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節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計

一、設(shè)計要求：

以單片機為核心，設(shè)計一個節(jié)日彩燈控制器：

二、方案論證：

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

彩燈控制器課分為兩種方案實現(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控制。

根據(jù)任務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由振蕩器、計數(shù)/時序分配電路、移位寄存器和彩燈顯示五部分組成。其框圖如圖所示。

本方案主要是通過對基于單片機的多控制、多閃爍方式的LED彩燈循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計，來達到本設(shè)計的要求、其硬件構(gòu)成框圖如圖所示，以單片機為核心控制，由單片機最小系統(tǒng)（時鐘電路、復位電路、電源）、按鍵控制電路、LED發(fā)光二極管和5V直流電源組成。

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

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，本次設(shè)計采用方案二。

三、理論設(shè)計：

1、主程序設(shè)計

程序啟動時跳轉(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)檢測直到有按鍵按下的時候，程序轉(zhuǎn)去相對應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：

1.1 時鐘電路和復位電路

1.2 按鍵控制電路

2 仿真結(jié)果分析：

此次系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果較好，經(jīng)Proteus軟件仿真系統(tǒng)的調(diào)試，可檢測出仿真電路正常；對應按鍵按下，彩燈出現(xiàn)不同花型，實現(xiàn)了多控制、多閃爍的LED彩燈循環(huán)；經(jīng)以上仿真測試證實，本設(shè)計能實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)要求的預期功能。

五、心得體會：

本次作業(yè)設(shè)計以C51單片機為核心，控制電路、LED顯示電路、以及單片機最小系統(tǒng)等模塊組成的核心主控制電路，實現(xiàn)了由單片機對LED燈的控制。

通過對軟件的仿真調(diào)試，對彩燈控制器的運行成果滿意，實現(xiàn)了題目的要求，同時此設(shè)計具有電路簡單、易操作、成本小、體積小、耗能低等優(yōu)點。

但是在設(shè)計中也出現(xiàn)了一些問題，在程序編寫過程中發(fā)現(xiàn)自己有的知識模塊模糊，導致實驗速度減緩，通過c程序的編寫實驗就發(fā)現(xiàn)自己很多地方的不足，在查閱資料和同學的幫助下才解決了困難，這都是以后要多學習的地方。

單片機源程序如下:

#include <reg52.h>
#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}; //從上到下流水數(shù)組
uchar code table2[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //從下到上流水數(shù)組
void delay_ms(uint xms) //延時函數(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; //奇偶位分別點亮
delay_ms(100);
P0=0x55;
delay_ms(100);
}
}
}
void main(void) //主函數(shù)
{
TMOD=0X01; //定時器中斷初始化
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);
}

復制代碼

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