单片机控制的循环彩灯控制系统的设计

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。

基于AT89S52单片机的简易循环彩灯控制设计目录绪论 (4)1项目分析 (2)1.1 需求分析 (2)1.2 功能模块分析 (3)1.2.1 系统模块图 (3)1.2.2 外部时钟电路 (3)1.2.3 复位电路 (3)1.2.4 LED驱动电路 (4)1.2.5 最小系统电路 (4)1.3 方案设计 (5)1.3.1 设计方案比较及选择 (5)1.3.2 可行性分析 (5)1.3.3 难点分析及解决方法 (5)1.4 技术性能指标 (6)1.4.1基本要求： (6)1.4.2 彩灯闪烁花型 (6)2 硬件设计 (6)2.1 总体电路图 (6)2.2 电路的工作原理 (7)2.3 元器件及其参数选择 (7)2.4 PCB板的制作 (9)2.5焊接组装 (9)3 电路调试 (10)3.1 静态调试 (10)3.2 通电调试 (10)3.3 故障分析与排除 (10)4 软件设计 (11)4.1 程序设计 (11)4.2 程序功能模块的划分 (11)4.3 程序框架图 (11)4.4 软件程序： (11)4.4 程序调试 (14)4.5 系统仿真 (14)4.6 设计结果评价 (15)5 结语 (15)参考文献 (17)附录: (18)致谢 (19)基于AT89S52单片机的简易循环彩灯控制设计摘要在当代生活里，人们对生活灯饰品的要求越来越高，这样无疑使得各种彩灯成为了最日常生活中不可缺少的装饰品，它不仅能美化都市环境，渲染生活气氛，还可将其用于各种娱乐场所和电子玩具中。

现以本毕业设计为例进行分析与设计简易的可编程的循环彩灯控制电路很多，其组合的方式和运用的集成块的种类及数目更是多种多样，而且还有专门的可编程[9]循的各种复杂程度的循环彩灯控制电路模块。

市场上及大多数的彩灯都是运用各种数字电路来实现的，但本毕业设计在考虑到制作简易程度及成本的前提下，由于单片机具有集成度高、功耗低、运行可靠性强、体积并不大、价格低廉等优点 , 所以特意地运用了单片机、LED等优点及技术，来实现对各种形式不一的各色彩灯的自动简易控制。

循环彩灯控制系统实验报告一、设计要求1、程序中由3个按钮控制每按下一个按钮都会出现不同的彩灯循环现象二、硬件电路设计1、单片机最小系统（2）发光二极管的电路三、软件设计（一）1、在Keil uVision4.LNK上写好程序后通过STC_ISP_V480.exe.lnk和USB口输入到reg52.h单片机中按下开关蓝色指示灯亮，然后按下P3^7按钮发光二极管从左往右依次点亮；2、①在不复位的情况下按下P3^6时发光二极管可以做往返运动依次点亮②在复位时按下P3^6发光二极管是从右往左依次点亮的；3、①在不复位的情况下按下P3^5时发光二极管可以在从左往右或者从右往左点亮后1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁（在看先点亮P3^6还是P3^5 来实现从左还是从右开始循环）②在复位时按下P3^5发光二极管是作1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁。

（二）说明（“0”“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”按键P3^7 0X7F 0XBF 0XDF 0XEF 0XF7 0XFB 0XFD 0XFE 复位P3^6 0XFE 0XFD 0XFB 0XF7 0XEF 0XDF 0XBF 0X7F 复位P3^5 0X7F/0XFF 0XFF/0XBF0XDF/0XFF0XFF/0XEF0XF7/0XFF0XFF/0XFB0XFD/0XFF0XFF/0XFE复位8421码10=A 11=B 12=C 13=D 14=E 15=F四、系统测试步骤1:新建工程→New Project→选择单片机型号→Atmel→AT89C52取名→保存2：新建文档→New file→取名→保存（—3个按键控制两种LED现象.C）3：点右键→Add file to group→选择（—3个按键控制两种LED现象.C）4:点工程右键→options “output”（√）create hex file5产出hex档→编译按钮(↓)(↓↓)(↓↓↓)STC下载软件1：选择单片机型号“STC89C52RC”2:打开文件→(流水灯.hex）3：选择COM口（裝置管理員）4:点下载按鈕→开启电源按钮→“OK 已加密”附录源程序清单#include <reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit key1 =P3^7; //第一个按键sbit key2 =P3^6; //第二歌按键sbit key3 =P3^5; //第三个按键uchar A1=0,A2=0,A3=0;void delay(uint z){uint i,j;for(i=0;i<z;i++)for(j=0;j<110;j++);}void O_to_E() //1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁{P0=0Xaa;delay(200);P0=~0Xaa;delay(200);}{if(!key1){delay(10); //延时if(!key1)A1=1;}if(!key2){delay(10); //延时if(!key2)A2=1;}if(!key3){delay(10); //延时if(!key3)A3=1;}}void main(){uchar i;while(1){if(A1){for(i=0;i<8;i++) //从左往右亮，每盏灯亮一次{P0=~(0x7f>>i);delay(100);}}if(A2){for(i=0;i<8;i++) //从右往左亮，每盏灯亮一次{P0=~(0xfe<<i);delay(100);}}if(A3){O_to_E(); //1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁}}}附加图片（因为手机问题从左往右跟从右往左还有左右往返的看不出来所以就拍了2张图片）1、从左往右、从右往左、往返2、//1,3,5,7与2,4,6,8交替闪烁超。

