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1、精选优质文档-倾情为你奉上基于单片机控制的霓虹灯控制器xx专业 李喜文指导老师：王彦 摘要：本设计采用AT89S51单片机实现对霓虹灯的控制。系统由单片机控制部分和显示部分组成。显示部分的128个发光二极管成8行16列矩阵式分布。单片机I/O口输出的信号经三极管放大驱动二极管发光。不同的控制信号使发光二极管以不同的方式和花样显示。关键字：单片机 发光二极管 矩阵式Neon Light Controller Based on SinglechipStudent majoring in Name Tutor NameAbstract: This design adopts singlechip A
2、T89S51 to control the neon light. The system is made up of the part of singlechip controller and the part of show. The part of show is 8 lines of 16 row matrix types. Signal from singlechip is enlarged by triode transistor to drive the LBD. The different control signal makes LBD to give out light wi
3、th the pattern in different way.Keyword: singlechip LBD matrix目录摘要1关键词1Abstract1Key words11. 系统设计.3 1.1设计要求.3 1.2总体设计方案.3 1.2.1设计思路.3 1.2.2方案论证与比较.3 1.2.3系统组成.42.单元电路设计.4 2.1显示部分电路.4 2.2控制部分电路.53.软件设计.6 3.1程序流程图.6 3.2程序清单.74结论.7参考文献7附录1：元器件明细表7附录2：程序清单8附录3：印制板图.141. 系统设计1.1设计要求1.基本功能：设计一个霓虹灯控制器，控制12
4、8个LBD，要求能控制形成多种图案或花样。2.扩展功能：红外遥控不同显示方案间的转换，加设语音芯片和音乐盒，在显示不同图案的同时发出不同的音乐和语音信息。1.2 总体设计方案1.2.1设计思路题目要求设计一个霓虹灯控制器，控制的灯数128个，并要形成多种图案和花样。设计中控制部分由单片机完成，显示部分的LBD由单片机的输出控制信号经放大后驱动，形成不同的图案。1.2.2方案论证与比较1. 显示部分设计方案论证与选择方案一、采用移位寄存器扩展I/O口。利用74HC595扩展单片机的输入输出口来接发光二极管，实现串行输入并行输出。电路图如1.1.1所示。此方案可扩展受控制的发光二极管的数量，但要控
5、制128个LBD需要16个移位寄存器，需要芯片多，且PCB布局和布线不方便。方案二、采用矩阵式分布。利用单片机的p1口做行选信号，p2和p0口做列选信号，128个LBD构成8行，16列的矩阵。详细电路图见单元电路设计中。此方案能单独控制每一个LBD，也可单独控制每行或每列的LBD，可形成丰富的图案或花样，显示部分不需要格外的芯片，形成的电路简单，PCB的布局和布线也较容易和美观。综上所述，考虑到要求控制的LBD不是太多，又矩阵式能形成较丰富的图案，PCB板的布局和布线也较美观，选择方案二。2. 驱动部分设计方案论证与选择方案一、三极管一级驱动。由1个9012驱动一行16个LBD。正常发光时每个
6、LBD的工作电流为1015毫安，16(1015) =160240毫安, 这样大的电流一个三极管就能提供。当一行同时亮时能满足发光工作要求。当一个灯亮时，由于亮的时间非常短不会对LBD的工作造成影响。方案二、功率放大芯片。可以很好的实现放大和驱动，性能稳定，效果好，但价格较三极管高，电路较方案一也明显复杂。综上所述，三极管驱动电路简单，性价比高，又能很好完成驱动作用，选择方案一。图1.1.1 寄存器扩展的电路图1.2.3系统组成系统总方框图如图1.2.3所示。显示部分单片机图1.2.3 系统总方框图 单片机控制矩阵式排布的LBD按顺序循环显示。系统共设计了7种显示图案或花样，分别是：（1）由里到
7、外和由外到里按圈依次亮（2）奇次列和偶次列交错亮（3）以一列为轴顺时针扫射（4）以中间两列为轴分别向两边合拢（5）四种不同颜色的灯交错亮（6）单个灯以螺旋方式从最里圈向外亮（7）以相邻四列及相对的四列为一组交错亮。2.单元电路设计2.1显示部分电路 显示部分主要由128个贴片发光二极管分成8圈，每圈16个组成，相当于8行16列的矩阵。这些发光二极管共有四种颜色，分别是红，黄，蓝，绿。每圈用同一种颜色，从里到外分别是绿红黄蓝绿红黄蓝排布。每行16个LED的阳极连接在一起引出8行输出分别接单片机I/O口的P1.0P1.7口；每列8个LED的阴极连接在一起引出16列输出分别接单片机P0.0P0.7和
