单片机---彩灯控制器
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51单片机彩灯控制器的设计一、设计目的单片机彩灯控制器是一种能够通过控制程序实现RGBLED灯光颜色和亮度变化的设备。
其设计目的是实现LED的多彩灯光效果,丰富室内环境,提高生活品质。
二、硬件设计1.单片机选择在设计彩灯控制器时,我们选择了常用的8051单片机作为控制芯片。
8051单片机拥有丰富的外设资源,易于编程控制,并且具有较高的稳定性和可靠性。
2.RGBLEDRGBLED是一种由红、绿和蓝三个LED灯组成的组合灯,可以通过控制不同颜色的LED来实现丰富多彩的灯光效果。
在设计中,我们选用了高亮度的RGBLED,以确保灯光效果的良好。
3.驱动电路为了驱动RGBLED,我们设计了一套驱动电路,其中包括三个恒流驱动电路和三个PWM调光电路。
恒流驱动电路可以确保LED的电流稳定,而PWM调光电路可以实现LED的亮度调节。
4.控制电路控制电路主要由单片机、按键、显示屏等组成。
通过单片机控制按键输入,并根据用户需求调整LED的颜色和亮度。
同时,显示屏可以实时显示LED的参数信息,方便用户操作。
5.电源彩灯控制器的电源一般采用直流5V供电,可以通过USB接口或者外部电源适配器来供电,以满足不同环境下的使用需求。
三、软件设计1.系统架构我们将彩灯控制器的软件设计分为三个模块:按键输入模块、LED控制模块和显示模块。
按键输入模块负责接收用户的按键输入,LED控制模块根据用户输入控制LED的颜色和亮度,显示模块实时显示LED的参数信息。
2.按键输入模块按键输入模块主要负责检测用户按键的状态,并根据按键的状态进行相应的处理。
例如,当用户按下“颜色+/颜色-”按键时,按键输入模块会向LED控制模块发送指令,控制LED颜色的变化。
3.LED控制模块LED控制模块负责控制RGBLED的颜色和亮度。
当接收到按键输入模块发送的指令时,LED控制模块会根据指令调节LED的PWM值,实现LED 颜色的变化和亮度的调节。
4.显示模块显示模块通过显示屏实时显示LED的参数信息,包括LED的颜色、亮度等参数。
单片机彩灯控制器课程设计一、课程目标单片机彩灯控制器课程设计旨在让学生掌握以下知识、技能及情感态度价值观:1. 知识目标:(1)了解单片机的硬件结构,理解各部分功能及相互关系;(2)掌握单片机编程的基本方法,学会使用C语言编写程序;(3)掌握单片机与外围电路的接口技术,了解彩灯控制原理。
2. 技能目标:(1)能够运用所学知识设计简单的单片机彩灯控制器;(2)能够分析并解决彩灯控制器在运行过程中出现的问题;(3)培养团队协作能力和动手实践能力。
3. 情感态度价值观目标:(1)培养学生对单片机及电子制作的兴趣,激发创新精神;(2)培养学生严谨、认真的学习态度,提高解决问题的自信心;(3)培养学生关注社会、关爱他人的责任感,使其认识到科技对生活的影响。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,要求学生在理论学习的基础上,动手实践,培养实际操作能力。
学生特点:学生处于高年级阶段,已具备一定的电子知识和编程基础,具有较强的求知欲和自主学习能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,以学生为主体,教师为主导,引导学生通过自主探究、团队合作等方式完成课程任务。
在教学过程中,关注学生的学习成果,及时进行评估与反馈,确保课程目标的达成。
二、教学内容根据课程目标,教学内容分为以下三个部分:1. 理论知识学习:(1)单片机硬件结构:介绍单片机的内部结构、工作原理及性能特点,关联教材第3章;(2)C语言编程:学习单片机编程基础,掌握C语言语法,关联教材第4章;(3)接口技术:了解单片机与外围电路的连接方法,学习彩灯控制原理,关联教材第6章。
2. 实践操作:(1)设计简单的单片机彩灯控制器:根据理论知识,动手设计并搭建彩灯控制器,关联教材第7章;(2)程序编写与调试:编写彩灯控制程序,进行调试与优化,关联教材第8章;(3)团队协作:分组进行项目实践,培养团队协作能力。
3. 教学进度安排:(1)第1周:理论知识学习,了解单片机硬件结构、C语言编程基础;(2)第2周:理论知识学习,学习接口技术及彩灯控制原理;(3)第3-4周:实践操作,设计、搭建彩灯控制器,编写程序并进行调试;(4)第5周:团队协作,项目总结与展示。
单片机课程设计报告题目:彩灯控制器的设计专业:电气工程及其自动化班级:电气081学号:3080421034学生姓名:廖诗宇指导老师:王水鱼2010年秋季学期起止时间:2011年1月10日至2011年1月14日平时(10%)任务完成(30%)答辩(30%)课设报告(30%)总评成绩彩灯控制器设计一.系统功能及要求分析1)用8盏LED灯实现至四种以上的彩灯灯光效果。
