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1摘要.....................................................................错误！未定义书签。
2 系统设计................................................................- 2 -
2.1 设计任务与要求.....................................................-
3 -
2.2 方案的选择与论证...................................................-
3 -
3 系统硬件设计............................................................- 3 -
3.1 控制器模块.........................................................-
4 -
3.2 按键模块...........................................................-
6 -
3.4 LED显示模块........................................................-
6 -
3.5硬件元件清单.......................................................-
7 -
4软件设计与仿真...........................................................- 7 -
4.1主程序设计.........................................................-
7 -
4.2 仿真软件简介 (8)
4.3 仿真结果 (10)
4.4 系统调试 (10)
4.5 误差分析 (11)
结束语..................................................................- 12 -
参考文献 (13)
附录程序代码 (14)
摘要：
随着电子技术的迅速发展，单片机得到了越来越多的应用。本设计用单片机8951结合LED制作了一种新型的LED彩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。
关键字：LED彩灯；AT89C51单片机；彩灯控制器；模块设计
系统设计
2.1 设计任务与要求
2.1.1 设计任务
（1）设计一个基于单片机的花样彩灯；
（2）在设计过程中，选择1～2个单元电路使用仿真软件（例如Proteus等）进行仿真调试；
（3）用计算机绘制所有的电路图。
2.1.2 设计要求
（1）设计一个花样彩灯。
（2）彩灯至少有7种工作模式。
（3）当按下按键后，模式可以复位。
2.2 方案的选择与论证
2.2.1 总体设计方案
方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难。
方案二：过单片机控制二极管的闪烁，通过中断来改变模式同时串行输出数码管。P0，P1口接16个二极管，P3口接扩展板的数码显示接口。
该方案简单，易于设计和控制。
3 系统硬件设计
按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT-89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，使用AT-89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本彩灯控制系统实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。其具体硬件组成如图1所示。
图1彩灯硬件原理图
从图1中可以看出，如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要让接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现彩灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做彩灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“彩灯”效果了。
3.1 控制器模块
本系统控制器芯片采用AT89C51单片机，其管脚图如图3所示。
D8-D6：数据输入线。
RESET：复位端口。
T0，T1：计数器端口外部计数脉冲输入线。
XTAL1，XTAL2：时钟电路。
VCC：供电电压。
GND：接地。
图3 89C51功能说明图
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8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。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。
AT89C51具有以下特性：与MCS-51 兼容,4K字节可编程闪烁存储器,寿命：1000写/擦循环,数据保留时间：10年,全静态工作：0Hz-24MHz,三级程序存储器锁定,128×8位内部RAM,32可编程I/O线,两个16位定时器/计数器,5个中断源,可编程串行通道,低功耗的闲置和掉电模式、片内振荡器和时钟电路。
3.2 按键模块
采用如下所示电路来实现控制花样彩灯的复位，按下开关，单片机复位，花样彩灯按模式一闪烁。
图
电源电路有三端稳压器7805和电容组成，外部电池供电，BAT接7V左右的电压，稳压输出5V的电压。电源电路如图4所示。
图4.电源电路
3.4 LED显示模块
LED显示电路由单片机89C51的P0口,P1口和P2口与发光二极管相连，低电平二极管发光。LED显示电路如图2所示。
图2.LED显示电路
3.5硬件元件清单
系统元器件清单见表2。
表2 系统元器件清单
4软件设计与仿真
本系统程序包括主程序、键盘扫描子程序、发送键码子程序、发送数据子程序、接
收命令子程序等。主程序用于系统初始化，子程序调度等。键盘扫描子程序用于扫描键盘状态，将被按键的位置号存入缓冲器中。发送键码子程序用于将缓冲区键的接通码或断开码发送给单片机接口。发送数据子程序用于将数据发给单片机接口。接收命令子程序用于接收单片机接口发来的键盘命令。
4.1主程序设计
程序流程图：
中断程序：
主程序：
4.2 仿真软件简介
P roteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：（1）实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试
