單片機(jī)節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)

節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)要求：

以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)日彩燈控制器：

K1—開始，按此鍵則燈開始流動(dòng)（由上而下）。

K2—停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。

K3—下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。

K4—交替閃爍，按此鍵則奇數(shù)序號(hào)燈與偶數(shù)序號(hào)燈交替閃爍。

二、方案論證：

通過(guò)查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，并結(jié)合自己的實(shí)際知識(shí)，我提出課兩種技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)該公能。下面我將首先對(duì)這兩種方案的組成框圖和實(shí)現(xiàn)原理分別進(jìn)行說(shuō)明，并分析比較它們的特點(diǎn)，然后闡述我最終選擇方案的原因。

1 方案比較

彩燈控制器課分為兩種方案實(shí)現(xiàn)。一種是利用數(shù)字邏輯電路裝置控制，另一種是采用單片機(jī)控制。

1.1 方案一

根據(jù)任務(wù)要求介紹的彩燈控制電路的基本組成，可以確定彩燈控制器應(yīng)由振蕩器、計(jì)數(shù)/時(shí)序分配電路、移位寄存器和彩燈顯示五部分組成。其框圖如圖所示。

1.2 方案二

本方案主要是通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)的多控制、多閃爍方式的LED彩燈循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，來(lái)達(dá)到本設(shè)計(jì)的要求、其硬件構(gòu)成框圖如圖所示，以單片機(jī)為核心控制，由單片機(jī)最小系統(tǒng)（時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源）、按鍵控制電路、LED發(fā)光二極管和5V直流電源組成。

2 方案論證

如果采用方案一，利用數(shù)字邏輯電路裝置控制，其電路不是很復(fù)雜，制作相對(duì)較容易，成本也相對(duì)較低，但可調(diào)性差，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，達(dá)不到設(shè)計(jì)任務(wù)要求或?qū)崿F(xiàn)困難。而采用方案二，以單片機(jī)控制其優(yōu)點(diǎn)是電路集成度高，工作原理簡(jiǎn)單，清晰明了，自定義編程，控制的圖案花樣多，移植性好等。

3 方案選擇

綜上，顯然方案二各方面優(yōu)于方案一，以及為了體現(xiàn)專業(yè)優(yōu)勢(shì)，本次設(shè)計(jì)采用方案二。

三、理論設(shè)計(jì)：

1、主程序設(shè)計(jì)

程序啟動(dòng)時(shí)跳轉(zhuǎn)到鍵盤判斷模塊程序中，此程序里面包含K1—K4的按鍵情況判斷，循環(huán)檢測(cè)直到有按鍵按下的時(shí)候，程序轉(zhuǎn)去相對(duì)應(yīng)的按鍵的彩燈顯示的模塊。

2、鍵盤掃描程序

四、電路仿真和仿真結(jié)果分析：

1 仿真電路

1.1 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路

1.2 按鍵控制電路

1.3 LED顯示電路

2 仿真結(jié)果分析：

此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果較好，經(jīng)Proteus軟件仿真系統(tǒng)的調(diào)試，可檢測(cè)出仿真電路正常；對(duì)應(yīng)按鍵按下，彩燈出現(xiàn)不同花型，實(shí)現(xiàn)了多控制、多閃爍的LED彩燈循環(huán)；經(jīng)以上仿真測(cè)試證實(shí)，本設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)要求的預(yù)期功能。

五、心得體會(huì)：
本次作業(yè)設(shè)計(jì)以C51單片機(jī)為核心，控制電路、LED顯示電路、以及單片機(jī)最小系統(tǒng)等模塊組成的核心主控制電路，實(shí)現(xiàn)了由單片機(jī)對(duì)LED燈的控制。

通過(guò)對(duì)軟件的仿真調(diào)試，對(duì)彩燈控制器的運(yùn)行成果滿意，實(shí)現(xiàn)了題目的要求，同時(shí)此設(shè)計(jì)具有電路簡(jiǎn)單、易操作、成本小、體積小、耗能低等優(yōu)點(diǎn)。

但是在設(shè)計(jì)中也出現(xiàn)了一些問題，在程序編寫過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自己有的知識(shí)模塊模糊，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)速度減緩，通過(guò)c程序的編寫實(shí)驗(yàn)就發(fā)現(xiàn)自己很多地方的不足，在查閱資料和同學(xué)的幫助下才解決了困難，這都是以后要多學(xué)習(xí)的地方。


單片機(jī)源程序如下:

#include

#define uchar unsigned char //宏定義

#define uint unsigned int

sbit k1=P1^2; //位定義

sbit k2=P1^3;

sbit k3=P1^4;

sbit k4=P1^5;

uchar a=0; //定義所需變量

uchar b;

uchar code table1[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //從上到下流水?dāng)?shù)組

uchar code table2[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //從下到上流水?dāng)?shù)組

void delay_ms(uint xms) //延時(shí)函數(shù)

{

uint i,j;

for(i=xms;i>0;i--)

for(j=110;j>0;j--);

}

void key_scan(uchar b) //按鍵掃描

{

if(b==1) //若K1按下

{

while(k2==1&&k3==1&&k4==1)

{

for(a=0;a<8;a++) //執(zhí)行從上到下流水操作

{

P0=table1[a];

delay_ms(100);

}

a=0;

}

}

if(b==2) //若K2按下

{

while(k1==1&&k3==1&&k4==1)

{ //P0全部輸出高電平，關(guān)閉LED

P0=0xff;

}

}

if(b==3) //若K3按下

{

while(k1==1&&k2==1&&k4==1)

{

for(a=0;a<8;a++) //執(zhí)行從下到上流水操作

{

P0=table2[a];

delay_ms(100);

}

a=0;

}

}

if(b==4) //若K4按下

{

while(k1==1&&k2==1&&k3==1)

{

P0=0xaa; //奇偶位分別點(diǎn)亮

delay_ms(100);

P0=0x55;

delay_ms(100);

}

}

}

void main(void) //主函數(shù)

{

TMOD=0X01; //定時(shí)器中斷初始化

TH0=(65536-1000)/256;

TL0=(65536-1000)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

while(1);

}

void T0_time() interrupt 1 //中斷服務(wù)函數(shù)

{

TH0=(65536-1000)/256;

TL0=(65536-1000)%256;

if(k1==0)b=1;

if(k2==0)b=2;

if(k3==0)b=3;

if(k4==0)b=4;

key_scan(b);

}

復(fù)制代碼

審核編輯：湯梓紅