单片机节日彩灯控制器课程设计报告

的DO位置位,可禁止ALE操作。该位置位后,只要一条MOVX口MOV指令才会激活ALE此外,该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。（7）PSEN:程序存储允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89S51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效,即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器时,没有两次有效的PSEN信号。EA/VPP外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为OOOOH-FFFFH,EA端必须保持低电平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态。如EA端保持高电平（接VCC端）,CPU则执行内部程序存储器中的指令。Flash存储器编程期间，该引脚用于施加+12V编程电压（VPP。（8）XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入端。（9）XTAL2:反向振荡放大器器的输出端。（二）74HC377芯片输出接口扩展通常用74HC377芯片来实现。该芯片是一个带允许端的8D锁存器（1）芯片的引脚如图4所示(1)377图474HC377引脚图（2）各相关引脚的功能如下：DO〜D7为8位数据输入端；Q（〜Q7为8位数据输出端；G为使能控制端；CLK为时钟信号，上升沿锁存数据。（3）74HC377真值表如下ECLK功能1X保持XO保持0上升沿_锁存表374HC377真值表（三）74HC138芯片74HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTLLSTTL）系列。1）74HC138引脚74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入（AO,A1和A2）,并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（丫0至丫7）。74HC138特有3个使能输入端：两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否则74HC138将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HC138芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1-32（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HC138亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。138图574HC138引脚图（2）74HC138的功能如下74HC138作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的，在数据传输系统高性能存贮器系统中，用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存贮器时，译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间，这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。HC138按照三位二进制输入码和赋能输入条件，从8个输出端中译出一个低电平输出。两个低电平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒相器，扩展成24线译码器不需外接门；扩展成32线译码器,只需要接一个外接倒相器。在调节器应用中，赋能输入端可用作数据输入端。（3）74HC138特性复合使能输入，轻松实现扩展兼容JEDECno.7A存储器芯片译码选择的理想选择低有效互斥输出ESD保护HBMEIA/JESD22-A114-C超过2000VMMEIA/JESD22-A115-A超过200V温度范围-40〜+85C-40〜+125C多路分配功能五：硬件设计（1）直流电源电路对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块,电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外，还采用市电（交流电网）供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分！本项目直流稳压电源为+5V。如下图所示：直流稳压电源的制作一般有3种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。图6三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。（2）按键电路按键控制电路（如图8所示）是由4个按键开关构成的。他们分别接在单片机AT89S52的P1接口K1—上，按此键则灯由上向下流动。K2—下，按此键则灯由下向上流动。