宿州学院
微机应用课程设计报告
课题名称： 节日彩灯控制器设计 专 业： 电气工程及其自动化
班 级： 10 电 气 (1) 班 姓 名： 舒 杰 学 号: 2010080451 地 点： 工 C310 时 间： 2013.5.27-2013.5.31 指导老师： 李文艺 李娜 汪材印
目 录
摘 要 .................................................................... 1 第1章 方案设计 .......................................................... 2
1.1 设计方案 ......................................................... 2 1.2 方案选择 ......................................................... 3 第2章 硬件设计 .......................................................... 4
2.1 直流稳压电源电路 ................................................. 4 2.2 单片机最小系统 ................................................... 4 2.3 LED节日彩灯显示电路 .............................................. 5 2.4 按键控制电路 ..................................................... 6 2.5 串口电路 ......................................................... 7 第3章 软件设计 .......................................................... 9 第4章 系统仿真调试 ..................................................... 11
4.1 系统仿真 ........................................................ 11 4.2 仿真调试 ........................................................ 11 总 结 ................................................................... 13 参考文献 ................................................................. 14 附录1 节日彩灯控制器仿真电路图 ......................................... 15 附录2 节日彩灯控制器控制程序代码 ....................................... 16
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摘 要
近年来LED技术的发展引起了国内外光源界的普遍关注，现已成为极具有发展前景和较高影响力的高新技术产品。与此同时，各种与LED相关的电子产品不断涌现在市场上。本文介绍了一种简易LED节日彩灯控制器的软硬件设计过程，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。利用软件编程收录程序到单片机来实现对LED节日彩灯进行控制，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。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 LED节日彩灯；彩灯控制系统；闪烁方式
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第1章 方案设计
随着人们生活水平的提高和生活质量的改善，在充满浓郁都市气息的大城市中可以看到各种各样的彩色霓虹灯。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优势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。
1.1 设计方案
彩灯控制器大致可分为两种方案实现。一种是利用电子电路装置控制，另一种是采用单片机控制。
方案一：
根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。其框图如图1-1所示。
振荡电路 控制电路 计数器 译码器 LED显示电路 图1-1 彩灯循环控制器硬件框图
方案二：
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节日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1-2所示，以单片机为核心控制，由
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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。
时钟 电路 复位 电路 AT89C51单片机 按键控制电路 LED 彩灯 直流5V电源电路 供电
信号
图1-2 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P1口接5路按键控制电路，实现彩灯花型的切换功能；单片机的P3.7引脚接上一个按钮开关以实现对彩灯闪烁频率的控制，即实现了快慢两种节拍实现花型的变换；单片机上的P2口接八路LED发光二极管组成彩灯电路，显示彩灯循环情况。
1.2 方案选择
结合设计任务书比较以上两种方案可知：利用电子电路装置控制，其电路不很复杂，制作相对较容易点，成本也相对较低，但可调性差，亮灯模式少而且样式单调，达不到设计任务要求或实现困难。采用单片机控制其优点是电路集成度高，工作原理简单，清晰明了，自定义编程，控制的图案花样多，移植性好等。
综上，显然方案二各方面优越于方案一，以及为了体现专业优势，本次设计采用第二种方案。
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节日彩灯控制器设计 (1)(DOC)