器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。
（2）支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：ARM7(LPC21xx)、8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多种外围芯片。
（3）提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Keil C51 uVision2、MPLAB 等软件。
（4）具有强大的原理图绘制功能。
总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。
Proteus7.5是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，可以仿真51系列、AVR、PIC 等常用的MCU及其外围电路（如LCD、RAM、ROM、键盘、马达、LED、AD/DA、部分SPI 器件、部分IIC器件等）。
软件编译采用KEIL C51软件，Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。
Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。
4.3 仿真结果
先按复位键，系统初始化，然后8个LED开始按照要求闪烁，分别按下列模块点亮：模块1：循环单向闪烁，只有一个灯亮
模块2：循环单向闪烁，只有两个灯亮
模块3：循环往复闪烁，只有一个灯亮
模块4：全亮全灭
模块5：顺次点亮或者熄灭，多个灯亮
模块6：顺次点亮或者熄灭，多个灯亮，一次点亮两个
模块7：双端对称往返闪烁
4.4 系统调试
在调试过程中主要是对程序的修改，特别是延时子程序。开始延时较短时，当按下开关时，LED开始闪烁。如果延时较长则LED闪烁更慢。通过修改程序，将延时调到适中，系统正常工作。
4.5 误差分析
设定预设值后，记录模式一的数据，每次送出的数据是不同，具体的数据如下表1所示
后面几种模式的实验结果基本和理论值一样，没什么误差。
结束语
该设计是以AT-89C51单片机为主控芯片,与发光二极管、晶振电路、复位电路和电源电路组成，通过程序控制彩灯流水花样。本文所给程序实现的功能比较简单，旨在抛砖引玉，可以在此基础上扩展成更复杂的彩灯控制，比如键盘控制流水花样、控制流水灯显示数字或图案等等。
通过花样彩灯的制作，给我最大的体会是对一个程序整体的把握和控制，只有将子程序有效的结合起来，才能完成设计的目的。另外，在程序的调试过程中，我也遇到了很多意想不到的困难，在老师的帮助和自己的不懈努力下，我对伟福这款仿真软件有了更深的认识，将困难一一克服，使程序编译成功，仿真实现。
参考文献
[1] 吴金戎． 8051单片机实践与应用[M]．北京：清华大学出版社, 2003.8
[2] 王质朴． MCS-51单片机原理接口及应用[M] 北京：北京理工大学出版社，2009.11
[3] 皮大能．单片机课程设计指导书[M]．北京：北京理工大学出版社，2010.7
[4] 夏路易．单片机技术基础教程与实践[M]．北京：电子工业出版社, 2008.1
[5] 蒋辉平．基于Proteus的单片机系统设计与仿真实例[M]．北京：机械工业出版社, 2009.7
附录：程序清单
#include
#define uint unsigned int
void delay(uint);
main()
{
uint fre=0x04;
uint fre1,fre2;
uint comp1=0xfe,comp2=0x80;
while(1)
{
/*-------------------------------------------------------------
模块一：循环单向闪烁，只有一个灯亮
执行3次，转入下一种闪烁
------------------------------------------------------------*/ P1=0xfe;
while(1!=fre--)
{
fre1=0x08;
while(1!=fre1--)
{
delay(30000);
P1<<=1;
P1|=0x01;
if(P1==0x7f)
{
delay(30000);
P1=0xfe;
}
}
}
/*-------------------------------------------------------------
模块2：循环单向闪烁，只有两个灯亮
3次，转入下一种闪烁执行
-------------------------------------------------------------*/ P1=0xfc;
while(3!=fre++)
{
fre2=0x04;
while(1!=fre2--)
{
delay(30000);
P1<<=2;
P1|=0x03;
if(P1==0x3f)
{
delay(30000);
P1=0xfc;
}
}
}
/*------------------------------------------------------------- 模块3：循环往复闪烁，只有一个灯亮
执行3次，转入下一种闪烁
-------------------------------------------------------------*/ P1=0xfe;
fre1=0x04;
while(1!=fre1--)
{
while(P1!=0x7f)
{
delay(30000);
P1<<=1;
P1|=0x01;
}
while(P1!=0xfe)
{
delay(30000);
P1>>=1;
P1|=0x80;
}
}
/*------------------------------------------------------------- 模块4：全亮全灭
执行3次，转入下一模块
-------------------------------------------------------------*/
while(3!=fre1++)
{
delay(30000);
P1=0x00;
delay(30000);
P1=0xff;
}
/*------------------------------------------------------------- 模块5：顺次点亮或者熄灭，
多个灯亮，执行3次，转入下一模块
-------------------------------------------------------------*/
while(1!=fre1--)
{
P1=0xfe;
while(P1!=0x00)
{
delay(30000);
P1<<=1;
}
delay(30000);
P1=0x80;
while(P1!=0xff)
