
年月日