單片機(jī)彩燈心得體會
本文提出了一種基于AT89C51單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對LED彩燈的控制。本方案以AT89C51單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅(qū)動(dòng)等模塊組成核心主控制模塊。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家收集整理的單片機(jī)彩燈心得體會，歡迎大家閱讀。
單片機(jī)彩燈心得體會篇1
一、設(shè)計(jì)題目
藝術(shù)彩燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
二、設(shè)計(jì)內(nèi)容
1.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)具有復(fù)位功能的單片機(jī)小系統(tǒng)。
2.利用單片機(jī)進(jìn)行燈光的場景開關(guān)控制。
3.利用單片機(jī)進(jìn)行燈光的循環(huán)點(diǎn)亮控制及速度變化控制。
4.利用單片機(jī)進(jìn)行燈光的色彩連續(xù)變化效果控制。
5.利用單片機(jī)進(jìn)行燈光的三色聯(lián)動(dòng)定時(shí)控制。
6. 配合2至5項(xiàng)中功能，實(shí)現(xiàn)液晶屏輸出功能或狀態(tài)信息。(受器件條件限制，只需仿真方式實(shí)現(xiàn)。)
7. 以調(diào)節(jié)5或4項(xiàng)中的時(shí)間為例實(shí)現(xiàn)基于4X4鍵盤的輸入功能。(受器件條件限制，只需仿真方式實(shí)現(xiàn)。)
三、設(shè)計(jì)要求
1.能啟動(dòng)、停止;
2.能通過開關(guān)進(jìn)行功能選擇;
3.要體現(xiàn)循環(huán)、組合和色彩變化的控制功能和效果，實(shí)現(xiàn)三色聯(lián)動(dòng)定時(shí)控制，
控制變化規(guī)律的類型或功能不少于5種;
4.要有完善的課程設(shè)計(jì)報(bào)告
四、設(shè)計(jì)流程
本課程設(shè)計(jì)是采用80C51單片機(jī)設(shè)計(jì)藝術(shù)彩燈，通過keil進(jìn)行c語言編程，通過protues進(jìn)行軟件硬件仿真。本設(shè)計(jì)成果，主要通過按鍵開關(guān)對彩燈進(jìn)行控制，包括燈光的場景開關(guān)控制、燈光的循環(huán)點(diǎn)亮控制及速度變化控制、燈光的色彩連續(xù)變化效果控制、燈光的三色聯(lián)動(dòng)定時(shí)控制，以上內(nèi)容均基于面包板完成。在4X4矩陣鍵盤和LCD液晶顯示方面均在仿真下完成。
五、設(shè)計(jì)方案
(一)硬件設(shè)計(jì)
(1)單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
80c51單片機(jī)最小系統(tǒng)是由晶體振蕩器和復(fù)位電路構(gòu)成，如圖所示 晶振電路： 復(fù)位電路：
(2)單片機(jī)外部電路設(shè)計(jì)
單片機(jī)外部電路由八個(gè)彩燈，4X4矩陣鍵盤，1602LCD液晶顯示和4個(gè)獨(dú)立按鍵開關(guān)組成。以上電路可以完成本課程設(shè)計(jì)要求的所有功能。
單片機(jī)彩燈心得體會篇2
一. 概述
1.1 藝術(shù)彩燈的設(shè)計(jì)背景及意義
彩燈是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N裝飾用品，它美觀大方，尤其在節(jié)日期間，倍增節(jié)日氣氛。它蘊(yùn)涵著豐富的文化底蘊(yùn)，被廣泛地應(yīng)用于各種店面的裝飾。變換無窮的彩燈樣式，給城市增添活力，吸引著人們的注意力，深受人民的喜愛。在日常生活中，人們還將彩燈擺放成各種圖案，增添美感。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)向著小型化、快速化、大容量、重量輕的方向發(fā)展。科學(xué)技術(shù)更加貼近人們的生活，向著滿足人們需求的方向發(fā)展。節(jié)日彩燈的設(shè)計(jì)與制作工藝也一步一步的走向成熟。
1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能概述
本設(shè)計(jì)是以AT89C51單片機(jī)為基礎(chǔ)的音樂彩燈控制方案，來實(shí)現(xiàn)對LED彩燈的控制。以AT89C51單片機(jī)作為主控核心，通過匯編語言來控制單片機(jī)按下“開始”按鍵，8個(gè)LED燈從上到下開始循環(huán)點(diǎn)亮，按下“上”按鍵，燈由上向下流動(dòng)，按下“下”按鍵，燈由下向上流動(dòng)，按下“停止”按鍵，所有燈為暗。
二.彩燈設(shè)計(jì)內(nèi)容簡要：
2.1彩燈設(shè)計(jì)任務(wù)：
以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)日音樂彩燈控制器。
2.2彩燈設(shè)計(jì)要求：
P1.2----開始，按此鍵則燈開始流動(dòng)(由上而下)。
P1.3----停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。
