基于单片机的循环彩灯设计开题报告PPT

单片机课程设计题目：院（系）：专业：学号：姓名：指导教师：摘要彩灯控制器在我们的日常生活中有着重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。

本次报告中设计的花样彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。

查阅相关资料，用简单的输入输出端口等硬件，结合实际彩灯的亮灭控制过程进行设计。

利用键盘上的灯实现灯的各种形式的变换，使彩灯变换的样式更多，克服了节日彩灯变换样式单调的缺点，使节日彩灯朝着变换多种多样的方式发展。

关键词：可编程节日彩灯；循环；控制高低电平；实现对彩灯的控制目录目录引言 (4)1、设计目的与要求 (5)2、设计总体方案 (5)3、模块电路的设计 (7)4、独立设计部分 (10)5、焊接制作与调试结果及其分析 (12)6、设计过程中的问题及其解决方案 (13)7、心得体会 (13)8、改进工作展望 (14)参考文献 (14)附录一 (15)附录二 (17)附录三 (19)1 设计目的与要求1.1引言在现代生活中，彩灯作为一种景观，安装在建筑物的适当地方。

一是作为装饰增添节日气氛，二是有一种广告宣传的作用：用在舞台上增强晚会灯光效果。

彩灯控制器在我们的日常生活中有着重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。

本次报告中设计的花样彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。

数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。

通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。

由于它的价格便宜、使用简单，在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。

绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。

可编程节日彩灯打破常规彩灯闪烁固定变化的现状，可根据人们不同的意愿进行编程设计出想要的变换的色彩效果。

查阅相关资料，用简单的输入输出端口等硬件，结合实际彩灯的亮灭控制过程进行设计。

1.引言随着人们对房屋的装饰需要彩灯，在许多城市可以看到彩色霓虹灯。

LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，便宜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、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。

全球气候暖化危机和能源紧缺在进一步推动LED照明的普及，LED照明具有环保、光效高和寿命长的特点，但在完全取代具有墙上型调光器的白炽灯方面，LED照明还存在兼容性差的先天不足。

其主要原因在于：1）现有的调光器都是针对白炽灯设计的，而白炽灯呈现的是纯阻性；LED作为固态半导体照明器件，需要恒定的直流电流驱动，所以LED照明一般都需要驱动器从交流110V/220V转换到所需要的直流电流；2）调光器种类繁多，而且工作原理各不相同，包括前切型、后切型和智能型等；3）LED照明器的种类也很多。

这样一来，对于不同的LED照明匹配不同类型的调光器；LED的驱动器面临巨大挑战；其中，可靠性和安全性尤为重要。

照明属于消费电子产品，直接接触千家万户的消费者，不仅价格要适当，更重要的是要安全可靠；即便是任一元器件失效或调光器与LED不匹配，也不能造成漏电、过热、过流等任何安全故障。

2.硬件设计单片机控制三组小灯可以按控制单色依次点亮，还可以通过改变输出脉冲不同的占空比来控制输出电压，以控制该色LED的点亮，实现多色光LED渐变发光功能，使三种颜色的灯可以发出多种颜色，单片机控制P1口的某管脚按规定输出高低电平，输出高电平时由ULN2003输出低电平，经ULN2003反向为高电平，使驱动三极管截止，LED不能点亮，每种颜色的三个小灯由单片机芯片P1口的一个管脚控制，实现它们的顺序点亮及颜色渐变和颜色突变功能。

图1 LED调光原理框图图2 LED发光元件电路图3.软件设计图3 单片机控制LED调光电路流程图4.程序设计#include<reg52.h>sbit LED1=P1^0;sbit LED=P1^1;sbit LED2=P1^2;unsigned char CYCLE;unsigned char PWM_ON;void delay （unsigned int cnt）{while（--cnt）；}main（）{ bit flag;TMOD=0x01;TH0=（65536-100）/256;TL0=（65536-100）%256;IE=0x82;TR0=1;CYCLE=50;while（！flag）{ delay（20000）；PWM_ON++;if（PWM_ON==CYCLE）{ flag=1;}}while（flag）{ delay（20000）；PWM_ON--;if（PWM_ON==0）{ flag=0;}}}void time（void） interrupt 1 { STatic unsigned char count; TH0=（65536-100）/256;TL0=（65536-100）%256;if（count==PWM_ON）{ LED1=1;LED=1;LED2=1;}count++;if（count==CYCLE）{ count=0;if（PWM_ON!=0）LED1=0;LED=0;LED2=0;}}*。

第1章概述近几年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要工作。

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。

但传统的彩灯控制电路一般是由数字电路组成，这种彩灯控制器电路结构复杂、成本较高、功率损耗大，此外从功能效果上看，彩灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。

因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

然而单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。

LED彩灯具有成本低、发光纯度高、发光热量小、耗电量低、超长寿命的特点。

所以利用单片机作LED彩灯控制，不仅是使控制花样、路数大大增加,成本也很低，而且对环境能源没有污染，有着很大的发展前景。

本方案是一种基于AT-89C51单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。

主要以AT-89C51单片机作为主控核心与发光二极管、晶振、复位、电源等组成电路，利用软件编辑实现彩灯流水灯的效果。

第2章方案设计2.1设计任务（1）共有红、绿、蓝3色彩灯各8个，要求按一定顺序和时间关系运行：红色发光二极管由弱到强—>绿色发光二极管由弱到强—>蓝色发光二极管由弱到强。

