基于Proteus的霓虹灯设计
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在1907年至1910年期间，科学家克洛德和林德发明了液态空气分馏。利用这一发明，在霓虹灯内充入一定的惰性气体，这样就明显减缓了气体在灯管内部的消耗速度，颜色也丰富了，可产生红、绿、蓝、黄等颜色。第二次世界大战前夕，光致发光的材料被研制出来了。这种材料不仅能发出各种颜色的光，而且发光效率也高，我们称之为荧光粉。荧光粉被应用在霓虹灯制作中后，霓虹灯的亮度不仅有了明显提高，而且灯管的颜色也更加鲜艳夺目，变化多端，同时也简化了制灯的工艺。故在第二世界大战结束后，霓虹灯得到了迅猛的发展。
摘 要
在现代化城市建设中，夜景的规划建设具有非常重要的地位。绚丽多彩的城市夜景观不仅为人们在夜晚的活动创造了一个良好而安全的环境，丰富了人们的夜生活，而且对于经济建设的发展和城市自身形象的塑造以及国际地位的提升，都具有十分重要的作用和深远的影响。而在城市夜景观规划建设中，霓虹灯的设计与实施是其不可缺少的重要组成部分。因此，对霓虹灯的综合控制的研究，对于建设国际化大都市、树立良好的国际形象、美化人民生活都具有显著的社会效益与经济价值。
Key words:neon lights、Monolithic integrated circuit、AT89C51、Proteus
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1.1
1.1.1
霓虹灯是最古老和最具生命力的气体放电光源。霓虹灯是由英文“氖灯”，即“NEON SIGN”得来的，“霓虹”两字实际上是“NEON”的译音，而现在人们已经把“霓虹灯”当作专用词运用了。霓虹灯是电光源产品的一个分支，属冷阴极辉光放电光源。在早期制作的霓虹灯内充入的稀有气体是氖（NEON），因此NEON LAMP按意译可译为氖气灯，按音译可译为霓虹灯。而音译过来的霓红（NEON）一词，正是汉语彩虹的意思，恰好霓虹灯充入稀有气体如氦、氖、氩、氪、氙以后所发出的绚丽光色，正如天上彩虹般艳丽，因此霓虹灯的叫法就在我国一直沿用下来，而未赋予它按电光源产品命名法所应具有的分类名称。
霓虹灯始源于法国。1910年法国科学家克洛德制成了世界上第一支商业性霓虹灯，用于巴黎的皇宫大厦作装饰照明，引起了极大的轰动并获得成功。从此克洛德一直潜心于扩大霓虹灯适用性和应用性的研究，其间由于第一次世界大战的爆发，使克洛德的研究工作进展缓慢曾一度中断，直到1915年克洛德才正式获得霓虹灯发明专利权。为了拓展市场，克洛德派出他的公共关系雇员林登伯格遍访欧美国家，使霓虹灯作为机场跑道安全降落批指示光源在美国首获成功。林登伯格大力宣传霓虹灯的优越性，拓宽霓虹灯的用途，使霓虹灯很快就成为一种有效的商业广告媒介，并得到社会的普遍承认和欢迎，在本世纪20年代在世界各国得到迅速发展。当时所用的灯体玻管的直径为45毫米，先将玻璃管弯制成所需的文字或图案，然后再用1只电压为1万多伏的变压器供电，使之发光。当时，灯管两端电极采用石墨制成，内部充入氮气或二氧化碳气体，前者会发红光，后者发白光。由于这两种气体较活泼，很容易和石墨电极起化学反应，阴极溅散出的石墨很快在玻璃管内壁形成黑色薄膜层，并大量吸收充入灯管内的气体，使灯管的充气压力很快下降，致使霓虹灯的寿命很短。当时为了解决这个问题，特在霓虹灯管上加1个特殊的电磁阀门，并在霓虹灯使用一段时间以后再往灯内重新补充一定量的气体，但这样做并未能在根本上克服上述缺陷。因此，这种灯不仅寿命短、制作工艺复杂，而且造价昂贵，很难普及。
本世纪30年代中期发明了荧光粉，从此进入了用荧光粉管制作霓虹灯的新时期，结束了用透明无色玻管制作霓虹灯的一统局面，开创了霓虹灯发展史上的又一里程碑。用透明玻璃管制成的霓虹灯有不少缺陷，一是色彩不够丰富；二是某些色彩的填充气价格昂贵；三是涂敷透明玻管漆的方法会降低霓虹灯的光效；四是去气、充气工艺比较复杂。采用荧光粉管制成的霓虹灯，克服了上述缺点，颜色极大丰富，光效也有很大提高，给广泛创造了条件。
霓虹灯在我国的第一次出现是1926年在上海最繁华的商业街---南京东路上的伊文思图书公司橱窗内陈列的英文“皇家牌”打字机霓虹灯广告。1927年由上海远东化学制造厂---我国第一家霓虹灯制造厂为上海中央大旅社制作安装的中英文对照的霓虹灯招牌。1930年自制成功霓虹灯电源变压器；1945年制成荧光粉；1951年试制出氩、氖等惰性气体，从此实现了霓虹灯用全部原料、器件的国产霓虹灯的兴旺发展总是和国家的兴旺繁荣联系在一起，同步出现的。90年代在上海南京路已建成了一条霓虹灯十里长街；南京市和上海闸北区都在实施不夜城计划；大连市金州开发区为改善投资环境，通过举办全国霓虹灯大奖赛建成了一座五彩城。如今天津、重庆、深州等大小城市也建成了以霓虹灯为主体装饰照明的商业、旅游城。
制作荧光粉管家霓虹灯采用的是短波紫外线激发的荧光粉，诸如钨酸盐、硼酸盐、硅酸盐、磷酸盐荧光粉。它的发光机理为：由低气压汞放电产生253.7nm紫外线激发各类不同的芝光粉，可以获得数十种色彩的霓虹灯，大大提高了霓虹灯的商业价值。
近年来发展起来的三基色荧光粉应用于霓虹灯，大大提高发霓虹灯的光效。还可根据混色原理，采用不同的三基色荥光粉配比，通过理论计算与实验方法，可得到不同色温的白光及不同色彩的霓虹灯光色。