2)通过输入按钮实现彩灯灯光效果的切换。
3)通过输入按钮实现暂停彩灯效果。
在暂停期间小灯全亮。
4)使用定时器实现通过89C51芯片控制LED。
使其显示出四种彩灯效果:自动先从上到下再从下到上。
自动分为从上到下和从上到下。
闪烁,先亮一.三.五.七,再亮二.四.六.八。
交替亮.,暂停时,小灯全亮。
二.方案设计及其说明以AT-89C51单片机作为主要控制器,与按键.显示器等硬件相结合.利用软件实现对LED彩灯进行控制.该系统特点有极小,硬件少,电路结构简单及容易操作等优点。
我们在实验中采用了一种基于AT-89C51单片机的彩灯控制方案。
本方案以AT-89C51单片机作为控制核心,与显示.驱动等模块组成主要控制模块,在主控模块上没有五个按键和8位LED显示器,根据用户需要可以编写若干种亮灯模式。
利用其内部定时器TD实现一个基本时间的定时中断,根据各种亮灯时间的不同需要,在不同的时刻输出灯亮或者灯灭的控制信号,然后驱动各种颜色的灯亮或者灯灭,整个系统龚做由软件控制运行,根据需要,用户可以在LED彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯的时间和亮灯闪动的频率。
同时通过按键,可以实现工作模式切换的功能。
三.原理线路设计1.)原理线路(见打印图)2)工作原理说明通电后,接通开关1,系统经过初始化,会直接自动进入自动模式,即LED彩灯会自动顺序亮灯,而在自动模式下,用户根据自己需要选择其他手动模式,并且可以改变每种模式下的时间和频率的参数,本实验设定的默认延迟200MS,当开关2接通后会进入手动模式,手动模式下,有两种工作模式,当开关3断开断开时,LED灯会按照从上往下的顺序亮灯,最下方的灯亮后又会回到最上方的灯亮,当开关3接通时,LED灯则会按照从下到上的顺序亮灯。
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 (7)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 (12)七、心得体会 (14)八、参考文献 (15)附录 (15)一、概述19世纪兴起的单片机以其先天的便捷、稳定的优点在现代电子技术电路中占有越来越重要的地位。
又有数字电路与模拟电路相比有显而易见的稳定性。
近年来,数字电路又有了巨大的发展。
基于单片机的LED彩灯控制器1 引言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,影响亮灯效果。
因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
本文提出了一种基于AT89S51单片机的彩灯控制方案,实现对LED彩灯的控制。
2 设计原理2.1 MCS51引脚说明MCS单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。
图1为引脚排列图, 40条引脚说明如下:(1)主电源引脚Vss和Vcc① Vss接地② Vcc正常操作时为+5伏电源(2)外接晶振引脚XTAL1和XTAL2① XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端,是外接晶体的一个引脚。
当采用外部振荡器时,此引脚接地。
② XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。
是外接晶体的另一端。
当采用外部振荡器时,此引脚接外部振荡源。
图1 8051引脚排列图(3)控制或与其它电源复用引脚RST/VPD,ALE/PROG,EA和/Vpp① RST/VPD 当振荡器运行时,在此引脚上出现两个机器周期的高电平(由低到高跳变),将使单片机复位在Vcc掉电期间,此引脚可接上备用电源,由VPD向内部提供备用电源,以保持内部RAM中的数据。
② ALE/PROG正常操作时为ALE功能(允许地址锁存)提供把地址的低字节锁存到外部锁存器,ALE 引脚以不变的频率(振荡器频率的1/6)周期性地发出正脉冲信号。
因此,它可用作对外输出的时钟,或用于定时目的。
单片机课程设计--节日彩灯控制器的设计荆楚理工学院课程设计成果学院:电子信息工程学院班级:11电气工程及其自动化1班学生姓名:刘诗权学号: 2011401020127设计地点(单位):D1302设计题目: 节日彩灯控制器的设计完成日期: 2014 年 1 月3日指导教师评语:______________________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ ____________成绩(五级记分制):____________________教师签名:_____________________目录1 摘要 (1)2 系统简介 (2)2.1 总体设计方案说明 (2)2.2 单片机系统组成方框图 (2)2.3 AT89S51单片机介绍 (2)3 系统设计 (4)3.1 系统总体设计 (4)3.2 硬件电路设计 (5)3.3 软件设计 (7)4 实验结果与讨论 (11)5 结论 (12)6 参考文献 (12)7附录 (13)1 摘要随着科技的发展,节日彩灯已经作为节日的一个重要部分越来越丰富多彩了,同时它作为节日的一部分给我们的生活带来了许多美好。