K3—全亮，按此键则灯全亮。K4—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。VCC一J11k£pof|R2ft——星丿jfiK4图7按键电路（3）时钟复位电路要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个30pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。电路如下图所示。Pl.DpHPl.6\rCCR6"TIT10K~~P32P17$910M12ESELV「NDP3.3PU~円.5ATS9S3?7s90IXPOOPO.lP0.2F0.3P0.4P0.5P0.6PCT一EAALEPSEXP空P26P2.5F2.4P2.3P2.2P2]F10O49g43J3765333332109ST-3-32s6522224232221图8时钟复位电路（4）LED显示电路LED彩灯显示电路（如图所示）实际上是由24个发光二极管和24个电阻构成的电路。发光二极管与电阻对应串联,然后接在与之相对应的74HC377口上。通过软件编程对P2口输出高低电平来实现不同的闪烁花型。（5）硬件调试（1）调试：根据原理图将应该焊接好，用AltiumDesigner6.9软件下载Keil生成的HEX文件到单片机中，再给单片机上电，程序开始运行。（2）故障及解决：完成硬件焊接后，接上电程序并不能下载到单片机中，对比原理图的连线，一步一步检查，最终找到故障所在，74HC138使能端未接地/高电平，74HC377未接地，这些问题解决后在老师那可以烧进去程序，但是回到自己那后还是烧不进去程序，再次查询电路时发现，单片机接地端未接地，单片机的31管脚接地了，实际上应该接+5V,这些问题浪费了很长时间，所以在做设计时一定要认真仔细，故障排除后能够正常运行。六：软件设计单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到多控制、多闪烁方式的LED灯系统循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么样进行控制，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的明灭。软件编程是多控制、多闪烁方式的LED丁系统中的一个重要的组成部分，是本设计的重点和难点。下面，我将阐述多控制、多闪烁方式的LED灯系统是如何实现24个LED丁的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的软件编程方法。本设计是以单片机AT89S52为核心控制24个发光二极管4种闪烁方式的变换。K1—上，按此键则灯由上向下流动。K2—下，按此键则灯由下向上流动。K3-全亮，按此键则灯全亮。K4—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。图如下：程序如下：K1EQUP1.0K2EQUP1.1K3EQUP1.2K4EQUP1.3ORG0000HAJMPMAINORG0030HMAIN:MOVR2,#49HMOVR3,#92HMOVR4,#24HCLRCL:JNBK1,LOOPJNBK2,LOOP1JNBK3,LOOP2JNBK4,G1MOVDPTR,#5FFFHMOVA,#00HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFFHMOVA,#00HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#9FFFHMOVA,#00HMOVX@DPTR,ALJMPLG1:LJMPLOOP3LOOP:JNBK2,LOOP1JNBK3,LOOP2JNBK4,LOOP3MOVDPTR,#5FFFHMOVA,R2MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFFHMOVA,R3MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#9FFFHMOVA,R4MOVX@DPTR,AMOVA,R4RLCAMOVR4,AMOVA,R3RLCAMOVR3,AMOVA,R2RLCAMOVR2,AACALLDEL_500mSAJMPLOOPLOOP1:JNBK1,LOOPJNBK3,LOOP2JNBK4,LOOP3MOVDPTR,#5FFFHMOVA,R2MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFFHMOVA,R3MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#9FFFHMOVA,R4MOVX@DPTR,AMOVA,R2RRCAMOVR2,AMOVA,R3RRCAMOVR3,AMOVA,R4RRCAMOVR4,ALCALLDEL_500msLJMPLOOP1LOOP2:JNBK1,LOOPJNBK2,LOOP1JNBK4,LOOP3MOVDPTR,#5FFFHMOVA,#0FFHMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFFHMOVA,#0FFHMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