8、P2.0P2.7口。电路图如图.所示。图2.1 显示部分电路图2.2控制部分电路控制部分主要是由单片机最小系统完成。采用了1个AT89S51单片机，2个74HC373锁存器，12M晶阵和一些相应的电阻，插座。驱动部分的8个9012三极管也接到了此部分。使用P1口的8个输出信号做8行的选通信号，使用P0和P2口的16个输出信号做列的控制信号，单独控制每圈的16个LED。输出信号经9012放大后驱动发光二极管。电路图如图2.2所示。图2.2 控制部分电路图3.软件设计3.1程序流程图 开始 显示方式一 显示方式二 显示方式三 显示方式四 显示方式五 显示方式六 显示方式七3.2程序清单软件采用汇编
9、语言编写，程序清单见附录2。4.结论 本设计的设计思想，原理和软件设计较简单，难点在于PCB板的布局和布线以及美观的效果。采用了矩阵式布局，可以较好的解决这一难题，但是受单片机I/O口的限制，能控制每一个LBD的数量有限。大型的设计可以采用扩展I/O口和矩阵式相结合的方式。 暂只完成了基本部分的设计，扩展部分单片机已留出了足够的端口。参考文献1. 杨忠煌，黄博俊，李文昌.单芯片8051实务与应用M.北京：中国水利水电出版社，2001.6第一版.2. 张洪润，马平安，张亚凡.单片机原理及应用M.北京：北京科学出版社，2002.8第一版.附录1 元器件明细表名称型号数量单片机AT89S511锁存器
10、74HC3732电阻10K, 47017,8贴片发光二极管LBD128电容30pf2电解电容22uf1三极管90128晶阵12M1插座40脚，20脚1，1下载口1专心-专注-专业附录2 程序清单FLAG EQU 20HFUN0FLAG EQU 00H FUN1FLAG EQU 01H FUN2FLAG EQU 02H FUN3FLAG EQU 03H FUN4FLAG EQU 04H FUN5FLAG EQU 05H FUN6FLAG EQU 06HFUN7FLAG EQU 07HCIRCAL EQU 08HHUANGE EQU 09HSHXING1 EQU 0AHSHXING2 EQU 0B
11、HSHXING3 EQU 0CHDANSAO EQU 0DHDANSAOJIASU EQU 0EHLUOXUAN EQU 0FHCOLOUR EQU 10HJMPFLAG EQU PSW.7TIMECOUNT DATA 29HLOCK0 DATA 30HLOCK1 DATA 31HLOCK2 DATA 32HLOCK3 DATA 33HLOCK4 DATA 34HLOCK5 DATA 35HLOCK6 DATA 36HLOCK7 DATA 37HDATA0 DATA 40HDATA1 DATA 41HDATA2 DATA 42HDATA3 DATA 43HDATA4 DATA 44HDATA5
12、 DATA 45HDATA6 DATA 46HDATA7 DATA 47HDATA8 DATA 48HB1 DATA 48HB2 DATA 49HB3 DATA 50HB4 DATA 51HB5 DATA 52HB6 DATA 53HB7 DATA 54HB8 DATA 55HORG 0000HLJMP START ;转入主程序ORG 0003H ;外部中断INT0入口地址RETI ;返回，不用ORG 000BH ;定时器T0入口地址LJMP INTT0 ;转入T0中断服务程序ORG 0013H ;外部中断INT1入口地址RETI ;返回ORG 001BH ;定时器TRETI;LJMP INT
13、T1 ;转入T1中断服务程序ORG 0023H ;转入创行中断服务程序RETI ;返回，不用START:MOV FLAG,#B MOV TIMECOUNT,#05H MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0F0H MOV TH0,#0D8H SETB EA SETB ET0 SETB TR0MAIN: JB FUN0FLAG,FUN0 JB FUN1FLAG,FUN1 JB FUN2FLAG,FUN2 JB FUN3FLAG,FUNC3 JB FUN4FLAG,FUNC4 JB FUN5FLAG,FUNC5 JB FUN6FLAG,FUNC6 JB FUN7FLAG,FUNC7FUNC
14、3:LJMP FUN3FUNC4:LJMP FUN4FUNC5:LJMP FUN5FUNC6:LJMP FUN6FUNC7:LJMP FUN7FUN0:CLR CIRCAL SETB JMPFLAG MOV LOCK0,#0FEH MOV DATA0,#000H MOV R0,TIMECOUNT FUN00:JNB FUN0FLAG,FUN1 MOV P2,DATA0 MOV P0,DATA0 MOV P1,LOCK0 AJMP FUN00FUN1:CLR HUANGE SETB JMPFLAG MOV B1,#8H MOV DATA1,#0AAH MOV LOCK1,#0FEHFUN10:J