P1.4----上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。
P1.5----下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。
2.3彩燈總體控制框圖：
三.硬件電路設(shè)計(jì)：
3.1硬件組成
按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。AT89C51單片機(jī)是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，具有豐富的內(nèi)部資源：4kB閃存、128BRAM、32根I/O口線、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、5個(gè)向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、2個(gè)全雙工的串行口，具有4.25～5.50V的電壓工作范圍和0～24MHz工作頻率，使用AT89C51單片機(jī)時(shí)無須外擴(kuò)存儲器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)
3.2 AT89C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：
AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)的單片機(jī)芯片，它采用靜態(tài)CMOS 工藝制造8位微處理器，最高工作頻率位24MHZ。
管腳說明：
RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。
P0口：P0口為一個(gè)8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。
P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。
P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出
電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。
P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL)這是由于上拉的緣故。
ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。
PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號將不出現(xiàn)。
EA/VPP：當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲器
(0000H-FFFFH)，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲器。 XTAL1和XTAL2：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。
單片機(jī)彩燈心得體會篇3
1、引言
隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐 富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場上各式樣的LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場合、不同時(shí)間段的需要來調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài) 參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過多、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。
本文提出了一種基于AT89C51單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對LED彩燈的控制。本方案以AT89C51單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅(qū)動(dòng)等模塊組成核心主控制模塊。在主控模塊上設(shè)有8個(gè)按鍵和5位七段碼LED顯示器，根據(jù)用戶需要可以編寫若干種亮燈模式，利用其內(nèi)部定時(shí)器T0實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本單位時(shí)間為5 ms的定時(shí)中斷，根據(jù)各種亮燈時(shí)間的不同需要，在不同時(shí)刻輸出燈亮或燈滅的控制信號，然后驅(qū)動(dòng)各種顏色的燈亮或滅。該新型LED彩燈及其控制器是上海某公司委托開發(fā)產(chǎn)品，產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用效果較好，亮燈模式多，用戶可以根據(jù)不同場合和時(shí)間來調(diào)節(jié)亮燈頻率和亮燈時(shí)間。與普通LED彩燈相比，具有體積小、價(jià)格低、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。?