彩灯循环控制系统的设计与实现【摘要】本文主要就是结合当下对LED灯的需求，展望了现在的LED灯被应用的情况，提出了现在LED彩灯使用中在硬件层面就固定的灯的花型，不能灵活变化使用的问题。

提出了一个彩灯循环控制的方案。

想要通过计算机程序语言，结合单片机控制来设计一个彩灯循环控制系统。

想要通过硬件的合理选择，还有程序的合理选择来完成一个可以灵活使用的彩灯循环控制系统。

本文通过设计背景的简述开始引入。

然后主要就彩灯循环控制系统的硬件部分的设计使用和选择，还有系统部分的选择使用作出介绍。

最后做了仿真，并根据仿真得出结果。

最后就整个设计做了总结。

【关键词】单片机；LED灯；循环控制系统；C语言；引言我们现在的城市里，越来越多的使用大量的彩灯，或者一些新型装饰材料来美化城市。

正是因为我们的国家现在开始进入到一个全新的发展时期，城市居民衣食温饱的问题已经逐渐的解决，而人们对于文化的需求，对于美的需求却在越来越高。

正是因为这样这样的原因，我们的LED灯就开始大量的使用于我们的城市装饰中。

特别是晚上，彩灯环绕的城市，都是靠我们大量的LED灯在发挥着巨大的作用。

1、彩灯循环控制系统的设计项目的分析1.1循环彩灯控制系统的需求背景我们现在的城市运行中LED灯已经在发挥着巨大的作用。

比如我们的证劵交易市场的大厅里，所有的大屏幕都是用LED灯组成的大屏幕，我们的高速公路上很多的电子告示牌也是LED灯大屏幕，甚至我们现在公交车的尾部同样安装了一些小型的LED灯广告牌，我们的大型公交站，交通信号灯，街边的广告牌，城市高架桥上的提示灯，装饰灯，也都是使用我们的LED灯来组成的。

其实现在个人使用的LED灯装饰也不少了，很多人的汽车，摩托车，电动车都会使用一些LED灯的装饰，所以LED灯的需求还在越来越大。

我们的生活已经离不开这样的一种产品了，它用它的诸多的优势来给我们的生活提供越来越多的便利。

正是因为我们的LED灯有很多的优势，比如LED的使用就非常的符合现在越来越提倡的绿色环保理念。

彩灯循环显示控制电路设计武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书彩灯循环显示控制电路设计1 原理电路的设计1.1 方案比较方案一：采用单片机做控制电路。

方框图如下：七段数码管单片机最小系统译码器图1 方案一原理方框图电路原理：利用单片机做控制电路，周围接最小系统，使其运行，利用Keil 软件写入程序，输出经译码器送入数码管，使其按要求循环显示即可。

优点：电路的原理及接线等都很简单，易实现。

缺点：单片机芯片较贵，成本较高，且必须利用Keil 软件进行编程，要求必须掌握Keil 软件的应用。

方案二：采用移位寄存器控制四个计数器做总体控制电路。

方框图如下：七段数码管译码器移位寄存器计数器时钟脉冲源图2 方案二原理方框图1武汉理工大学《数字电子技术》课程设计说明书电路原理：利用555 组成的多谐振荡器作为周期可调的时钟脉冲源，以满足功能要求3利用移位寄存器控制四个计数器，将四个计数器的进位信号作为移位寄存器的触发信号，移位寄存器的输出连接到计数器的清零端，使控制信号依次移位，从而让计数器按顺序工作，最后将四个计数器的输出用或门连接，经译码器送入数码管，使其按要求显示。