15、B HUANGE,FUN2 MOV P0,DATA1 MOV P1,LOCK1 LCALL DL20 MOV A,DATA1 CPL A MOV P2,A MOV P1,LOCK1 LCALL DL20 MOV A,LOCK1 RLC A MOV LOCK1,A LJMP FUN10FUN2:CLR SHXING1 SETB JMPFLAG MOV B2,#2H MOV DATA2,#07FHFUN20:MOV LOCK2,#0FEHFUN21:JB FUN3FLAG,FUN3 MOV P0,DATA2 MOV P2,DATA2 MOV P1,LOCK2 LCALL DL20 MOV A,LO
16、CK2 RLC A MOV LOCK2,A LJMP FUN21FUN3:CLR DANSAO CLR DANSAOJIASU SETB JMPFLAG MOV B3,#5H FUN30: MOV DATA3,#0FEH MOV LOCK3,#0FEHFUN31:JB FUN4FLAG,FUN33 JB DANSAO,FUN32 MOV P0,DATA3 MOV P2,#0FFH MOV P1,LOCK3 LCALL DL20 MOV A,LOCK3 RLC A MOV LOCK3,A LJMP FUN31FUN32:JB FUN4FLAG,FUN33 JNB DANSAO,FUN31 MOV
17、 P0,#0FFH MOV P2,DATA3 MOV P1,LOCK3 LCALL DL20 MOV A,LOCK3 RLC A MOV LOCK3,A LJMP FUN32FUN33:LJMP FUN4FUN4:CLR LUOXUAN SETB JMPFLAG MOV DATA4,#0FEH MOV LOCK4,#0FEHFUN40:JB FUN5FLAG,FUN42 JB LUOXUAN,FUN41 MOV P0,DATA4 MOV P2,#0FFH MOV P1,LOCK4 LCALL DL20 AJMP FUN40FUN41:JB FUN5FLAG,FUN42 JNB LUOXUAN,
18、FUN40 MOV P0,#0FFH MOV P2,DATA4 MOV P1,LOCK4 LCALL DL20 AJMP FUN41FUN42:LJMP FUN5FUN5:CLR SHXING2 SETB JMPFLAG MOV B4,#8H MOV DATA5,#0F0H MOV LOCK5,#0FEHFUN50:JB SHXING2,FUN51 MOV P0,DATA5 MOV P1,LOCK5 LCALL DL20 MOV A,DATA5 CPL A MOV P2,A MOV P1,LOCK5 LCALL DL20 MOV A,LOCK5 RLC A MOV LOCK5,A LJMP F
19、UN50FUN51:LJMP FUN6FUN6:CLR COLOUR SETB JMPFLAG MOV B5,#2H MOV DATA6,#00H MOV LOCK6,#0EEHFUN60:JB FUN0FLAG,FUN61 MOV P0,DATA6 MOV P2,DATA6 MOV P1,LOCK6 AJMP FUN60FUN61:LJMP FUN0FUN7: MOV DATA7,#0FCH MOV DATA8,#03FH MOV LOCK7,#0FEHFUN70:PUSH DATA7FUN71:MOV P0,#0FFH MOV P1,#0FFH MOV P2,#0FFH MOV P0,DA
20、TA7 MOV P1,LOCK7 LCALL DL1MS MOV A,DATA7 RL A RL A MOV DATA7,A MOV A,LOCK7 RL A MOV LOCK7,A JNB ACC.4,FUN72 AJMP FUN71FUN72:POP DATA7 PUSH DATA8FUN73: MOV P0,#0FFH MOV P1,#0FFH MOV P2,#0FFH MOV P2,DATA8 MOV P1,LOCK7 LCALL DL1MS MOV A,DATA8 RR A RR A MOV DATA8,A MOV A,LOCK7 RL A MOV LOCK7,A JNB ACC.0
21、,FUN74 AJMP FUN73FUN74:POP DATA8 LJMP FUN70 DL20:MOV R7,#0AHLOOP1:DJNZ R7,LOOP1 RETDL1MS:MOV R6,#28HLOOP2:LCALL DL20 DJNZ R6,LOOP2 RETINTT0: PUSH PSW DJNZ R0,OUT MOV TL0,#0F0H MOV TH0,#0D8H MOV R0,TIMECOUNT JB FUN0FLAG,FLAG0 JB FUN1FLAG,FLAG1 JB FUN2FLAG,FLAG2 JB FUN3FLAG,FLAG3JMP JB FUN4FLAG,FLAG4J