本文分析了彩灯四种不同亮法的原理,基于汇编语言设计了一种按键控制的可以有四种不同亮法的彩灯,当按下第一个键的时候彩灯从上到下亮,按下第二个键时候彩灯从下到上亮,第三个键彩灯从中间到两边亮,第四个彩灯从两边到中间亮。
基于单片机的彩灯控制器设计一、引言彩灯是一种可以调节颜色和亮度的灯光装置,被广泛应用于舞台灯光效果、建筑物装饰、商业广告、节日庆典等场合。
传统的彩灯控制器往往依赖于传感器和模拟电路实现,无法快速调节灯光效果,操作不方便。
为了实现更加灵活、方便的彩灯控制,本文将设计一款基于单片机的彩灯控制器。
二、系统设计本彩灯控制器系统设计基于单片机,通过单片机控制器实现对灯光的调节和控制。
系统硬件主要由单片机、彩灯模块、按键开关、显示模块和电源构成,软件主要由单片机程序编写实现。
1.单片机选择单片机是整个系统的核心控制器,选择合适的单片机至关重要。
根据给定的设计要求,选取具有较强处理能力和丰富外设接口的单片机。
一般来说,常用的51系列单片机和STM32系列单片机具备较好的性能和扩展能力。
2.彩灯模块设计彩灯模块是实现灯光调节的核心部分,可以使用RGBLED灯珠或者是WS2812灯带等灯光模块。
通过控制彩灯模块的亮度和色彩来实现不同的灯光效果。
3.按键开关设计通过按键开关来切换不同的灯光模式,实现系统的开关和功能选择。
可以设计多个按键开关,分别对应不同的灯光模式,通过按下不同的按键实现灯光模式的切换。
4.显示模块设计为了方便用户了解灯光的当前状态和模式选择,可以使用OLED显示模块或者数码管显示模块来实现数据的显示。
5.电源设计由于彩灯模块通常需要较高的驱动电流,所以需要提供稳定的电源。
可以采用电池供电或者是AC-DC转换器等方式,确保系统稳定运行。
三、系统实现1.程序设计通过单片机编程实现对彩灯的控制和灯光模式的切换。
根据不同的按键输入,设置对应的灯光参数和模式,通过单片机的I/O接口控制彩灯模块的亮度和色彩。
2.硬件连接按照设计要求,将单片机、彩灯模块、按键开关、显示模块和电源连接起来。
通过对应的引脚和接口进行连接,确保系统正常运行。
四、总结本文设计了一款基于单片机的彩灯控制器,通过单片机编程实现对彩灯的控制和灯光模式的切换。
电气信息学院单片机技术课程设计报告课题名称彩灯控制器的设计2012年6月12日至6月19日摘要本文介绍了一种简易LED彩灯控制系统的软硬件设计过程,本方案以AT89C51单片机作为主控核心,按键控制电路、彩灯显示电路以及单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路。
利用软件编程烧录程序到单片机来实现对LED 彩灯进行控制,本系统亮灯模式多,用户根据操作提示可以随意变换想要的闪烁方式和控制彩灯的闪烁频率,还可以全自动运行。
系统利用汇编语言开发,并在软硬件设计中分别使用了Proteus 、keilC51开发平台。
本系统具有电路结构简单、易操作、硬件少、体积小、成本低、低能耗等优点,具有一定的实用和参考价值。
关键词:单片机;LED彩灯;汇编语言;Proteus;keilC51;I目录第1章设计任务 (1)第2章设计方案 (2)2.1 设计方案 (2)2.2 方案选择 (3)第3章硬件设计 (4)3.1 直流稳压电源电路 (4)3.2 单片机最小系统 (4)3.3 LED彩灯显示电路 (5)3.4 按键控制电路 (6)第4章软件设计 (8)4.1 主程序设计 (8)4.2 自动模式程序设计 (9)4.3 延时程序设计 (10)4.3 中断子程序设计 (10)第5章仿真与性能分析 (11)5.1 系统仿真过程 (11)5.2 仿真结果与分析 (11)第6章设计小结 (15)参考文献 (16)附录1 LED彩灯控制系统仿真电路图 (17)附录2 LED彩灯彩灯控制程序代码 (18)第1章设计任务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被单片机智能控制系统所取代。
随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一,它所给人带来的方便也是不可否定的。
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。
