節日彩燈控制器的設計

一、設計要求：

以單片機為核心，設計一個節日彩燈控制器：

K1—開始，按此鍵則燈開始流動（由上而下）。

K2—停止，按此鍵則停止流動，所有燈為暗。

K3—下，按此鍵則燈由下向上流動。

K4—交替閃爍，按此鍵則奇數序號燈與偶數序號燈交替閃爍。

二、方案論證：

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

1 方案比較

彩燈控制器課分為兩種方案實現。一種是利用數字邏輯電路裝置控制，另一種是采用單片機控制。

1.1 方案一

根據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/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。

1.2 方案二

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彩燈循環系統的設計，來達到本設計的要求、其硬件構成框圖如圖所示，以單片機為核心控制，由單片機最小系統（時鐘電路、復位電路、電源）、按鍵控制電路、LED發光二極管和5V直流電源組成。

2 方案論證

如果采用方案一，利用數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，但可調性差，亮燈模式少而且樣式單調，達不到設計任務要求或實現困難。而采用方案二，以單片機控制其優點是電路集成度高，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。

3 方案選擇

綜上，顯然方案二各方面優于方案一，以及為了體現專業優勢，本次設計采用方案二。

三、理論設計：

1、主程序設計

程序啟動時跳轉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，循環檢測直到有按鍵按下的時候，程序轉去相對應的按鍵的彩燈顯示的模塊。

2、鍵盤掃描程序

四、電路仿真和仿真結果分析：

1 仿真電路

1.1 時鐘電路和復位電路

1.2 按鍵控制電路

1.3 LED顯示電路

2 仿真結果分析：

此次系統設計結果較好，經Proteus軟件仿真系統的調試，可檢測出仿真電路正常；對應按鍵按下，彩燈出現不同花型，實現了多控制、多閃爍的LED彩燈循環；經以上仿真測試證實，本設計能實現設計系統要求的預期功能。

五、心得體會：
本次作業設計以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等模塊組成的核心主控制電路，實現了由單片機對LED燈的控制。

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

但是在設計中也出現了一些問題，在程序編寫過程中發現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現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

#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}; //從上到下流水數組

uchar code table2[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //從下到上流水數組

void delay_ms(uint xms) //延時函數

{

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

{

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

{

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

審核編輯：湯梓紅