摘要：介紹了一種新型的LED彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以AT-89C51單片機(jī)作為主控核心，與按鍵、顯示器等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實(shí)現(xiàn)對LED彩燈進(jìn)行控制。本系統(tǒng)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單及容易操作等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：LED彩燈;AT89C51單片機(jī);彩燈控制器;模塊設(shè)計(jì)
2、系統(tǒng)功能
新型LED彩燈分為2部分，即彩燈控制器(主控模塊)和管內(nèi)LED板模塊(受控模塊)。彩燈控制器可直接與220 V交流市電相連接，經(jīng)過開關(guān)電源變換，輸出直流工作電壓，一方面為管內(nèi)LED模塊提供12 V工作電源，另一方面為主控模塊單片機(jī)系統(tǒng)(彩燈控制器)提供5 V工作電源。整個(gè)系統(tǒng)工作由軟件程序控制運(yùn)行，根據(jù)需要，用戶可以在LED彩燈工作時(shí)通過主控模塊上的按鍵來設(shè)定亮燈時(shí)間和燈光閃動(dòng)頻率。
上電后系統(tǒng)經(jīng)過初始化，查詢是否有功能切換鍵按下：有，則進(jìn)入用戶設(shè)定模式狀態(tài);無，則進(jìn)入默認(rèn)缺省工作狀態(tài)。在用戶設(shè)定模式狀態(tài)下，用戶可以根據(jù)個(gè)人愛好及不同場合的需要來指定調(diào)用哪些模式，并且可以改變每種模式的時(shí)間Ti、頻率Fi參數(shù)，如果用戶想進(jìn)入缺省狀態(tài)模式，只需按一下功能切換鍵即可跳入缺省模式，程序會自動(dòng)順序調(diào)用亮燈模式;在缺省工作狀態(tài)下，LED彩燈控制器按照程序設(shè)定好的若干亮燈花樣模式程序Model_i順序調(diào)用往下走，從第Model_1模式開始工作，自Model_1到Model_2……到Mod el_n為一個(gè)亮燈周期，然后再回到Model_1循環(huán)繼續(xù)工作，同樣如果想進(jìn)入用戶設(shè)定模式狀態(tài)，只需按下功能切換鍵即可。整個(gè)n種亮燈模式時(shí)間可以看作一個(gè)大周期T，其中的每一種花樣工作模式Model_i(i=1，2，…，n)時(shí)間為小周期Ti，對于每一個(gè)模式編寫一個(gè)獨(dú)立工作子程序Model_i，其中設(shè)定了LED三色燈(紅、綠、藍(lán))的點(diǎn)亮?xí)r刻(RED_on，GREEN_on，BLUE_on)和熄滅時(shí)刻(RED_off，GREEN_off，BLU E_off)，以及模式工作時(shí)間Ti以及該模式LED閃爍頻率Fi。5位七段碼顯示器的前2位(L1，L2)顯示當(dāng)前工作模式的序號Model_i;后3位(L3，L4，L5)七段碼 顯示三色LED的工作狀態(tài)，若該顏色燈點(diǎn)亮則對應(yīng)七段碼顯示位為“1”，反之熄滅時(shí)則顯示位為“滅”即不顯示，對系統(tǒng)工作狀態(tài)起到了很好的實(shí)時(shí)監(jiān)控作用。
因此在LED彩燈上電工作后，用戶可以方便地通過主控模塊上的顯示器知道LED彩燈當(dāng)前工作模式Model_i，工作時(shí)間Ti，頻率Fi等實(shí)時(shí)參數(shù)。若實(shí)際應(yīng)用需要根據(jù)不同場合和時(shí)間來改變彩燈閃亮效果，用戶可以通過主控模塊上的按鍵來設(shè)定LED不同的閃爍頻率Fi和亮燈時(shí)間Ti，以便符合實(shí)際需要。此外如果用戶對某一種模式感興趣需要仔細(xì)觀看該種亮燈模式，可以通過鍵盤選定任意第Model_i模式使系統(tǒng)循環(huán)重復(fù)工作在該花樣模式下。?
3、硬件設(shè)計(jì)
新型LED彩燈系統(tǒng)包括2大部分，即LED彩燈控制器(89C51主控模塊)和LED彩燈管(管內(nèi)LED板模塊)。前者是主控模塊，具有按鍵、顯示等功能，并利用89C51的P口輸出控制信號;后者是受控模塊，上面焊有三色LED彩燈和信號驅(qū)動(dòng)芯片，模塊置于LED的透明燈管內(nèi)。
3.1、主控模塊電路設(shè)計(jì)
