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呼吸灯
1 功能与技术分析
呼吸灯就是让LED灯的闪烁像呼吸一样,时呼时吸,时亮时暗,利用LED的余辉和人眼的暂留效应,看上去和人的呼吸一样。可以展示出各种酷炫的图像。 1.1 呼吸灯的实现效果
使用调制的方法,灯在高速闪烁时人眼是看不出来的,每个循环给闪烁的熄灭时间加1,灯就会慢慢变暗,在设置熄灭时间加到一定程度就开始减一,就会渐渐变亮了。使得LED灯按照顺序逐渐改变亮度。 1.2 功能分析
灯光在微电脑控制之下完成由亮到暗的绝剑变化,感觉就像是在呼吸。广泛应用与数码产品,起到装饰和指示工作效果。目前被广泛用于手机之上,并成为各大品牌新款手机的卖点之一。 1.3 技术分析
用C语言编程实现PWM(脉宽调制)输出驱动LED,逐渐增加PWM的占空比从而实现LED模拟呼吸的过程,即渐亮再渐暗再渐亮再渐暗……如此往复,再利用LED的余辉和人眼的暂留效应,
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看上去就和人的呼吸一样。
2 硬件基础与设计
整个系统的搭建,由以下元器件组成:
1、12MHz晶振一个; 2、stc89c51单片机一个; 3、30pf无极性电容2个; 4,、按钮一个; 5、10K电阻一个; 6、10uf有极性电容一个; 7、洞洞板一个; 8、LED灯若干。
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2.1 基于51单片机的最小系统的设计
STC89C51RC是采用8051核的ISP(In System Programming)在系统可编程芯片,最高工作时钟频率为80MHz,片内含8K Bytes的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,具有在系统可编程(ISP)特性,配合PC端的控制程序即可将用户的程序代码下载进单片机内部,省去了购买通用编程器,而且速度更快。STC89C51RC系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机,是高速/ 低功耗的新一代8051 单片机,全新的流水线/精简指令集结构,内部集成MAX810 专用复位电路。
组成部分包括:
1、一个八位中央处理器CPU;
2、一个片内震荡电路,时钟电路产生时钟信号,频率越高,速度越快;
3、128B的RAM。51中共有256BRAM单元,后面128B是寄存器;
4、4KB的ROM;
5、2个16位定时器/计数器;
6、32条可编程的I/O线,4个8位并行I/O端口P0、P1、P2、P3;
7、一个全双工串行口;
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8、5个中断源,两个外部中断源、两个定时器/计数器、中断源、一个串行中断源。 2.2 时钟电路
系统的时钟电路设计是采用的内部方式,即利用芯片内部的振荡电路。stc89C51单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C3和C4构成并联谐振电路,接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求,但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此,此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz,电容应尽可能的选择陶瓷电容,电容值约为30μF。 2.3 复位电路
复位是由外部的复位电路来实现的。片内复位电路是复位引脚RST通过一个斯密特触发器与复位电路相连,斯密特触发器用来抑制噪声,它的输出在每个机器周期的S5P2,由复位电路采样一次。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。 2.4 电源电路
STC89c51的工作电压为5v,本任务中采用USB转串口供电,方便。其中有两个引脚是数据通信的。 2.5 呼吸灯
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采用普通蓝色雾状LED小灯泡,电压范围2.7V—4V之间。电流约为20mA。为保护LED灯,每个LED灯均串联了一个10K的电阻。
2.6 程序下载电路
用USB转串口线把电脑的USB口和单片机的串口连接;USB的rxd接单片机的txd,USB的txd接单片机的rxd。
3 软件基础与设计
3.1 Keil uVision4集成开发环境的认识
2009年2月发布Keil uVision4,Keil uVision4引入灵活的窗口管理系统,使开发人员能够使用多台监视器,并提供了视觉上的表面对窗口位置的完全控制的任何地方。新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口,提供一个整洁,高效的环境来开发应用程序。新版本支持更多最新的ARM芯片,还添加了一些其他新功能。
2011年3月ARM公司发布最新集成开发环境RealView MDK开发工具中集成了最新版本的Keil uVision4,其编译器、调试工具实现与ARM器件的最完美匹配。
Keil uVision4 的主要特点如下:
最新的Keil uVision4 IDE,旨在提高开发人员的生产力,实现更快,更有效的程序开发。
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