长期以来，霓虹灯企业沿袭使用滚动式跳机来控制霓虹灯的讯号转换，但由于其接通和切断电的方式都是靠机械触点的变换来实现，因此其寿命和可靠性都较差，而且霓虹灯装配在繁华的人聚集地，这种机械触点变换引起的噪声和电磁干扰也不受人们的欢迎。近年来，随着电子技术的飞速发展，特别是微计算机技术的开展和应用，使霓虹灯的控制技术有了很大的突破，产生了新一代的霓虹灯控制器，即电子程序控制器 ,它采用了无触点开关，能适应霓虹灯讯号的繁多变化。这种新型电子程序控制器包含有硬件和软件两部分内容，前者的心脏部分是一只单片微型计算机，它的尺寸只有1平方厘米左右，但已具有一台完整微型计算机的全部基本单元，如再加以适当的扩展，就能对霓虹灯广告讯号的变化加以可靠的控制。在具体应用时，人们只要按计算机语言来编制相应的程序，就能实现控制霓虹灯的讯号变化。使用电子学新技术来完成霓虹灯的控制，是当前霓虹灯技术发展的新趋势，它不但已得到有效的使用和受到人们的青睐，而且随着电子学技术的不断进步，优质电子元件加工成本的进一步下降，电子式霓虹灯控制技术一定还会得到更广泛的应用，产生新的突破。
1.1.2
霓虹灯自十九世纪初出现以来，经历了近两百年发展过程。今天，虽然用于街头广告媒体手段很多，但霓虹灯以其独特的视觉效果，仍然占有较大比重。霓虹灯以它斑斓夺目的色彩、生动逼真的形态、耀眼夺目的照明为夜间城市的购物中心招徕顾客、文化娱乐中心吸引游客营造气氛，给夜间城市的购物活动带来方便，给文化娱乐活动增添情趣。霓虹灯营造了夜间城市的绚丽多姿和繁华，它已成为现代城市商业繁荣的标志之一。虽然霓虹灯在原理上仅仅是一种简单的冷阴极辉光放电管，但在经济繁荣、科学技术发展的进程中，不仅没有被淘汰，反而日益兴旺。霓虹灯厂盛不衰的原因不外乎有以下几点:
This article unified the domestic and foreign neon lights control technology the development condition to design one kind in 51 series monolithic integrated circuit AT89C51 which used American ATMEL Corporation to produce to make the control chip the neon light controller. through the AT89C51 chip control actuation electric circuit. Moreover, in the article also introduced the power circuit, PC machine and the monolithic integrated circuit communication connection electric circuit principle of design. The software design partially uses is keil under the environment C language carries on the compilation procedure, uses Proteus to carry on the simulation explanation.
霓虹灯的发展可以追溯到英国物理学家和化学家法拉第对气体放电的研究，电流通过含有少量正负离子的气体时，受紫外线、宇宙射线、微量放射物质的作用，在足够高的外加电压作用下运动，并与中性气体分子碰撞后，使中性分子发生电离，因而离子的数目倍增。电流通过气体时还伴有发光现象，即所谓的辉光放电。其发光的颜色随所充气体的不同而不同。法拉第的理论及其在实验上的成就，为霓虹灯技术的发展奠定了坚实的基础。
关键字：霓虹灯、单片机、AT89C51、Proteus
Abstract
In the modem urban construction，planning and construction ofthe night scenery are very important．The colorful urban landscape not only create a good and safe environment and enrich the people’S night life，but also speed up economic construction and develop urban self-image，as well as raise the international status．In the city landscape planning and construction，design and implementation of the neon lights is its essential components．As a result，the study of the controlling neon lights have significant social and economic value in building an international metropolis，setting a good international image，and making people’s living more colorful.