（2）利用三基色原理，控制每次点亮红色发光二极管，绿色发光二极管，蓝色发光二极管的数目，实现黄色，紫色，青色。

（3）控制不同颜色发光二极管的数目，实现花样彩灯。

（4）编写程序代码。

（5）程序分析与调试。

2.2工程方案按照设计任务要求，红，绿，蓝光由弱到强，每个颜色用8个发光二极管，在程序控制下，先亮一个，再亮两个，再亮三个，慢慢的直到最后全亮，就能看到由弱到强的现象。

如果同一颜色使用更多的发光二极管，显示效果会更柔和。

要实现黄色，紫色，青色光，只能根据三基色原理进行合成。

所谓三基色是指红，绿，蓝三色，人眼对红，绿，蓝最为敏感，大多数可以通过红，绿，蓝3种颜色按照不同的比例合成产生。

同时，绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种光。

单片机原理及系统课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：评语：平时（40）修改（30）报告（30）总成绩兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7月 1日1 引言基于单片机的控制循环灯设计。

2 设计方案及原理2.1 题目要求在单片机的P1口接8个发光二极管，通过中断方式控制实现每个发光二极管指示灯闪烁10次，并依次循环。

正常状态下，这8个灯（发光二极管）先按一定流速从左向右流动，再按一定流速从右往左流动（假设这8个灯依次从左向右接在P1.0-P1.7上）。

2.2 设计原理单片机循环灯是现今人们最普及的方法，本次设计用外接石英晶体振荡器作为8051的时钟电路，将P0.0-P0.7作为发光二极管的片选口，同时利用8051单片机的基本原理，来控制八个LED 指示灯的依次往复循环闪烁10次。

此次课设中选择了共阳极的二极管接法，所以通过给P0口输送低电平0，就可以使二极管发光，输送高电平1可使二极管熄灭。

设计框图如图1所示。

80515V 电源时钟电路中断源发光二级管图1 设计框图3 硬件设计此次芯片选用的是8051，8051芯片的外部时钟是用外接石英晶体振荡器来实现的，时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号。

在MCS-51系列单片机芯片外部，X1和X2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟电路。

发光二极管有共阳和共阴接法，此次设计选择了共阳接法，所以可通过给P0口输送低电平就可驱动发光二极管发光，输送高电平就可使发光二极管熄灭。

硬件原理图如图2所示。

图2 硬件原理图4 软件设计循环灯设计大概的设计思路可概括为以下8个步骤：(1) 给累加器A送0FEH,送闪烁个数8给R2，送闪烁次数10给寄存器R0。

(2) 通过累加器A给P1口送二进制数，驱动八个发光二极管，低电平发光，高电平熄灭。

(3) 调用DELAY延时程序。

(4) 送0FFH给P1口，使发光二极管熄灭，再调用DELAY延时程序使发光二极管延时1S。

一、系统设计本设计以STC89C52单片机为核心,用独立键盘控制模式的选择，STC89C52单片机接收到键盘信号后控制发光二极管以不同的模式闪烁的实验装置，用STC89C52单片机控制8个发光二极管发光，实现亮点的循环移动。

通过Protel软件设计，布线排版，手工制版，并能掌握通过软件控制发光二极管的思路和技巧。

这次设计重点就在于利用单片机的知识去控制系统的运行，图1-1为整体方案设计框图。

图1-1 总体方框图1.设计要求：a.上电复位。

b.上电后数码管消隐，LED灯全灭。

c.当按下第一个按键后数码管显示1第二个按键显示2以此类推。

d.每个按键控制不同的闪烁模式。

e.数码管显示有保持功能。

二、方案设计本设计总体设计思路为：以STC89C52单片机为核心,用独立键盘作STC89C52单片机的信号输入，STC89C52单片机接收到键盘信号后经单片机内部软件处理后将数据输出至P1口和P0口，使8发光二极管以不同的模式闪烁，并由七段数码管显示其闪烁模式编号。

在课程设计中通过Protel软件设计原理图，布线排版，用万能版（单孔）手工焊接制作出实物。

1.方案论证方案一：采用汇编语言编程的软件的STC89C52单片机系统。

本方案设计的核心为STC89C52单片机系统，包括硬件和软件，硬件采用四位独立键盘做信号输入，STC89C52单片机进行信号处理并输出，显示部分为八个发光二级管和七段数码管，八个发光二极管采用共阴极接法，七段数码管采用共阳极的。

软件采用Kell编辑的汇编语言程序，并烧写至STC89C52单片机。

图2-1为方案一方框图图2-1 方案一方框图方案二：采用C语言编程的软件的STC89C52单片机系统。

本方案设计的核心为STC89C52单片机系统，包括硬件和软件，硬件采用四位独立键盘做信号输入，STC89C52单片机进行信号处理并输出，显示部分为八个发光二级管和七段数码管，八个发光二极管采用共阳极接法，七段数码管采用共阴极的。

中北大学课程设计说明书2012/2013学年第1 学期学院：电子与计算机科学技术学院专业：电子科学与技术学生姓名：丰晓宁学号：1006044216课程设计题目：基于单片机的彩灯循环电路起迄日期：2013年1月 2日 --2013年1月15日课程设计地点：电子科学与技术专业实验室指导教师：文丰系主任：刘文怡2013年1月 15日目录一、引言二、课程设计目的三、课程设计内容和要求四、设计工作任务及工作量的要求五、设计成果形式及要求六、设计方案及过程1、设计思路2、用PROTUES绘制原理图以及对其仿真3、用PROTEL对器件生成PCB版图七、课程设计总结八、参考文献一、引言1、单片机单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。

概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。

它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。

现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。

手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。

汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。

单片机的广泛应用是电子技术发展的一个标志，也是电子产品向智能化方向发展的必然趋势。

所以作为一个电子技术从业人员，学好单片机是必备的基础！2、ProtuesProtues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。

它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。

它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。

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