{
delay(30000);
P1>>=1;
P1|=0x80;
}
}
/*------------------------------------------------------------- 模块6：顺次点亮或者熄灭，多个灯亮，
一次点亮两个，执行3次，转入下一模块
-------------------------------------------------------------*/
while(3!=fre1++)
{
P1=0xfc;
while(P1!=0x00)
{
delay(30000);
P1<<=2;
}
delay(30000);
P1=0xc0;
while(P1!=0xff)
{
delay(30000);
P1>>=2;
P1|=0xc0;
}
delay(30000);
}
/*------------------------------------------------------------- 模块7：双端对称往返闪烁
执行3次，进行下一轮循环
-------------------------------------------------------------*/
P1=0x7e;
delay(30000);
while(1!=fre1--)
{
fre2=0x00;
while(6!=fre2++)
{
P1=0xff;
comp1<<=1;
comp1|=0x01;
comp2>>=1;
P1&=comp1;
P1^=comp2;
delay(3000000);
if(P1==0xe7)
{
comp1<<=1;
comp1|=0x01;
comp2>>=1;
}
if(comp2==0x01)
{
comp1=0xfe;
基于89c51单片机控制的LED音乐彩灯控制器的设计 随着人们对房屋的装饰需要彩灯，在许多城市可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的 灯光色彩，便宜的造价以及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础物已经成为一种时尚。但目前市场上各种各样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现， 电路结构复杂、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…… 本方案提出一种基于8951 单片机的彩灯控制方案，实现对LED 彩灯的控制。本方案以8951单片机作为主控核心，在主控模块上设有3个按键和8个LED显示灯，根据需要可以 编写若干种亮灯模式，利用其部定时器TO实现一个基本单位时间为1ms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。与普通LED彩灯相比，具有体积小、价格低、功耗低等优点。 2 系统功能 LED彩灯用软件控制硬件的方式来控制彩灯闪烁，即彩灯控制器和管LED模块。彩灯采 用8951提供+ 5V电压工作，经过电源变换，输出直流工作电压，一方面为管LED模块提供 + 5V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，则进入设定模式状态；无，则进入默认工作状态。在设定模式状态下，可以根据个人爱好及不同场合的需要来指定调用哪种模式，并且可以改变每种模式的时间T1、频率F1参数，在工作状态下，LED彩灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序顺序调用往下走，开始工作，依次8个等亮完为 一个亮灯周期，然后再回主循环继续工作，同样如果想进入其它设定模式状态，只需按下功能切换键即可。整个3 种亮灯模式时间可以看作一个大周期T, 对于每一个模式编写一个独立工作子程序，其中设定了从左到右点亮LED,从右到左点亮LED,还有自己定义的LED点 亮方式。 因此在LED彩灯上电工作后，可以方便地通过主控模块上的显示器指定LED彩灯当前 工作模块，工作时间Ti ，频率Fi 等实时参数。若实际应用需要根据不同场合和时间来改变彩灯闪亮效果，可以通过主控模块上的按键来设定LED不同的闪烁频率Fi和亮灯时间Ti , 以便符合实际需要。此外如果对某一种模式感兴趣需要仔细观看该种亮灯模式, 可以让程序 循环。 硬件设计 LED彩灯系统包括，即LED彩灯控制器（8951主控模块），LED彩灯在8951外部接一个震荡时钟频率。用8951的控制器，具有按键、显示等功能，并利用8951的P0 口的8个输 出端上面焊有8个LED彩灯，使用彩灯在软件的控制下工作。 主控模块电路设计 主控模块电路如图1所示。主控模块主要设计器件有89C51, 8个LED显示器，3个开 关按键，1个稳压器（5V电压），1个外部晶振振荡器信号输出驱动，4个电阻。通过软件设 计，使单片机P0 口作为三色LED驱动信号输出口及移位时钟CLOCK!号，8951的P0为LED 的输出口。 软件设计 LED彩灯控制器最大特点在于所有亮灯模式均由软件控制完成。系统中软件可以分为主 程序和中断服务子程序。上电后在按键控制灯的闪烁方式, 通过软件来控制循环, 以一个单位实际1ms的TO定时为中断服务子程序。在这个1ms的TO定时基础上，可以根据需要来确定各种模式工作时间Ti，以及确定在各种亮灯点亮和熄灭各种状态LED灯等。整个系统软 件由程序、各种模式子程序、1ms中断服务子程序、调用循环程序组成。利用TO定时器作
题目 基于单片机的彩灯设计 任务与要求 1.用三个按键开关K1,K2,K3组成一个独立式键盘，其中K1控制八个彩灯从左 向右依次循环点亮，K2控制八个彩灯从右向左依次循环点亮，K3控制八个彩灯按一定的时间间隔闪烁点亮。 2.给出硬件实现电路及软件程序 3.论文要求思路清晰，结构合理，语言流畅，书写格式符合要求。 开始日期 2011.12.19 完成日期 2011.12.30 2011年 12 月 18 日 一：课程设计任务 基于单片机设计一个彩灯 二：课程设计的要求： 利用89C51单片机设计彩灯，用三个按键开关K1,K2,K3组成一个独立式键盘，其中K1控制八个彩灯从左向右依次循环点亮，K2控制八个彩灯从右向左依次循环点亮，K3控制八个彩灯按一定的时间间隔闪烁点亮。
三：设计过程： 1.设计原理： 此次课程设计题目是基于单片机的彩灯设计，由课程设计的要求和任务，我采用的C语言编程，系统由AT89C51、LED 发光二极管、按键，可以实现彩灯的不同类型显示切换。其硬件电路主要有主控制器，LED显示电路,复位电路,晶振电路。系统程序的设计包括主程序的设计,中断服务程序等等。此程序直接在Keil软件编译程序，利用Proteus进行仿真调试，方便修改程序。 2．芯片介绍： AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁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100次。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。 2.1主要特性： ·与MCS-51 兼容 ·4K字节可编程闪烁存储器 ·寿命：1000写/擦循环 ·数据保留时间：10年 ·全静态工作：0Hz-24Hz ·三级程序存储器锁定 ·128*8位内部RAM ·32可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器 ·5个中断源 ·可编程串行通道
