單片機(jī)控制流水燈

前言

隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到彩色霓虹燈不斷變化閃爍。LED燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場上各式樣的LED燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場合、不同時(shí)間段的需要來調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過多、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。

流水燈是一串按一定的規(guī)律像流水一樣連續(xù)閃亮。流水燈控制是可編程控制器的一個(gè)應(yīng)用，其控制思想在工業(yè)控制技術(shù)領(lǐng)域也同樣適用。流水燈控制可用多種方法實(shí)現(xiàn)，但對現(xiàn)代可編程控制器而言，利用移位寄存器實(shí)現(xiàn)最為便利。通常用左移寄存器實(shí)現(xiàn)燈的單方向移動(dòng)；用雙向移位寄存器實(shí)現(xiàn)燈的雙向移動(dòng)。本案例利用價(jià)格低廉的AT89C52系列單片機(jī)控制基色LED燈泡從而實(shí)現(xiàn)豐富的變化。

目 錄

TOC \o "1-3" \h \u 20080 前言 2

11869 1、 課程設(shè)計(jì)的目的和要求 6

23003 1.1 設(shè)計(jì)目的 6

21506 1.2 設(shè)計(jì)要求 6

5208 2、 設(shè)計(jì)方案選擇 6

13805 3、硬件設(shè)計(jì) 7

24502 3.1?設(shè)計(jì)思路? 7

6056 3.2 流水燈電路原理圖 7

18717 3.2.1元件清單 8

32079 3.2.2 硬件電路模塊分析 8

18872 3.3 主要元件說明 11

28152 3.3.3 振蕩器特性 15

3351 3.3.4 芯片擦除 15

26720 4、軟件設(shè)計(jì) 15

26679 4.1 主程序設(shè)計(jì) 15

2304 4.2 程序流程圖 18

5476 5、 使用keil、proteus軟件調(diào)試仿真說明 19

29931 5.1仿真過程 19

5489 5.2仿真結(jié)果 19

20220 6、 結(jié)束語 19

1971 7、參考文獻(xiàn) 20

課程設(shè)計(jì)的目的和要求

1.1 設(shè)計(jì)目的

近年來隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測日新月異更新，在實(shí)時(shí)檢測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。流水燈，可以更簡單、方便的使用。通過本課程設(shè)計(jì)使學(xué)生進(jìn)一步鞏固單片機(jī)原理及應(yīng)用的基本概念、基本理論，分析問題的基本方法，增強(qiáng)系統(tǒng)地運(yùn)用已學(xué)的理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和查閱資料的能力。培養(yǎng)一定的自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，能通過獨(dú)立思考、查閱工具書、參考文獻(xiàn)，尋找解決方案。

1.2 設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)流水燈的基本要求：設(shè)計(jì)一個(gè)16個(gè)LED燈的流水燈，應(yīng)用AT89C51實(shí)驗(yàn)開發(fā)板的定時(shí)器功能實(shí)現(xiàn)，電路開啟后LED燈在時(shí)鐘信號(hào)作用下按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換狀態(tài)。

設(shè)計(jì)方案選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)的基本要求，要實(shí)現(xiàn)其基本要求有兩種設(shè)計(jì)方案的選擇，這兩種設(shè)計(jì)方案都是基于AT89C51單片機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。一種是使用兩片74LS138譯碼器芯片擴(kuò)展成為4線—16線具有16種輸出狀態(tài)，從而可以控制16個(gè)LED燈；另一種是直接使用單片機(jī)的兩個(gè)Ｉ／Ｏ端口控制，這樣也可以實(shí)現(xiàn)控制16個(gè)LED燈。

比較這兩種設(shè)計(jì)方案，我們小組選用了后者。因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)只是簡單的要求實(shí)現(xiàn)16個(gè)LED燈循環(huán)點(diǎn)亮的流水功能，不用實(shí)現(xiàn)其他的功能，即不需要考慮占用I/O口多的問題；而前者的設(shè)計(jì)方案需要外添加兩個(gè)74LS138芯片，這樣就增加了硬件電路的復(fù)雜性。

3、硬件設(shè)計(jì)

3.1?設(shè)計(jì)思路?

如果要讓接在P0.0口的LED1亮起來，那么只要把P0.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?#xff1b;相反，如果要接在P0.0口的LED1熄滅，就要把P0.0口的電平變?yōu)楦唠娖?#xff1b;同理，接在P0.1～P0.7和P2.0～P2.7口的其他15個(gè)LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。因此，要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管LED1～LED16依次點(diǎn)亮、熄滅，16只LED燈便會(huì)一亮一暗的做流水燈了。在此我們還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短，我們在控制二極管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則我們就看不到“流水”效果了。

3.2 流水燈電路原理圖

圖3-1硬件接線圖

利用單片機(jī)的P0、P2口高低電平控制LED燈的發(fā)光閃爍，再利用編程實(shí)現(xiàn)流水燈的功能。用軟件來實(shí)現(xiàn)對LED的控制，實(shí)現(xiàn)的軟硬件結(jié)合。每個(gè)LED燈接一個(gè)限流電阻，來控制流入LED發(fā)光管

總結(jié)

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