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1、精品学习资源基于 AT89C51 单片机的 LED 彩灯把握器设计2007-07-06保藏 | 打印介绍了一种新型的 LED 彩灯把握系统的设计方法，以AT-89C51 单片机作为主控核心，与按键、显示器等较少的帮忙硬件电路相结合， 利用软件实现对 LED 彩灯进行把握；本系统具有体积小、硬件少、电路结构简洁及简洁操作等优点；1 引言随着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 富的灯光颜色，低廉的造价以及把握简洁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 彩灯把握器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂
2、、功能单一，这样一旦制作成品只能依据固定 的模式闪亮，不能依据不同场合、 不同时间段的需要来调剂亮灯时间、模式、闪烁频率等动态 参数；这种彩灯把握器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点；此外从功能成效上看，亮灯模式少而 且样式单调，缺乏用户可操作性，影嘹亮灯成效；因此有必要对现有 的彩灯把握器进行改进；本文提出了一种基于 AT89C51 单片机的彩灯把握方案， 实现对 LED彩灯的把握；本方案以 AT89C51 单片机作为主控核心，与键盘、显欢迎下载精品学习资源示、驱动等模块组成核心主把握模块； 在主控模块上设有 8 个按键和5 位七段码 LED 显示器，依据用户需要可以编写如干种亮
3、灯模式， 利用其内部定时器 T0 实现一个基本单位时间为 5 ms 的定时中断， 依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把握信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭；该新型LED 彩灯及其把握器是上海某公司托付开发产品，产品实际应用成效较好，亮灯模式多，用 户可以依据不同场合和时间来调剂亮灯频率和亮灯时间；与一般LE D 彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点；2 系统功能新型 LED 彩灯分为 2 部分，即彩灯把握器（主控模块）和管内LED 板模块（受控模块）；彩灯把握器可直接与220V 沟通市电相连接， 经过开关电源变换，输出直流工作电压，一方面为管内LED 模块供应 12
4、V 工作电源，另一方面为主控模块单片机系统（彩灯把握器） 供应 5 V 工作电源；整个系统工作由软件程序把握运行，依据需要， 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，就进入用户设定模式状态；无，就进入默认缺省工作状态；在用户设定模式状态下，用户可以依据个人爱好及不同场合的需要来指定调用哪些模 式，并且可以转变每种模式的时间Ti、频率 Fi 参数，假如用户想进欢迎下载精品学习资源入缺省状态模式， 只需按一下功能切换键即可跳入缺省模式， 程序会自动次序调用亮灯模式；在缺省工作状态下，LED 彩灯把握器依据程
5、序设定好的如干亮灯花样模式程序Model_i 次序调用往下走， 从第Model_1 模式开头工作，自 Model_1 到 Model_2 到 Mod el_n 为一个亮灯周期，然后再回到 Model_1 循环连续工作，同样假如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（ RED_o
6、f f， GREEN_off ， BLUE_off ，以及模式工作时间 Ti 以及该模式 LE D 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，如该颜色灯点亮就对应七段码显示位为“1，”反之熄灭时就显示位为 “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，用户可以便利地通过主控模块上的显示器知道 LED 彩灯当前工作模式 Model_i ，工作时间 Ti，频率 Fi 等实时参数；照实际应用需要依据不同场合和时间来转变彩灯闪亮
7、效果，用户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； 此外假如用户对某一种模式感兴欢迎下载精品学习资源趣需要仔细观看该种亮灯模式，可以通过键盘选定任意第Model_i模式使系统循环重复工作在该花样模式下；3 硬件设计新型 LED 彩灯系统包括 2 大部分，即 LED 彩灯把握器（ 89C51 主控模块）和 LED 彩灯管（管内 LED 板模块）；前者是主控模块，具有按键、显示等功能，并利用 89C51 的 P 口输出把握信号；后者是受控模块，上面焊有三色 LED 彩灯和信号驱动芯片，模块置于 LED 的透亮灯管内；3.1 主控模块电路设计主控
