单片机课程设计-节日彩灯控制.doc

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1、单片机系统课程设计成绩评定表设计课题节日彩灯控制学院名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：31-510设计时间：2015-1-1～2015-01-10指导教师意见：成绩:签名：年月日单片机系统课程设计课程设计名称：节日彩灯控制专业班级：学生姓名：学号：指导教师：课程设计地点：31-510课程设计时间：2015-1-1～2015-01-10单片机系统课程设计任务书学生姓名李雪换专业班级电气F1205学号0题目节日彩灯控制设计课题性质工程设计课题来源老师给的指导教师臧海河主要内容（参数）以单片机为核心，设计一个节日彩灯控制器其功能如下:1.P1.0—开始，按此键则灯开始流

2、动（由上而下）。2. P1.1—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。 3.P1.2—上，按此键则灯由上向下流动。 4.P1.3—下，按此键则灯由下向上流动任务要求（进度）第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。第5-6天：软件设计，编写程序。第7-8天：实验室调试。第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字。主要参考资料审查意见系（教研室）主任签字：年月日目录1引言42总体方案设计

3、42.1方案比较42.2方案论证62.3方案选择63硬件电路设计63.1单片机最小系统设计63.2LED彩灯显示电路设计73.3按键控制电路设计84统软件设计94.1键盘扫描软件序设计94.2延时程序软件序设计104.3主程序软件设计115总结126仿真结果13附录A总原理图17附录B总程序181引言彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。新中国成立后，彩灯艺术得到了更大的发展，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出。而随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多节日的气氛里可以看到彩色霓虹灯，这种LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低

4、廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用。其将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。在当今的社会里，彩灯已经成为我们生活的一部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的生活2总体方案设计通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因.2.1方案比较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

5、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其框图如图1所示。图一:方案一原理框图方案二: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彩灯循环系统的设计，来达到本设计的要求。以单片机为核心控制，由单片机最小系统（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。此设计方案中单片机的P1口接4路按键控制电路，实现彩灯花型的切换功能；单片机的P1口引脚接上四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P0口接8路LED发光二极管组成彩灯电路

6、，显示彩灯循环情况,该电路的原理框图如图二所示图二:方案二原理框图2.2方案论证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2.3方案选择综上，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3硬件电路设计3.1单片机最小系统设计要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。单片机最小系统如图3所示。 时钟电路：本

7、系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个33p微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。 复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。图三:时钟电路与复位电路原理图3.2LED彩灯显示电路设计LED彩灯显示电路