优点：要求的功能基本上都能实现，且用的芯片比较简单。

缺点：打开后需要用机械开关置数，不符合功能要求中全自动原则，且电路连接较复杂，难实现。

方案三：采用计数器和译码器组成循环控制电路控制四个计数器，作为总体控制电路。

方框图如下：七段数码管译码器循环控制电路计数器时钟脉冲源图3 方案三原理方框图电路原理：除循环控制电路外，其他原理均与方案二相同。

用一个计数器和一个译码器组成，四个计数器的进位信号通过或非门作为循环控制电路的触发信号，循环控制电路的输出连接各个计数器的清零端，使计数器依次工作，输出通过或门连接到译码器上，在数码管上显示出来。

计数器采用十进制，第一个计数器输出直接连接即可显示自然码；第二个输出的最低位连接1 即可显示奇数列；第三个输出的最低位连接0 即可显示偶数列；第四个输出的高位不连接即可显示音乐数列。

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。

彩灯循环控制系统第1章绪论1.1 单片机的简介单片机是单片微型计算机的简称，也就是把微处理器(CPU)，随机存取数据存储器(RAM)，只读程序存储器(ROM)，输入输出电路(I/O口)，还包括定时计数器，串行通信口(SCI)，显示驱动电路(LCD或LED驱动电路)，脉宽调制电路(PWM)，A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上，构成一个最小然而完善的计算机系统。

这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。

由此来看，单片机是可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制系统，这是单片机最大的特征。

1.2 单片机的应用领域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。

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2.在工业控制中的应用3.在家用电器中的应用4.在计算机网络和通信领域中的应用5.单片机在医用设备领域中的应用1.3 单片机的发展趋势现在可以说单片机是百花齐放，百家争鸣的时期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的单片机，从8位、16位到32位，数不胜数，应有尽有，有与主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它们各具特色，互成互补，为单片机的应用提供广阔的天地。

纵观单片机的发展过程，可以预示单片机的发展趋势，大致有：1.低功耗CMOS化2.微型单片化3.主流与多品种共存第2章彩灯硬件电路框架设计2.1 彩灯功能描述本次主要完成功能有：(1）当按下开关KEY1时，彩灯依次一个一个点亮。

(2）当按下开关KEY2时，彩灯每两个间隔点亮。

(3）当按下开关KEY3时，彩灯灯全部闪烁。

(4）当按下开关（顺序）时，以上3种点亮方式依次执行一次。

(5）当按下暂停开关时，保持彩灯当前状态，松开开关时，继续运行。

(6）当按下中断开关时，说明彩灯系统出错了，所有红灯亮，喇叭报警。

51单片机彩灯控制器的设计一、引言彩灯控制器是一种用于控制多个彩灯的设备，可以通过控制器改变灯光的亮度、颜色和闪烁等效果。

本文将介绍使用51单片机设计的彩灯控制器。

二、设计目标与需求1.控制多个彩灯：控制器需要具备控制多个彩灯的能力，能够同时控制彩灯开关、亮度和颜色等。

2.节约成本：设计需要尽量简化硬件电路，减少成本。

3.方便使用：控制器需要易于操作，提供用户友好的界面和操作方式。

三、硬件设计1.单片机选择：本设计选择了常用的51单片机作为主控芯片，其具备较强的计算和控制能力。

2.输入设备：采用4x4矩阵键盘作为输入设备，通过矩阵键盘可以方便地输入控制指令和参数。

3.输出设备：使用数字电路和三极管驱动电路实现对多个彩灯的控制，通过PWM技术控制灯光的亮度。

4.通信接口：设计可选装串口通信接口，以便将控制器与其他设备连接。

四、软件设计1.系统框图：彩灯控制器的软件框图如下：```主程序├4x4矩阵键盘扫描功能├彩灯控制函数├开关控├亮度控└颜色控└串口通信功能（可选）```2.矩阵键盘扫描功能：通过扫描矩阵键盘，获取用户输入的按键信息，并根据按键信息触发相应的彩灯控制功能。