/*-------------2011.3.19 xxx编写------------------------------------------------------------ 设计名称：花样和速度可控的花样彩灯设计 功能：1.本程序用了两个按键，其中一个可以循环控制花样，另一个循环控制流水速度； 2.有断电保存当前花样和速度功能，即断电后，在重现上电时， 执行的花样和速度仍旧是断电前的速度和花样。 缺点：1、本程序为延时计时，精度不高； 2、由于使用延时来得到秒信号，时数和分数被改变后，有时要过一秒后才能被更新显示------------------------------------------------------------------------------------------------ */ #include
单片机实现对音乐流水灯的控制 摘要：自上世纪70年代以来，单片机作为一种集成电路芯片，其发展越来越完善，性能越来越优越，而且单片机的应用不断深入国民经济和人们生活的各个领域，给人们的生活带来了极大方便，满足了人们越来越高的生活需求。本文就是研究单片机在娱乐场所的应用，通过感应音乐声音的强度去控制流水灯流动的节奏。这一研究对改善娱乐场所的活跃气氛有较大的意义。该电路分3个部分，即数据采集部分，单片机处理部分，驱动电路部分。 关键词：数据采集;数据处理;流水灯;单片机;控制 The single a computer realizes to the control of the music flowing running water light Abstract：Since the 70's of last century, the single a machine is used as a kind of integrated circuit an each realm for, its development more and more perfectly, function more coming roughly superiorly, and single an application of machine continuously going deep into national economy with people living, the life for people brought biggest convenient, satisfied the more and more high life in people need. This text be strength that research that rhythm the single a machine is amusing the amenity applied, pass to respond the music voice to control the flowing water light flow. This a research to improve amusement amenity active atmosphere contain bigger meaning. That electric circuit divides 3 parts, namely the data collects part, the single a machine handles part, color light control part. Key word：data collecting system;data handle;flowing water light;single computer;control 1 引言 声音传感器输出的是声音模拟信号，信号电压的大小反映声音的强弱，整个设计的思想就是用这个信号去控制流水灯的闪烁。由于输入信号是模拟信号，而单片机所能处理的是只能是数字信号，所以这里要用到一个A/D转换器，去将模拟信号转换为数字信号，本文中采用的是8位高速A/D转换器TLC5510。8位数字信号输入单片机AT89C51后按大小被程序分为4组，分别控制输出4个不同的延时去控制流水的流动速度。 2 电路功能原理 图1 电路功能原理图 本文所要实现的是将娱乐场所的流水彩灯去适应音乐声强的大小，即根据声音的大小改变流水灯的流水快慢，节奏。要实现这一功能需要一些硬件。图1是其功能原理图。首先，要将声音信号转换成为电信号，这里需要一个声音传感器。从传感器出来是一个模拟信号，而信号最终要通过单片机系统去处理，一般单片机只能识别数字信号，所以信号处理前必须将模拟信号转换为数字信号。这里需要一个A/D转换器。数据经过单片机的处理，去控制16支灯，如果直接用引脚控制的话需要16根数据线，而输出数据是八位的数字信号，这里造成数据线的不足。为了解决这一问题，还引入了可编程并行接
单片机课程设计报告书 彩灯控制器设计 一、设计目的 通过课程设计的教学实践，将课本所学应用于实际中，缩小理论与实际的差距，进一步学习、掌握单片机应用系统的有关知识，加深了解单片机的工作原理。初步掌握简单单片机应用系统的设计、制作、调试的方法。使自己的设计水平和对所学的知识的应用能力以及分析问题解决问题的能力得到全面提高。 二、设计要求 本课题以单片机为核心，利用其中断器和8个LED，设计一个彩灯控制器。要求有以下功能： 1.花型种类不少于四种，花型自拟； 2.可用键控制彩灯按预设的花型进行变换； 3.可用键控制分别用快/慢两种节拍实现花型变换。 三、硬件电路设计 1、单片机总体设计原理 LED彩灯系统包括5大部分，即闪烁系统、脉冲震荡系统、核心控件（89C52主控模块）、复位电路。主控模块，具有控制功能，闪烁系统是受控模块，上面
焊有八个白色LED灯及八个大小为1k的电阻。脉冲震荡系统是由一个12MHz的晶振及两个12pf的电容组成。核心控件主要由89C52芯片组成，是整个彩灯循环系统的核心是控制彩灯循环闪烁等等一切功能的部件。复位开关连接控制器的RST端，实现复位控制。 基于89C52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以89C52单片机作为主控核心，与驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有晶振电路和8个LED显示二极管，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其两个外部中断实现花型的切换及快慢的切换，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，硬件主电路图如图1所示。