单片机课程设计(论文)-LED彩灯控制器题目:基于单片机的LED彩灯控制器设计与实现摘要:随着科技的不断发展,LED彩灯在现代生活中的应用越来越广泛。
本课程设计旨在设计和实现一种基于单片机的LED彩灯控制器,能够根据用户需求控制LED彩灯的颜色、亮度和模式等参数,实现照明、装饰和氛围营造等多种功能。
关键词:单片机、LED彩灯、控制器、颜色、亮度、模式1. 引言随着人们对照明需求的日益增长,彩色LED灯越来越受到人们的喜爱。
传统的彩色LED灯通常需要手动调节开关和旋钮来改变颜色和亮度,操作不够方便。
因此,设计一种基于单片机的LED彩灯控制器成为了迫切的需求。
2. 设计思路与方法本课程设计采用单片机作为主控制器,通过串口通信与电脑进行数据传输。
通过程序设计,实现用户对LED彩灯的颜色、亮度和模式等参数进行控制。
设计主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
2.1 硬件设计硬件设计包括电路图设计和电路元器件的选择。
电路图设计主要包括单片机、LED灯、按键等元器件的连接方式。
根据设计要求,选择适当的电路元器件并进行连线。
2.2 软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计和上位机的图形界面设计。
程序设计采用C语言进行编写,利用单片机的定时器和定时中断实现彩灯的颜色和亮度的控制。
上位机的图形界面设计通过GUI软件实现,提供简单直观的操作方式。
3. 实验与结果分析通过实验验证,LED彩灯控制器实现了对彩灯颜色、亮度和模式的控制功能。
用户通过上位机的图形界面,可以选择不同的颜色和亮度,并设置自动模式或手动模式。
实验结果表明,LED彩灯控制器具有良好的实用性和稳定性。
4. 总结与展望本课程设计通过设计和实现了一种基于单片机的LED彩灯控制器,实现了对LED彩灯的颜色、亮度和模式的控制。
该控制器具有操作简便、功能实用等特点,具有很好的应用前景。
在今后的研究中,可以进一步完善LED彩灯控制器的功能,提高其性能和稳定性,以满足用户更多的需求。
湖北文理学院理工学院课程单片机课程设计题目节日彩灯控制器设计专业通信工程姓名学号姓名学号姓名学号2015.6一、任务以单片机为核心,设计一个节日彩灯控制器。
二、设计要求以单片机为核心,设计一个节日彩灯控制器,要求有四个控制按键:●K1—开始,按此键则灯开始流动(两翼展开)。
●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。
第1章绪论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。
1 LED彩灯控制器概述新型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STC89C51单片机的彩灯控制器,实现对LED彩灯的控制。
其以STC89C51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。
2 LED彩灯控制技术状况彩灯控制电路是由单元模块电路组合而成的,主要以STC89C51单片机为控制中心,并与按键控制电路、时钟电路、复位电路在直流稳压电路的相互作用下进而控制彩灯亮灭的顺序,从而实现多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环。
一、概述1.1 单片机的发展1.1.1单片机的概念单片机是一种集成在电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
1.1.2单片机的发展1976年INTEL公司推出了MCS-48单片机,这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机,并推向市场。
它以体积小,功能全,价格低赢得了广泛的应用,为单片机的发展奠定了基础成为单片发展史上重要的里程碑。
在MCS-48的带领下,其后,各大半导体公司相继研制和发展了自己的单片机,象Zilog公司的Z8系列。
到了80年代初,单片机已发展到了高性能阶段,象INTEL公司的MCS-51系列,Motorola公司的6801和6802系列,Rokwell 公司的6501及6502系列等等,此外,日本的著名电气公司NEC和HITACHI都相继开发了具有自己特色的专用单片机。
80年代,世界各大公司均竞相研制出品种多功能强的单片机,约有几十个系列,300多个品种,此时的单片机均属于真正的单片化,大多集成了CPU、RAM、ROM、数目繁多的I/O接口、多种中断系统,甚至还有一些带A/D转换器的单片机,功能越来越强大,RAM和ROM的容量也越来越大,寻址空间甚至可达64kB,可以说,单片机发展到了一个全新阶段,应用领域更广泛,许多家用电器均走向利用单片机控制的智能化发展道路。