#9FFFHMOVA,#0FFHMOVX@DPTR,ALJMPLOOP2LOOP3:JNBK1,LOOPJNBK2,LOOP1JNBK3,LOOP2MOVDPTR,#5FFFHMOVA,#00HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#7FFFHMOVA,#00HMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#9FFFHMOVA,#00HMOVX@DPTR,ALJMPLOOP3DEL_15ms:MOV40H,#30D11:MOV41H,#250D22:DJNZ41H,D22DJNZ40H,D11RETDEL_500mS:MOVR5,#4D12:MOVR6,#100D21:MOVR7,#250DJNZR7,$DJNZR6,D21DJNZR5,D12RET第3章总结1实验方案设计的可行性、有效性与市面上大多数的彩灯相比，该种彩灯具有更好的灯光装饰效果，性价比更高，与普通的全硬件彩灯相比具有更好的经济效益。应用主控模块输出的控制信号去控制灯管内的板模块工作，使得产品性能稳定，便以安装容易操作。由于控制程序存储在89C51单片机的电可擦除Flash闪存EPRO中，如果用户需要更改系统的亮灯模式，无须改变系统硬件电路，只需修改其中程序即可，是一种很有发展前途的彩灯控制器。由于国内生活水平不断提高，人民向往较佳的生活质素，对灯具灯饰也不断提出了新要求，近年内地灯饰市场有以下情况：功能细分一人们要求灯具能符合不同场合，不同照光功能的需求日高，因此适用于各种使用要求的灯具逐应运而生，如学生灯、书写灯、应急灯、日光灯、霞光灯、晚餐灯以及不同高度的落地灯等新品叠出。高技术化一由于电子技术被广泛用于灯具的制造，适应不同的电压，使可调节亮度的第三代照光灯具多起来。无频闪灯、3种波长色谱可调灯，放射远红外光灯等具备保护视力功能的灯具也开始推出市场。多功能化一符合当前的消费时尚、集多种功能于一体的灯如床头兼作光敏电话自控灯、带八音盒台灯等，是近年另一需求特点。节能环保-新推出的高科技无频闪书写灯，光线平稳并可节能源50%这种灯具很受消费者的欢迎。环保是灯具生产技术的崭新主题，显示人们对居室生态环境的重视，这亦是未来家居照明的主要发展方向。国际灯具行业现代化产品设计的潮流是:减少产品的尺寸,以减少材料的投入;现代社会对产品的开以制造最重要的着眼点是“经济”和“环境保护”。照明产品最好能体现这一潮流的是紧凑荧光灯，细管径，超细管径直管荧光灯和无汞的射频（RF）或微波（MW激发的硫灯。紧凑型荧光灯直径和尺寸，它们的形式多种多样用途也十分广泛。一般来说，它们有5倍于白炽灯的光效和8倍于白炽灯的寿命。因此，它们是绿色照明工程的推荐产品，使用紧凑型荧光灯的灯具也日益多见。附录一：总体电路图；'：llj：!tlhukUUUU8tillKEKft・r・,r■■-s'm1■--•a»bji鮎■「■:!'A”L!HA'-'”附录二：元器件清单器件名称型号个数变压器220V—9V1个整流二极管IN40074个下载器20P座1个单片机89S521个三端稳压器78051个-H-UL心片74HC3773个-H-UL心片74HC1381个按键4个电阻4.7K4个电阻10K1个电阻20024个电解电容1000uf1个电解电容100uf1个电解电容10uf1个瓷片电容1041个电容30pf2个晶振12MHZ1个发光二级管24个散热片1个IP座40管脚1个IP座20管脚3个IP座16管脚1个万能板1个电源插头1个导线若干参考文献1张毅刚•新编MCS-51单片机应用设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社,2003,128-132王幸之.AT89系列单片机原理与接口技术.北京：北京航空航天大学出版社,2001,125-130彭为.单片机典型系统设计实例精讲.北京，电子工业出版社,2000，89-92李军等.51系列单片机高级实例开发指南.北京：北京航天航空大学出版社，2004，90-102陈有卿.新颖电子灯光控制器.北京：机械工业出版社,2001,70-72张肃文.高频电子线路.北京：高等教育出版社,2000,194-196陈有卿.实用灯光控制电路300例.北京：中国电力出版社,2001,444-447康光华.电子技术基础模拟部分.武汉：华中理工大学电子学教研室编,145-149阎石.数字电子技术基础.北京：清华大学电子学教研组编,85-95陈有卿.灯光控制集成电路与灯光控制器制作.北京：人民邮电出版社,2001,148-149全新实用电路集粹丛书编辑委员会著.灯光控制应用电路集粹.北京：机械工业出版,2002,95-99刘宏祥.单片机彩灯实验.电子报,2003，23-27致谢此设计是在伊相雷老师精心指导和大力支持下完成的。亲爱的伊老师以其严谨求实的治学态度、高度的敬业精神、兢兢业业、孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。他渊博的知识、开阔的视野和敏锐的思维给了我深深的启迪。同时，在此次设计过程中我也学到了许多了关于单片机程序设计方面的知识，LED动态显示和Protell99操作应用方面的知识，实验技能有了很大的提高。另外，我还要特别感谢同组同学对我的设计的帮助，他们为我完成此次设计提供了巨大的帮助，使我得以顺利完成了实习设计。同时实验室的老师也时常帮助我，在此我也衷心的感谢他。