图1 硬件主电路图 2、闪烁系统 发光二极管显示器简称LED。这种灯具有线路简单、耗电少、成本低、寿命长等优点，本系统输出结果选用8个LED。LED有共阴共阳之分，本系统采用共阳型LED，其原理图如图2所示，每端有8个发光二极管，公共端由8个发光二极管的阳极并接而成，正常显示时公共端接高电平，各发光二极管是否点亮取决于各引脚上是否是低电平。彩灯闪烁由+5V电源和八个LED发光二极管，八个限压电阻组成如下图所示是彩灯闪烁系统的主要的外部可视部件。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。 由于系统要显示的容比较简单，显示量不多，所以选用LED既方便又经济如图2所示。
摘要在许多场合都可以看到彩色霓虹灯，LED彩灯由于其彩色丰富，造价低廉，控制简单等特点受到了广泛的应用。本系统是以51系列单片机AT89C51为主控器，附有LED发光二极管，用51系列单片机AT89C51来控制LED发光二极管亮灭，系统运行稳定，花样多多。 关键词彩色霓虹灯AT89C51 LED 一方案设计与论证 1.1单片机 方案一STC89C52 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。能为许多嵌入式控制引用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 方案二AT89C51 AT89C51是一种带4K字节Flash存储器的低电压、高性能COMS 8位微处理器。AT89C51单片机能为很多嵌入式系统提供一种灵活性高且价廉的方案。 虽然STC89C52具有51单片机不具备的功能，单本系统操作简单，且51单片机价格低廉，所以我们选择方案二。 二硬件电路设计 2．1 主控模块 2.1.1 AT89C51引脚图
图2.1.1 AT89C51引脚图 2.1.2AT89C51引脚功能介绍 Vss:接地端。 Vcc:电源端。 XTAL1：接外部晶体的一个引脚。CHMOS单片机采用外部时钟信号时，时钟信号由此脚引入。 XTAL2：接外部晶振的一个引脚。HMOS单片机采用外部时钟信号时，外部时钟信号由此脚接入。 RST:（1）复位信号输入；（2）Vcc掉电后，此引脚可接备用电源，低功耗条件下保持内部RAM中的数据。 ALE//PROG：地址锁存允许。 /PSEN：程序锁存允许。 /EA/Vpp：EA=0，单片机只访问外部程序存储器。EA=1，单片机访问内部程序存储器。 P0口----P0口可以作为输入/输出口，在实际应用中，常作为地址/数据总线口，即低8位地址与数据线分时使用P0口。低8位地址由ALE信号的下跳沿锁存到外部地址锁存器中，而高8位地址由P2口输出。 P1口----P1口每一位都能作为可编程的输入或输出口线。 P1.0：T2引脚，定时/计数器2外部计数脉冲。 P1.1：T2EX引脚，定时/计数器2触发和方向控制。 P1.5：MOSI引脚，在系统编程数据输入。 P1.6：MISO引脚，在系统编程数据输出。 P1.7：SCK引脚，在系统编程时钟输入。 P2口----P2口可以作为输入口或输出口使用，外接存储器和I/O接口时，又作为扩展系统的地址总线，输出高8位地址，与P0口一起组成16位地址总线。对于内部无程序存储器的单片机来说，P2口一般只作为地址总线使用，而不作
摘要 本设计是一种基于AT89C51单片机音乐控制彩灯的方案，实现单片机演奏音乐，并且对LED彩灯随音符频率的不同而闪烁发光。本方案以AT89C51单片机作为主控核心，利用三极管和蜂鸣器，通过三极管放大电流使用蜂鸣器播放音乐，利用编程实现亮灯循环模式，在有8个LED彩灯,根据用户需求可以编写若干种亮灯模式.例如左右闪烁，隔几个亮灭，蜂鸣器可以根据用户需求改写编程播放各种音乐。本方案具有设计简单、体积小、元器件少、电路结构简单等优点。该设计方案设计及其简单，典型的89c51单片机，亮灯模式多，播放各种类型的音乐，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在美丽的都市夜晚，彩灯的循环亮灭，播放动人的音乐，衬托出美丽的氛围，音乐彩灯具有更广阔的发展天地。 关键字：AT89C51 LED彩灯音乐 Abstract This design is a musical based on AT89C51 microcontroller control program Lantern，realize MCU playing music，And the LED lights on the frequency of different notes with the light flashing。The program for AT89C51 microcontroller as the control center, use of transistor and buzzer, the current through the transistor amplification using the buzzer to play music,Using programming lighting cycle mode, with 8 LED Lantern, according to user needs to write some kind of switch-mode. For example, flashing around, every few light off, the buzzer can be adapted according to user requirements play a variety of music programming . The program is simple in design, small size, less components, and simple circuit structure. The design and simple design, the typical 89c51 microcontroller, a switch-mode and more, playing all types of music, has a small size, low price and low power consumption and so on. In the beautiful city at night, lanterns light off cycle, play beautiful music, brings out the beautiful atmosphere，music Carnival with the development of a broader world.