8、模块电路如图 1 所示；主控模块主要设计器件有 89C51 ，5 个七段码 LED 显示器， 8 个按键， 2 个稳压器（供应 12 V，5 V 电压）， 1 个信号输出驱动模块芯片 MC4049 等；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 信号， P3 口欢迎下载精品学习资源为按键输入口， P2 口、P1 口与 5 位七段码 LED 相接作为显示器的输出口；3.2 管内 LED 板模块设计管内 LED 板模块电路见图 2；管内 LED 板模块设计主要器件有 LED 彩灯（红、绿、蓝）、移位触发模块芯片CD4076 等；依据实际应用彩灯长度需要
9、，可将不同数量的该管内LED 模块实现级连，组成一个完整的 LED 彩灯；考虑到功率损耗， LED 板模块之间接口处用信号正向驱动模块芯片MC4049 连接；每个 LED 板模块上均匀分布3 种颜色 LED 灯，在实际制作 PCB 时接受红、 绿、蓝 3 色互隔焊接方式，在电路板上把 LED 发光管按次序 L1 红、L2绿、L3蓝、L 4红、L5 绿、L6蓝 依次均匀焊在板上成一条直线；为了得到更多的花样模式成效， 可以使红绿 2 种灯从前往后驱动点亮闪烁， 蓝灯从后往前驱动点亮闪烁，这样具有很好的动感视觉成效；欢迎下载精品学习资源4 软件设计新型 LED 彩灯把握器最大特点在于全部亮灯模式均
10、由软件把握完成；系统中软件可以分为主程序和中断服务子程序；上电后在缺省状态以次序调用 Model_i 花样亮灯模式流程为主程序， 以一个单位时间5 ms 的 T0 定时为中断服务子程序； 在这个 5 ms 的 T0 定时基础上， 可以依据需要来确定各种模式工作时间Ti，以及确定在各种亮灯模式 Model_i 内点亮和熄灭各种颜色 LED 灯的时刻： Red_on ，Red_off ， Green_on ，Green_off ，Blue_on ，blue_off 以及 Clock（移位翻转脉冲）等；整个系统软件由主程序（Main ）、各个模式子程序（ Model_i ）、5 ms 中断服务子程序
11、 T0 Interrupt 、键盘扫描处理子程序（ Key Bo ard ）、显示子程序（ Display ）等程序组成；利用 T0 定时器作为定时基本单位， 依据模式需要运算好各把握信号的发生时刻， 依据不同的模式 Mo del_i 可以设定不同的工作时间 Ti 和脉冲翻转频率 Fi 通欢迎下载精品学习资源过 P0 口输出，使各色 L ED 灯的驱动时刻与移位触发的翻转时刻步调一样，使 LED 彩灯依据设计的模式工作；除了 T0 定时中断之外，程序的大部份时间是在处理按键的查询和L ED 显示的延时； 8 个按键分别为： 4 个参数按键（ Fi 增、减按键， T i 增、减按键）， 3 个模
12、式转变按键（模式上翻 UP、模式下翻 DOW N、模式保持 KEEP ），1 个功能切换按键；在每次的 T0 定时中断服务子程序里，需要对各个时间寄存器和模式寄存器进行加1 或者清，为主程序查询作预备，同时查询是否已中断 6 次（ 30 ms ），如 30 ms 到了，就对参数按键查询一次，是否有时间 Ti 频率 Fi 增减键按下并进行相应子程序处理；主程序除了调用各种子模式子程序（ Model_i ），调用 LED 显示子程序Display 和延时子程序 Delay 之外，仍始终保持查询是否有功能切键按下以及是否有模式转变按键按下， 一旦有功能切换键和模式转变键按下，就会进入相应的按键处理；
13、主程序流程如图 3 所示；亮灯模式子程序 Model_i 可以编写如干 n 种，只要把握好各色灯触发和熄灭时刻就可以组合成各种亮灯成效；Model_i 程序流程如图 4 所示；欢迎下载精品学习资源下面以第一种模式工作为例欢迎下载精品学习资源5 结语与市面上大多数的 LED 彩灯相比，该种彩灯具有更好的灯光装饰成效，性价比更高，与一般的全硬件LED 彩灯相比具有更好的经济效益；应用主控模块输出的把握信号去把握灯管内的L ED 板模块工作，使得产品性能稳固，便以安装简洁操作；由于把握程序储备在89C51 单片机 的电可擦除 Flash 闪存 EPROM 中，假如用户需要更换系统的亮灯模式 Model_i ，无须转变系统硬件电路，只需修改其中程序即可，是一种很有进展前途的彩灯把握器；欢迎下载精品学习资源参考文献1蔡美琴，张为民，沈新群等 .MCS51 系列单片机系统及其应用 M.北京：高等训练出版社， 1992.2何立民 .单片机应用技术选篇（ 5） M.北京：北京航空航天高校出版社， 1997.3杨光友.单片机微型运算机原理及接口技术M.北京：中国水利水电出版社， 2002欢迎下载