22、MP JB FUN5FLAG,FLAG5JMP JB FUN6FLAG,FLAG6JMP JB FUN7FLAG,FLAG7JMP FLAG3JMP:LJMP FLAG3 FLAG4JMP:LJMP FLAG4 FLAG5JMP:LJMP FLAG5 FLAG6JMP:LJMP FLAG6 FLAG7JMP:LJMP FLAG7 OUT: LJMP T0OUTFLAG0:JB CIRCAL,FLAG01 MOV A,LOCK0 JNB ACC.7,FLAG00 RLC A MOV LOCK0,A LJMP T0OUTFLAG00:SETB CIRCAL MOV LOCK0,#07FHFLAG0
23、1:RRC A MOV LOCK0,A JNC FLAG02 LJMP T0OUTFLAG02:CLR FUN0FLAG SETB FUN1FLAG LJMP T0OUTFLAG1:MOV A,B1 JZ FLAG10 DEC B1 MOV A,DATA1 CPL A MOV DATA1,A LJMP T0OUTFLAG10:CLR FUN1FLAG SETB FUN2FLAG SETB HUANGE LJMP T0OUTFLAG2:JB SHXING1,FLAG21 CLR JMPFLAG MOV A,DATA2 JNB ACC.0,FLAG20 RRC A MOV DATA2,A LJMP
24、 T0OUTFLAG20:SETB SHXING1 MOV DATA2,#00HFLAG21:SETB JMPFLAG MOV A,DATA2 RLC A JC FLAG22 MOV DATA2,A LJMP T0OUTFLAG22:DEC B2 MOV A,B2 JZ FLAG23 CLR SHXING1 LJMP FLAG2FLAG23:CLR FUN2FLAG SETB FUN3FLAG LJMP T0OUTFLAG3:SETB JMPFLAG JB DANSAO,FLAG31 JNB DANSAO,FLAG30 FLAG30:CLR DANSAO MOV A,DATA3 RLC A M
25、OV DATA3,A JNC FLAG31 LJMP FLAG33FLAG31:SETB DANSAO MOV A,DATA3 RRC A MOV DATA3,A JNC FLAG32 LJMP T0OUTFLAG32:SETB DANSAOJIASU LJMP FLAG30FLAG33:JNB DANSAOJIASU,FLAG35 CLR DANSAOJIASU DEC B3 MOV A,B3 JZ FLAG34 MOV TIMECOUNT,B3 MOV R0,TIMECOUNT LJMP T0OUTFLAG34:CLR FUN3FLAG SETB FUN4FLAG MOV TIMECOUN
26、T,#02HFLAG35:LJMP T0OUTFLAG4:SETB JMPFLAG JNB LUOXUAN,FLAG40 JB LUOXUAN,FLAG42FLAG40:CLR LUOXUAN CLR JMPFLAG MOV A,DATA4 RLC A JNC FLAG41 MOV DATA4,A LJMP T0OUTFLAG41:MOV DATA4,#07FH SETB LUOXUANFLAG42:CLR JMPFLAG MOV A,DATA4 RRC A MOV DATA4,A JNC FLAG43 LJMP T0OUTFLAG43:SETB JMPFLAG MOV A,LOCK4 RLC
27、 A MOV LOCK4,A MOV DATA4,#0FEH CLR LUOXUAN JNC FLAG44 LJMP T0OUTFLAG44:CLR FUN4FLAG SETB FUN5FLAG MOV TIMECOUNT,#05H LJMP T0OUTFLAG5:MOV A,B4 JZ FLAG50 DEC B4 MOV A,DATA5 CPL A MOV DATA5,A LJMP T0OUTFLAG50:CLR FUN5FLAG SETB FUN6FLAG SETB SHXING2 MOV TIMECOUNT,#05H LJMP T0OUTFLAG6:JB COLOUR,FLAG61 FL
28、AG64:MOV A,LOCK6 JNB ACC.7,FLAG60 RLC A MOV LOCK6,A LJMP T0OUTFLAG60:SETB COLOUR MOV LOCK6,#077HFLAG61:MOV A,LOCK6 JNB ACC.0,FLAG62 RRC A MOV LOCK6,A LJMP T0OUTFLAG62:MOV A,B5 JZ FLAG63 DEC B5 CLR COLOUR MOV LOCK6,#0EEH LJMP FLAG64FLAG63:CLR FUN6FLAG SETB FUN0FLAG MOV TIMECOUNT,#05H LJMP T0OUTFLAG7:MOV A,DATA7 RL A RL A MOV DATA7,A MOV A,DATA8 RL A RL A MOV DATA8,A MOV A,B6 JZ FLAG70 DEC B6 LJMP T0OUTFLAG70:CLR FUN7FLAG SETB FUN0FLAGT0OUT:POP PSW RETIEND附录3 印制板图1.显示部分2.控制部分