3.彩灯控制函数：实现对彩灯开关、亮度和颜色等参数的控制。

-开关控制：根据用户输入的指令，控制彩灯的开关状态。

-亮度控制：使用PWM技术控制彩灯的亮度，根据用户输入的亮度参数设置对应的PWM占空比。

-颜色控制：根据用户输入的颜色参数，控制彩灯的颜色。

可以通过RGB色彩模型实现颜色变化。

4.串口通信功能（可选）：通过串口通信接口，实现与其他设备的通信，可以通过串口发送控制指令和接收反馈信息。

五、总结本文介绍了使用51单片机设计的彩灯控制器。

通过合理的硬件设计和软件设计，实现了对多个彩灯的控制。

控制器具备控制开关、亮度和颜色等功能，简化了硬件电路，节约了成本。

同时，控制器还提供了用户友好的界面和操作方式，方便使用。

设计还可选装串口通信接口，实现与其他设备的通信。

单片机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。

1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。

一、设计目的1. 掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；2. 学习使用PROTEL软件绘制电路原理图和印刷板图；3. 掌握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。

二、设计要求使用80C51单片机实现彩灯循环电路，彩灯个数为8个。

：①L1、L2、…L8依次点亮；②L1、L2、…L8依次熄灭；③L1、L2、…L8全亮、全灭。

各时序间隔为0.5秒。

让发光二极管按以上规律循环显示下去。

三、设计内容1、设计过程1）定时常数的确定定时器/计数器的输入脉冲周期与机器周期一样，为振荡频率的1/12。

本设计中时钟频率为6.0 MHZ，现要采用中断方法来实现0.5秒延时，要在定时器1中设置一个时间常数，使其每隔0.1秒产生一次中断，CPU响应中断后将R0中计数值减一，令R0=05H，即可实现0.5秒延时。

时间常数可按下述方法确定：机器周期=12÷晶振频率=12/(6×106)=2us设计数初值为X，则（2e+16-X）×2×106=0.1，可求得X=15535化为十六进制则X=3CAFH，故初始值为TH1=3CH，TL1=AFH2）初始化程序包括定时器初始化和中断系统初始化，主要是对IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确的设置，并将时间常数送入定时器中。

由于只有定时器中断，IP 便不必设置。

3）设计中断服务程序和主程序中断服务程序除了要完成计数减一工作外，还要将时间常数重新送入定时器中，为下一次中断做准备。

主程序则用来控制发光二极管按要求顺序燃灭。

2、程序设计框图3、功能实现程序OUTPORT EQU 0CFB0HCSEG AT 0000HLJMP STARTCSEG AT 401BH ;定时器/计数器1中断程序入口地址LJMP INTCSEG AT 4100HSTART: MOV A,#01H ;首显示码MOV R1,#03H ;03是偏移量，即从基址寄存器到表首的距离MOV R0,#5H ;05是计数值MOV TMOD,#10H ;计数器置为方式1MOV TL1,#0AFH ;装入时间常数MOV TH1,#03CHORL IE,#88H ;CPU中断开放标志位和定时器;1溢出中断允许位均置位SETB TR1 ;开始计数LOOP1: CJNE R0,#00,DISPMOV R0,#5H ;R0计数计完一个周期，重置初值INC R1 ;表地址偏移量加1CJNE R1,#27H,LOOP2MOV R1,#03H ;如到表尾，则重置偏移量初值LOOP2: MOV A,R1 ;从表中取显示码入累加器MOVC A,@A+PCJMP DISPDB 01H,03H,07H,0FH,1FH,3FH,7FH,0FFH,0FEH,0FCHDB 0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,80H,00H,0FFH,00H,0FEHDB 0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH,0BFH,0DFHDB 0EFH,0F7H,0FBH,0FDH,0FEH,00H,0FFH,00HDISP: ;MOV DPTR,#OUTPORT;MOVX @DPTR,AMOV P1,A ;将取得的显示码从P1口输出显示JMP LOOP1INT: CLR TR1 ;停止计数DEC R0 ;计数值减一MOV TL1,#0AFH ;重置时间常数初值MOV TH1,#03CHSETB TR1 ;开始计数RETI ;中断返回END四、原理图和印刷板图图（一）电路原理图表（一）电气元器清单图（二）PCB印制板图图（三）PCB印制板三维图五、设计结论本文就彩灯循环系统的组成原理、实现方案和80C51芯片功能、控制及程序设计做了说明，设计出符合课题要求的循环彩灯系统。