用单片机控制的LED流水灯 设计报告 专业： 电子信息工程（自动化方向）班级：09级 姓名： 1.引言 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文用AT89C51单片机自制了一款简易的流水灯，重点介绍了其软件编程方法。 2.硬件组成 按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有 4."25～ 5."50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。 其具体硬件组成如图1所示。
图1流水灯硬件原理图 从原理图中可以看出，如果要让接在P 1."0口的LED1亮起来，那么只要把P 1."0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P 1."0口的LED1熄灭，就要把P 1."0口的电平变为高电平；同理，接在P 1."1～P 1."7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED 1。"因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。 3.软件编程 单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。软件编程是单片机应用系统中的一个重要的组成部分，是单片机学习的重点和难点。下面我们以最简单的流水灯控制功能即实现8个LED灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的几种软件编程方法。 3.1位控法 这是一种比较笨但又最易理解的方法，采用顺序程序结构，用位指令控制P1口的每一个位输出高低电平，从而来控制相应LED灯的亮灭。程序如下： ORG00H；单片机上电后从00H地址执行 AJMPSTART；跳转到主程序存放地址处
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计
基于AT89C51单片机的带彩灯外观音乐盒设计 摘要 随着人类社会的发展，人们对视觉、听觉方面的享受提出了越来越高的要求。小小的音乐盒可以给人们带来美好的回忆，提高人们的精神文化享受。传统音乐盒多是机械型的，体积笨重，发音单调，不能实现批量生产。本文设计的音乐盒是以AT89C51单片机为核心元件的电子式音乐盒，体积小，重量轻，能演奏音乐，功能多，外观效果多彩，配有彩灯,使用方便，本音乐盒有三个按键，key1控制彩灯，key2控制音乐，key3为总开关，可同时关闭音乐与彩灯。具有一定的商业价值。 关键字：AT89C51；音乐盒；按键；彩灯
Abstract Along with the development of human society, people of vision, hearing things put forward higher request. Small music box can bring good memories and improve people's spiritual culture. Traditional music box is heavy mechanical type, size, pronunciation and drab, cannot achieve batch production. Music box designed in this paper based on AT89C51 microcontroller as the core element of electronic music box, small size, light weight, can play music, multi-function, appearance and colorful, with a lantern,easy to use. The music box with three buttons , The key1 control Lantern, key2 control music, key3 total switch can turn off the music and lanterns. Have some commercial value. Keywords: AT89C51, music boxes, buttons, Lantern
四川信息职业技术学院 毕业设计说明书 设计题目: 基于单片机的彩灯控制系统设计专业: 二0一一年十一月二十日
目录 摘要 0 绪论 (1) 第1章彩灯控制器方案设计和选择 (2) 1.1 设计要求 (2) 1.2 系统功能 (2) 1.3 方案选择 (2) 第2章硬件设计 (5) 2.1 系统整体硬件电路和各部分介绍 (5) 2.1.1 单片机AT89C52 (5) 2.1.2 复位电路 (7) 2.1.3 时钟电路 (8) 2.2 74HC595的引脚及功能 (9) 2.3 驱动模块 (10) 2.4 显示模块简介 (12) 2.5 彩灯控制器总图 (13) 第3章软件设计 (15) 3.1 语言选择新型 (15) 3.2 程序功能说明 (16) 3.3 主程序流程图 (16) 3.4 程序简介 (17)
第4章彩灯控制器的调试与仿真 (18) 结论 (25) 参考文献 (27) 附录1 源程序清单 (29) 附录2 整机电路图 (33) 附录3 元器件明细表 (34)
摘要 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。 手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上一般配备40多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。本设计是一种基于AT89C52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。 本方案以AT89C52单片机作为主控核心，用32个LED构成显示模块、用74HC595作为驱动模块，由编程实现亮灯循环模式。由在显示模块上有32个LED彩灯,根据用户需要可以编写若干种亮灯模式. 本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作和阅读等优点。该LED彩灯控制器实际应用效果较好，亮灯模式多。与其他LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在能源比较匮乏的今天，彩灯的循环控制在显示方面更表现出一种节约能源的魅力.这将使彩灯具有更广阔的发展天地。 关键词AT89C52；74HC595；循环LED彩灯