摘 要
在现代化城市建设中，夜景的规划建设具有非常重要的地位。绚丽多彩的城市夜景观不仅为人们在夜晚的活动创造了一个良好而安全的环境，丰富了人们的夜生活，而且对于经济建设的发展和城市自身形象的塑造以及国际地位的提升，都具有十分重要的作用和深远的影响。而在城市夜景观规划建设中，霓虹灯的设计与实施是其不可缺少的重要组成部分。因此，对霓虹灯的综合控制的研究，对于建设国际化大都市、树立良好的国际形象、美化人民生活都具有显著的社会效益与经济价值。
Key words:neon lights、Monolithic integrated circuit、AT89C51、Proteus
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霓虹灯是最古老和最具生命力的气体放电光源。霓虹灯是由英文“氖灯”，即“NEON SIGN”得来的，“霓虹”两字实际上是“NEON”的译音，而现在人们已经把“霓虹灯”当作专用词运用了。霓虹灯是电光源产品的一个分支，属冷阴极辉光放电光源。在早期制作的霓虹灯内充入的稀有气体是氖（NEON），因此NEON LAMP按意译可译为氖气灯，按音译可译为霓虹灯。而音译过来的霓红（NEON）一词，正是汉语彩虹的意思，恰好霓虹灯充入稀有气体如氦、氖、氩、氪、氙以后所发出的绚丽光色，正如天上彩虹般艳丽，因此霓虹灯的叫法就在我国一直沿用下来，而未赋予它按电光源产品命名法所应具有的分类名称。
霓虹灯始源于法国。1910年法国科学家克洛德制成了世界上第一支商业性霓虹灯，用于巴黎的皇宫大厦作装饰照明，引起了极大的轰动并获得成功。从此克洛德一直潜心于扩大霓虹灯适用性和应用性的研究，其间由于第一次世界大战的爆发，使克洛德的研究工作进展缓慢曾一度中断，直到1915年克洛德才正式获得霓虹灯发明专利权。为了拓展市场，克洛德派出他的公共关系雇员林登伯格遍访欧美国家，使霓虹灯作为机场跑道安全降落批指示光源在美国首获成功。林登伯格大力宣传霓虹灯的优越性，拓宽霓虹灯的用途，使霓虹灯很快就成为一种有效的商业广告媒介，并得到社会的普遍承认和欢迎，在本世纪20年代在世界各国得到迅速发展。当时所用的灯体玻管的直径为45毫米，先将玻璃管弯制成所需的文字或图案，然后再用1只电压为1万多伏的变压器供电，使之发光。当时，灯管两端电极采用石墨制成，内部充入氮气或二氧化碳气体，前者会发红光，后者发白光。由于这两种气体较活泼，很容易和石墨电极起化学反应，阴极溅散出的石墨很快在玻璃管内壁形成黑色薄膜层，并大量吸收充入灯管内的气体，使灯管的充气压力很快下降，致使霓虹灯的寿命很短。当时为了解决这个问题，特在霓虹灯管上加1个特殊的电磁阀门，并在霓虹灯使用一段时间以后再往灯内重新补充一定量的气体，但这样做并未能在根本上克服上述缺陷。因此，这种灯不仅寿命短、制作工艺复杂，而且造价昂贵，很难普及。
本世纪30年代中期发明了荧光粉，从此进入了用荧光粉管制作霓虹灯的新时期，结束了用透明无色玻管制作霓虹灯的一统局面，开创了霓虹灯发展史上的又一里程碑。用透明玻璃管制成的霓虹灯有不少缺陷，一是色彩不够丰富；二是某些色彩的填充气价格昂贵；三是涂敷透明玻管漆的方法会降低霓虹灯的光效；四是去气、充气工艺比较复杂。采用荧光粉管制成的霓虹灯，克服了上述缺点，颜色极大丰富，光效也有很大提高，给广泛创造了条件。
霓虹灯在我国的第一次出现是1926年在上海最繁华的商业街---南京东路上的伊文思图书公司橱窗内陈列的英文“皇家牌”打字机霓虹灯广告。1927年由上海远东化学制造厂---我国第一家霓虹灯制造厂为上海中央大旅社制作安装的中英文对照的霓虹灯招牌。1930年自制成功霓虹灯电源变压器；1945年制成荧光粉；1951年试制出氩、氖等惰性气体，从此实现了霓虹灯用全部原料、器件的国产霓虹灯的兴旺发展总是和国家的兴旺繁荣联系在一起，同步出现的。90年代在上海南京路已建成了一条霓虹灯十里长街；南京市和上海闸北区都在实施不夜城计划；大连市金州开发区为改善投资环境，通过举办全国霓虹灯大奖赛建成了一座五彩城。如今天津、重庆、深州等大小城市也建成了以霓虹灯为主体装饰照明的商业、旅游城。
制作荧光粉管家霓虹灯采用的是短波紫外线激发的荧光粉，诸如钨酸盐、硼酸盐、硅酸盐、磷酸盐荧光粉。它的发光机理为：由低气压汞放电产生253.7nm紫外线激发各类不同的芝光粉，可以获得数十种色彩的霓虹灯，大大提高了霓虹灯的商业价值。
近年来发展起来的三基色荧光粉应用于霓虹灯，大大提高发霓虹灯的光效。还可根据混色原理，采用不同的三基色荥光粉配比，通过理论计算与实验方法，可得到不同色温的白光及不同色彩的霓虹灯光色。