1982年以后,16位单片机问世,代表产品是INTEL公司的MCS-96系列,16位单片机比起8位机,数据宽度增加了一倍,实时处理能力更强,主频更高,集成度达到了12万只晶体管,RAM增加到了232字节,ROM则达到了8kB,并且有8个中断源,同时配置了多路的A/D转换通道,高速的I/O处理单元,适用于更复杂的控制系统。
九十年代以后,单片机获得了飞速的发展,世界各大半导体公司相继开发了功能更为强大的单片机。
美国Microchip公司发布了一种完全不兼容MCS-51的新一代PIC系列单片机,引起了业界的广泛关注,特别它的产品只有33条精简指令集吸引了不少用户,使人们从INTEL的111条复杂指令集中走出来。
PIC 单片机获得了快速的发展,在业界中占有一席之地。
随后更多的单片机种蜂拥而至,MOTOROLA公司相继发布了MC68HC系列单片机,日本的几个著名公司都研制出了性能更强的产品,但日本的单片机一般均用于专用系统控制,而不象INTEL等公司投放到市场形成通用单片机。
例如NEC公司生产的uCOM87系列单片机,其代表作uPC7811是一种性能相当优异的单片机。
MOTOROLA公司的MC68HC05系列其高速低价等特点赢得了不少用户。
1.2 单片机的应用目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。
因此,单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:1.在智能仪器仪表上的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。
2.在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
例如工厂流水线的智能化芯片管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。
3.在家用电器中的应用可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。
4.在计算机网络和通信领域中的应用现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
5.单片机在医用设备领域中的应用单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
6.在各种大型电器中的模块化应用某些专用单片机设计用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,而不要求使用人员了解其内部结构。
如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原理。
如:音乐信号以数字的形式存于存储器中(类似于ROM),由微控制器读出,转化为模拟音乐电信号(类似于声卡)。
在大型电路中,这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路,降低了损坏、错误率,也方便于更换。
7.单片机在汽车设备领域中的应用单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器,GPS导航系统,abs防抱死系统,制动系统等等。
此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
1.3 彩灯控制器介绍LED彩灯在生活中已得到了广泛应用,彩灯控制器的种类也逐渐增多,可以用计算机直接控制,也可用一些逻辑电路控制,但是现在有很多使用单片机控制的,与前两种方法的比较的好处在于,它具有体积小、功耗低、易控制等特点。
二、设计要求及注意事项2.1设计要求彩灯控制器具体要求如下:1.花型种类不少于四种,花型自拟;2.可用键控制彩灯按预设的花型进行变换;3.可用键控制分别用快/慢两种节拍实现花型变换;4.要求做出实物。
2.2 注意事项用89C52单片机做彩灯控制器,虽然元器件比较少,但是每个元器件对应控制的程序段不可以出错,否则与设计不符,元件之间尽量隔开一段距离,以防互相干扰,影响实验结果,与预期结果不符。
再有,用到八个发光二极管,要注意连接方法,是共阴极还是共阳极,若接反,而与程序段不符,则不会得出预期结果。
还要注意延时的时间,太长或太短都不易实现预期结果。
2.3设计目的学习和掌握单片机中常用接口电路应用和设计技术,充分认识理论知识对应用技术的指导性作用,进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。
三、彩灯控制设计3.1 彩灯控制器设计思想说明本设计简单只用两个按键即可控制彩灯的四种花色及快/慢两种节拍,程序较简单,接线方便,易于控制。