单片机节日彩灯控制器设计彩灯控制器 一、设计任务与要求 (1)PD0: 开始,按此键则灯开始流动（由上而下）； (2)PD1: 停止,按此键则停止流动,所有灯为暗； (3)PD2: 上,按此键则灯由上向下流动； (4)PD3: 下,按此键则灯由下向上流动。 二、方案设计与论证 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,影响彩灯效果,因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。 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。其硬件构成框图如图所示,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。
图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PD口接4路按键控制电路,实现彩灯花型的切换功能,单片机上的PB口接8路LED发光二极管组成彩灯电路,显示彩灯循环情况。 1
图2程序流程图 2、键盘设计论证 方案一、独立式 独立式键盘是各按键相互独立，每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响到其他输入线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易判断那个键被按下了。独立式按键电路配置灵活，软件简单，但每个按键需要占用一根输入口线，在按键数量较多时，需要较多的输入口线且电路结构复杂，故此种键盘适用于按键较少或操作速度较高的场合。按键直接与单片机的I/O 口线相接，通过读I/O 口，判定I/O 口线的电平状态，即可识别出按下的按键。 方案二、行列式
课程设计报告书 题目: 花样彩灯控制系统 专业：电气工程 学号： 0401100102 学生姓名：杜世会 指导教师：赵阳 日期：2012-6-22 河南工业职业技术学院 课程设计（论文）任务书
电气工程系电气自动化 1001 学生：杜世会 指导教师：赵阳 助理指导教师(并指出所负责的部分)：
教研室：教研室主任： 目录 1引言 (4) 2 设计原理 (5) 2.1MCS51 (5) 2.2 LED (6) 2.3中断指令 (8) 2.4硬件接原理图 (9) 3程序流程图 (11) 3.1主流程图 (11) 3.2流水灯子流程图 (12) 3.3中断程序流程图 (13) 4汇编程序 (14) 4.1主程序 (14) 4.2一秒钟定时程序 (17) 5小结 (18) 参考文献 (19) 1.1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。 课程设计是学完一门课后应用本课知识及以前的知识积累而进行的综合性、开放性的训练，
是培养学生工程意识和创新能力的重要环节。进一步巩固和加深“单片机”课程的基本知识，了解单片机设计知识在实际中的应用。综合运用“单片机”课程和先修课程的理论及生产实际知识去分析和解决电路设计问题，进行单片机电路设计的训练。学习单片机设计电路的一般方法，了解和掌握单片机电路的设计过程和进行方式，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体电路设计能力。通过计算和绘图，学会运用标准、规范和查阅有关技术资料等，培养单片机电路设计的基本技能。 该程序示例了单片机键盘控制p1口流水灯花样的方法;具体表现为:p3.2 3.2 3.4 3.5四个小本文提出了一种基于AT89S51单片机的彩灯控制方案，实现对LED 彩灯的控制。按键，分别实现了四个控制。通过这次实验，我们也了解了团队合作的重要性，集体的力量是伟大的，一个人如何融入一个团队是是一个重要问题，讲究合作才能取得最后的成功！ 2设计原理 2.1 MCS51单片机 引脚说 明 MCS 单片机都采用40引脚的双列直插封装方式。图2-9为引脚排列图， 40条引脚说 明如下： 1、主电源引脚Vss 和Vcc ① Vss 接地 ② Vcc 正常操作时为+5伏电源 2、外接晶振引脚XTAL1和XTAL2 ① XTAL1内部振荡电路反相放大器的输入端，是外接晶体的一个引脚。当采用外 部振荡器时，此引脚接地。 ② XTAL2内部振荡电路反相放大器的输出端。是外接晶体的另一端。当采用外部振荡器时，此引脚接外部振荡源。 3、控制或与其它电源复用引脚ALE/PROG ，PSEN 和 RST/VPD ， P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.7 8RST/VPD 9RXD P3.010TXD P3.111INT0 P3.212INT1 P3.313T0 P3.414T1 P3.515WR P3.616RD P3.717XTAL218XTAL119VSS 20 P2.0 21 P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN 29ALE/PROG 30EA/VPP 31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC 408031 8051 8751
用单片机控制的L E D 流水灯设计(电路、程序全部给出)
1.引言 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文笔者用AT89C51单片机自制了一款简易的流水灯，重点介绍了其软件编程方法，以期给单片机初学者以启发，更快地成为单片机领域的优秀人才。 2.硬件组成 按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATM EL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。其具体硬件组成如图1所示。 图1 流水灯硬件原理图 从原理图中可以看出，如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，