长期以来，霓虹灯企业沿袭使用滚动式跳机来控制霓虹灯的讯号转换，但由于其接通和切断电的方式都是靠机械触点的变换来实现，因此其寿命和可靠性都较差，而且霓虹灯装配在繁华的人聚集地，这种机械触点变换引起的噪声和电磁干扰也不受人们的欢迎。近年来，随着电子技术的飞速发展，特别是微计算机技术的开展和应用，使霓虹灯的控制技术有了很大的突破，产生了新一代的霓虹灯控制器，即电子程序控制器 ,它采用了无触点开关，能适应霓虹灯讯号的繁多变化。这种新型电子程序控制器包含有硬件和软件两部分内容，前者的心脏部分是一只单片微型计算机，它的尺寸只有1平方厘米左右，但已具有一台完整微型计算机的全部基本单元，如再加以适当的扩展，就能对霓虹灯广告讯号的变化加以可靠的控制。在具体应用时，人们只要按计算机语言来编制相应的程序，就能实现控制霓虹灯的讯号变化。使用电子学新技术来完成霓虹灯的控制，是当前霓虹灯技术发展的新趋势，它不但已得到有效的使用和受到人们的青睐，而且随着电子学技术的不断进步，优质电子元件加工成本的进一步下降，电子式霓虹灯控制技术一定还会得到更广泛的应用，产生新的突破。
1.1.2
霓虹灯自十九世纪初出现以来，经历了近两百年发展过程。今天，虽然用于街头广告媒体手段很多，但霓虹灯以其独特的视觉效果，仍然占有较大比重。霓虹灯以它斑斓夺目的色彩、生动逼真的形态、耀眼夺目的照明为夜间城市的购物中心招徕顾客、文化娱乐中心吸引游客营造气氛，给夜间城市的购物活动带来方便，给文化娱乐活动增添情趣。霓虹灯营造了夜间城市的绚丽多姿和繁华，它已成为现代城市商业繁荣的标志之一。虽然霓虹灯在原理上仅仅是一种简单的冷阴极辉光放电管，但在经济繁荣、科学技术发展的进程中，不仅没有被淘汰，反而日益兴旺。霓虹灯厂盛不衰的原因不外乎有以下几点:
This article unified the domestic and foreign neon lights control technology the development condition to design one kind in 51 series monolithic integrated circuit AT89C51 which used American ATMEL Corporation to produce to make the control chip the neon light controller. through the AT89C51 chip control actuation electric circuit. Moreover, in the article also introduced the power circuit, PC machine and the monolithic integrated circuit communication connection electric circuit principle of design. The software design partially uses is keil under the environment C language carries on the compilation procedure, uses Proteus to carry on the simulation explanation.
霓虹灯的发展可以追溯到英国物理学家和化学家法拉第对气体放电的研究，电流通过含有少量正负离子的气体时，受紫外线、宇宙射线、微量放射物质的作用，在足够高的外加电压作用下运动，并与中性气体分子碰撞后，使中性分子发生电离，因而离子的数目倍增。电流通过气体时还伴有发光现象，即所谓的辉光放电。其发光的颜色随所充气体的不同而不同。法拉第的理论及其在实验上的成就，为霓虹灯技术的发展奠定了坚实的基础。
关键字：霓虹灯、单片机、AT89C51、Proteus
Abstract
In the modem urban construction，planning and construction ofthe night scenery are very important．The colorful urban landscape not only create a good and safe environment and enrich the people’S night life，but also speed up economic construction and develop urban self-image，as well as raise the international status．In the city landscape planning and construction，design and implementation of the neon lights is its essential components．As a result，the study of the controlling neon lights have significant social and economic value in building an international metropolis，setting a good international image，and making people’s living more colorful.
