开关键盘流水灯设计1

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1、课程设计说明书-13-开关/键盘控制流水灯的研究绪论本文主要介绍了一种新型的LED灯控制系统的设计方法,以AT-89C51单片机作为主控核心,与按键、显示器等较少的辅助硬件电路相结合,利用软件实现对LED彩灯进行控制。本系统具有体积小、硬件少电路结构简单及容易操作等优点。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低电压、高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。

2、该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。关键字:AT89C51,LED控制器课程设计说明书-13-目录1引言22系统功能23硬件设计33.1主控模块电路设计43.2管内LED板模块设计44软件设计5结论9致谢10参考文献11课程设计说明书-13-1引言随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰

3、富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点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,影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本文提出了一种基于AT89C51单片机的彩灯控制方案,实现对LED彩灯的控制。本方案以AT89C51单片机作为主控

4、核心,与键盘、显示、驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有8个按键和5位七段码LED显示器,根据用户需要可以编写若干种亮灯模式,利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为5ms的定时中断,根据各种亮灯时间的不同需要,在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号,然后驱动各种颜色的灯亮或灭。该新型LED彩灯及其控制器是上海某公司委托开发产品,产品实际应用效果较好,亮灯模式多,用户可以根据不同场合和时间来调节亮灯频率和亮灯时间。与普通LED彩灯相比,具有体积小、价格低、低能耗等优点。2系统功能课程设计说明书-13-新型LED彩灯分为2部分,即彩灯控制器(主控模块)和管内LED板模块(受控模块)。彩

5、灯控制器可直接与220V交流市电相连接,经过开关电源变换,输出直流工作电压,一方面为管内LED模块提供12V工作电源,另一方面为主控模块单片机系统(彩灯控制器)提供5V工作电源。整个系统工作由软件程序控制运行,根据需要,用户可以在LED彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯时间和灯光闪动频率。上电后系统经过初始化,查询是否有功能切换键按下:有,则进入用户设定模式状态;无,则进入默认缺省工作状态。在用户设定模式状态下,用户可以根据个人爱好及不同场合的需要来指定调用哪些模式,并且可以改变每种模式的时间Ti、频率Fi参数,如果用户想进入缺省状态模式,只需按一下功能切换键即可跳入缺省模式,程序会自

6、动顺序调用亮灯模式;在缺省工作状态下,LED彩灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序Model_i顺序调用往下走,从第Model_1模式开始工作,自Model_1到Model_2……到Model_n为一个亮灯周期,然后再回到Model_1循环继续工作,同样如果想进入用户设定模式状态,只需按下功能切换键即可。整个n种亮灯模式时间可以看作一个大周期T,其中的每一种花样工作模式Model_i(i=1,2,…,n)时间为小周期Ti,对于每一个模式编写一个独立工作子程序Model_i,其中设定了LED三色灯(红、绿、蓝)的点亮时刻(RED_on,GREEN_on,BLUE_on)和熄灭时刻(RE

7、D_off,GREEN_off,BLUE_off),以及模式工作时间Ti以及该模式LED闪烁频率Fi。5位七段码显示器的前2位(L1,L2)显示当前工作模式的序号Model_i;后3位(L3,L4,L5)七段码显示三色LED的工作状态,若该颜色灯点亮则对应七段码显示位为“1”,反之熄灭时则显示位为“灭”即不显示,对系统工作状态起到了很好的实时监控作用。因此在LED彩灯上电工作后,用户可以方便地通过主控模块上的

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