内江师范学院毕业论文 开题报告 论文题目：基于单片机音乐彩灯控制器的设计 学生姓名XX指导教师 XXX 二级学院工程学院专业名称电子信息工程班级09级2班学号 XXXX XXX年9 月9 日
毕业论文（设计）开题报告 论文题目基于单片机的音乐彩灯控制器的设计 一、选题的背景与意义（本研究的现状综述、理论价值与实际意义） 音乐彩灯是一种被普遍用于娱乐、酒店、饭店酒吧的一种电路装置，我们能在很多场合看到音乐彩灯的应用。 背景：在当今这个社会，音乐彩灯的发展非常广泛，各种娱乐场所，酒店，广场等都采用了彩灯烘托环境的美好。而音乐彩灯能在音乐的节奏下闪耀，更能给客人以全新的感觉。随着电子技术的发展，音乐彩灯有很高的发展前景。 意义：1、相比传统的中小规模集成电路和计算机控制，采用单片机来设计彩灯控制器具有体积小、功耗低、可靠性高、调节灵活等优点。 2、基于单片机的音乐彩灯的控制器有较强的抗干扰能力、低污染、低环境影响、不影响人体且适应性广等优点。对本课题的研究与设计，还能进一步提高自己的电路设计水平，深入对单片机的理解和应用； 二、研究的主要内容和预期目标（研究的框架，要求列到一级提纲） 研究的主要内容： 音乐彩灯控制器主要要求将音乐分成四个不同的频段，将彩灯分为四组，各组彩灯颜色不同，每组彩灯包含两个颜色相同的彩灯。彩灯和音乐的同步控制，用软硬件结合的方法来实现。设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，通过3个按键进行数据的输入，编程控制单片机进行音乐播放和彩灯闪烁，并通过小喇叭输出声音，通过LED彩灯和12864液晶屏输出显示。通过软件来控制音乐频率以及发光二级管该亮哪组，亮几盏。在控制彩灯的同时去控制扬声，这样能较好的达到音乐与彩灯的同步控制。 研究的框架： 1 系统的总体设计 2 系统的硬件设计 3 系统的软件设计 4 实验调试 5 设计心得 6 参考文献 7 致谢
单片机原理及接口技术 课程设计报告 单片机节日彩灯控制器设计彩灯控制器 姓 名： 学 号： 指导教师： 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造其自动化 完成日期： 2014年6月27日
目录 第1章．绪论---------------------------------------------------- 1 1.1课题的国内外现状----------------------------------------- 1 1.2课题的发展趋势------------------------------------------- 1 1.3课题研究的主要内容------------------------------------- 1 第2章.节日彩灯控制器的设计-------------------------------------- 3 2.1设计目的 ------------------------------------------------- 3 2.2设计要求 ------------------------------------------------ 3 2.3总体方案设计与选择的论证 -------------------------------- 3 2.4核心芯片及主要功能介绍 ---------------------------------- 4 2.4.1 AT89S52芯片---------------------------------------- 4 2.4.2 74HC377芯片 --------------------------------------- 7 2.4.3 74HC138芯片 --------------------------------------- 7 2.5硬件设计 -------------------------------------------- 8 2.5.1 直流电源电路 ---------------------------------------- 8 2.5.2 按键电路 ------------------------------------------- 9 2.5.3 时钟复位电路 --------------------------------------- 9 2.5.4 LED显示电路---------------------------------------- 10 2.5.5 硬件调试 --------------------------------------------- 10 2.6软件设计------------------------------------------------- 10 第3章.总结----------------------------------------------------- 15 3.1 实验方案设计的可行性、有效性----------------------------- 15 3.2 设计内容的实用性----------------------------------------- 15 3.3 实习心得------------------------------------------------ 15 附录一：总体电路图---------------------------------------------- 19附录二：元器件清单----------------------------------------------20参考文献--------------------------------------------------------21致谢------------------------------------------------------------21
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