具体思想如下:1.当只按一下S20时第一种花色开始点亮,花色的变换规律是从第一个灯开始亮延时一段时间,第二个灯亮第一个灯灭,一直到第八个灯灭后停止。
2.当按两下S20时,若没有其他按键按下时,则第二种花色开始点亮,花色变换规律是18,26,37,45,37,26,18亮3.当按三下S20时,若没有其他按键按下时,则第三种花色开始点亮,花色变换规律是单号灯都亮,然后双号灯亮4.当按四下S20 、时,则第四种花色开始点亮,花色变换规律是先8,6,4,2号灯亮,再1,3,5,7号灯亮5.当按下S17时,花色的变换节拍变快,否则为慢节拍变换。
本设计快速时为0.1s变换一次,慢速时为0.3s变换一次。
3.2 设计优点用一个按键控制四种彩灯花型,控制规律是按下一次S20时控制第一种花型,按下两次S20时控制第二种花型,按下三次S20时控制第三种,按下四次S20时控制第四种花型,而不是用四个键去控制花型,它比四个键控制更为确切,不易出错。
当四键控制时,如果不小心按下了两个键,那么程序就会报错,不能运行,但是这种单键控制就大大降低了这种错误率。
而且这样也节省了三个按键,在经济上得到了节约。
3.3电路原理图本次设计接线简单,组成电路包括一个电源电路,和一个232串口电路,和单片机控制电路,其电路只用了两个按键,八个发光二极管。
焊接简单,易于实现,具体如下所示图3.1彩灯控制器接线图图3.2 MAX232图图3.3 电源电路图按照上述电路图焊接,所需器件三个按键、八个发光二极管、两个22pF的电容、一个10uF的电容、九个1kΩ的电阻、一个12MHz的晶振、89C52单片机一个及卡座、开发板一块、MAX232一个、USB口一个。
3.4软件流程图设计程序开始判断是否按下S0,若没按下则继续等待,若按下,判断按下几次,若按下一次,则第一种花型开始点亮,若按下两次S20,则第二种花型开始点亮,按下三次S20,则第三种花型开始点亮,若按下三四次S20 ,则第四种花型开始点亮。
按下S17时,花色的变换节拍变快,否则为慢节拍变换。
具体流程如图4.2所示。
图4.2彩灯控制器流程图四、程序设计ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART:MOV A,#00HMOV R1,ASETB P3.0 ;S20SETB P3.3 ;S17MOV A,#0FFHMOV P1,AKS:JNB P3.0,NEXTMOV A,#0FFHMOV P1,AAJMP KSNEXT:INC R1CJNE R1,#01H,DER2DY1: ;只按一下S20从灯1-8MOV R0,#8MOV A,#0FEHD1:MOV P1,AACALL PP1RL ADJNZ R0,D1AJMP DY1DER2:CJNE R1,#02H,DS3 ;按两下S20单号灯都亮,然后双号灯亮MOV A,#0AAHMOV P1,AACALL PP1MOV P1,#55HACALL PP1AJMP DER2DS3:CJNE R1,#03H,DS4MOV P1,#7EH ;按三下S20,18、26,37,45,37,26,18亮,ACALL PP1MOV P1,#0BDHACALL PP1MOV P1,#0DBHACALL PP1MOV P1,#0E7HACALL PP1MOV P1,#0DBHACALL PP1MOV P1,#0BDHACALL PP1MOV P1,#7EHACALL PP1AJMP DS3DS4:CJNE R1,#4H,TUICHU ;按四下S20先8,6,4,2,在1,3,5,7亮MOV P1,#7FHACALL PP1MOV P1,#0DFHACALL PP1MOV P1,#0F7HACALL PP1MOV P1,#0FDHACALL PP1MOV P1,#0FEHACALL PP1MOV P1,#0FBHACALL PP1MOV P1,0EFHACALL PP1MOV P1,#0BFHACALL PP1AJMP DS4PP1:JNB P3.3,KSULCALL MSUKSU:LCALL YS2RETMSU: ;慢速延时0.3s MOV R5,#30DD1:MOV R6,#20DD2:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,DD2DJNZ R5,DD1RETYS2:MOV R5,#20 ;快速延时0.1s DD3:MOV R6,#10DD4:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,DD4DJNZ R5,DD3RETTUICHU:MOV R1,#00HAJMP KS五、设计总结通过本次的小学期实践,学习和掌握单片机中常用接口电路的应用和设计技术,充分认识理论知识对应用技术的指导性作用,进一步加强理论知识与应用相结合的实践和锻炼。