主控模塊電路如圖1所示。主控模塊主要設(shè)計(jì)器件有89C51，5個(gè)七段碼LED顯示器，8個(gè)按鍵，2個(gè)穩(wěn)壓器(提供12 V，5 V電壓)，1個(gè)信號輸出驅(qū)動(dòng)模塊芯片(MC4049)等。通過軟件設(shè)計(jì)，使單片機(jī)P0口作為三色LED驅(qū)動(dòng)信號輸出口及移位時(shí)鐘CLOCK信號，P3口為按鍵輸入口，P2口、P1口與5位七段碼LED相接作為顯示器的輸出口。
3.2、管內(nèi)LED板模塊設(shè)計(jì)
管內(nèi)LED板模塊電路見圖2。管內(nèi)LED板模塊設(shè)計(jì)主要器件有LED彩燈(紅、綠、藍(lán))、移位觸發(fā)模塊芯片CD4076等。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用彩燈長度需要，可將不同數(shù)量的該管內(nèi)LED模塊實(shí)現(xiàn)級連，組成一個(gè)完整的LED彩燈?？紤]到功率損耗，LED板模塊之間接口處用信號正向驅(qū)動(dòng)模塊芯片MC4049連接。每個(gè)LED板模塊上均勻分布3種顏色 LED燈，在實(shí)際制作PCB時(shí)采用紅、綠、藍(lán)3色互隔焊接方式，在電路板上把LED發(fā)光管按順序L1(紅)、L2(綠)、L3(藍(lán))、L4(紅)、L5(綠)、L6(藍(lán))……依次均勻焊在板上成一條直線。為了得到更多的花樣模式效果，可以使紅綠2種燈從前往后驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮閃爍，藍(lán)燈從后往前驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮閃爍，這樣具有很好的動(dòng)感視覺效果。
4、軟件設(shè)計(jì)
新型LED彩燈控制器最大特點(diǎn)在于所有亮燈模式均由軟件控制完成。系統(tǒng)中軟件可以分為主程序和中斷服務(wù)子程序。上電后在缺省狀態(tài)以順序調(diào)用Model_i花樣亮燈模式流程為主程序，以一個(gè)單位時(shí)間5 ms的T0定時(shí)為中斷服務(wù)子程序。在這個(gè)5 ms的T0定時(shí)基礎(chǔ)上，可以根據(jù)需要來確定各種模式工作時(shí)間Ti，以及確定在各種亮燈模式Mode l_i內(nèi)點(diǎn)亮和熄滅各種顏色LED燈的時(shí)刻：Red_on，Red_off，Green_on，Green_off，Blue_on，blue_off以及Clock(移位翻轉(zhuǎn)脈沖)等。整個(gè)系統(tǒng)軟件由主程序( Main)、各個(gè)模式子程序(Model_i)、5 ms中斷服務(wù)子程序(T0 Interrupt)、鍵盤掃描處理子程序(Key Board)、顯示子程序(Display)等程序組成。利用T0定時(shí)器作為定時(shí)基本單位，根據(jù)模式需要計(jì)算好各控制信號的發(fā)生時(shí)刻，根據(jù)不同的模式Mo del_i可以設(shè)定不同的工作時(shí)間Ti和脈沖翻轉(zhuǎn)頻率Fi通過P0口輸出，使各色L ED燈的驅(qū)動(dòng)時(shí)刻與移位觸發(fā)的翻轉(zhuǎn)時(shí)刻步調(diào)一致，使LED彩燈按照設(shè)計(jì)的模式工作。
除了T0定時(shí)中斷之外，程序的大部份時(shí)間是在處理按鍵的查詢和LED顯示的延時(shí)。8個(gè)按鍵分別為：4個(gè)參數(shù)按鍵(Fi增、減按鍵，Ti增、減按鍵)，3個(gè)模式改變按鍵(模式上翻UP、模式下翻DOWN、模式保持KEEP)，1個(gè)功能切換按鍵。在每次的T0定時(shí)中斷服務(wù)子程序里，需要對各個(gè)時(shí)間寄存器和模式寄存器進(jìn)行加1或者清，為主程序查詢作準(zhǔn)備，同時(shí)查詢是否已中斷6次(30 ms)，若30 ms到了，則對參數(shù)按鍵查詢一次，是否有時(shí)間Ti頻率Fi增減鍵按下并進(jìn)行相應(yīng)子程序處理。
主程序除了調(diào)用各種子模式子程序(Model_i)，調(diào)用LED顯示子程序(Display)和延時(shí)子程序(Delay)之外，還一直保持查詢是否有功能切鍵按下以及是否有模式改變按鍵按下，一旦有功能切換鍵和模式改變鍵按下，就會進(jìn)入相應(yīng)的按鍵處理。? 主程序流程如圖3所示。亮燈模式子程序Model_i可以編寫若干(n種)，只要控制好各色燈觸發(fā)和熄滅時(shí)刻就可以組合成各種亮燈效果。
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