单片机小制作，七彩“魔法瓶”

一看题图，你可能会想，不就是一个普通的玻璃瓶吗?但是这个瓶子的功能却不简单，瓶子会感知周围光线的强度而改变内部的LED流动花式。当你的手背着光源的位置向前靠近时，口里再喃喃几句“魔法咒语”，神奇的现象出现了，本来的花式突然改变了，时而变蓝，时而变红。当你的手继续靠近时，然后可以关灯，这时瓶子闪烁得更加耀眼，更加激烈了，哇，太神奇了，竟然可以“隔空控制”!如果将此作品放在家里客厅或宿舍，一定会吸引很多客人或同学的眼球，而且可以活跃气氛。

“七彩魔法瓶”的奥秘是运用光敏电阻探测出周围光线的强弱，再根据光度由强到弱分成8个区间，每个区间都有一种不同的LED流动花式，第一个区间(也即是光照最强时)“魔瓶”不断显示红、绿、蓝的颜色;第二到第四个区间分别是显示由红色、绿色和蓝色的3种不同颜色的不同显示主题，不同的颜色能改变人的心情，因此随着主题的改变，心情也改变了;第五个区间(光照较暗时)瓶子会逐渐变化出类似彩虹的七彩颜色，因为红、绿、蓝三原色进行不同的组合就会得到不同的颜色;第六个区间是我们熟悉的流水灯，先由前排逐个流动，然后后排逐个流动;第七个区间是我最喜欢的，先逐渐显示单数和双数排的LED灯，同时，在瓶子内部的黄色和绿色草帽高亮LED灯交替亮起，发射出的光线经过洞洞板和玻璃瓶透射出来，显得特别好看;最后一个区间是光照最暗的时候，内部的高亮LED都亮起，同时左右排的LED灯交替亮，之后全部闪烁，达到最激烈的程度。相信在场观众的心情此时会达到高潮，很有创意吧，下面让我们一起来制作!

电路原理

所需器件列表：

◆ 20脚的STC12C2052AD单片机1个(或者选用同类有AD功能的单片机)

◆红、绿、蓝贴片LED各4个

◆绿色和黄色的高亮草帽LED各1个

◆ 470Ω贴片电阻6个

◆ 1kΩ贴片电阻2个

◆ 10kΩ贴片电阻1个

◆光敏电阻1个

◆ 7.5cm×7cm的玻纤洞洞板1块(玻纤板透光效果好)

◆排针若干

◆瓶口大小合适的空玻璃瓶子1个

01 用裁刀把7.5cm×7cm的玻纤洞洞板裁成3块的2.5cm×7cm大小的形状，玻纤板有一种半透明感，能把内部的光更好地透射出来，显示的效果更加美观。当然，如果材料有限也可以用其他的洞洞板，只不过效果没那么酷罢了。

02 然后在其中的一块洞洞板背面分别焊接上贴片LED和470Ω的贴片电阻，此作品要求越小越好，因此元器件都选用了贴片封装以减小体积，LED从左往右的排列为红、绿、蓝、红、绿、蓝(对应单片机的P3.0～P3.5引脚)。为了显示出七彩的效果，一定要按照红、绿、蓝的排列顺序，这三原色能组合出多种不同的颜色。注意要在中间间隔两个焊盘的位置，因为这块板子是放在左边的位置，也就是单片机P3组引脚的一边，为了更好地方便后面的对应焊接，中间跳过晶体振荡器引脚部分而焊接，焊接完成后如图所示。

03 在另一块板子，如图所示，连续焊接上贴片LED和470Ω的贴片电阻，此处6个LED灯对应P1.2～P1.7引脚，LED灯按照电路图所示的蓝、绿、红、蓝、绿、红的顺序排列。注意上面两块板子要对应好单片机的引脚位置。

04 分别剪出10针和7针的排针，并且用钳子把其弯曲成120°，如图所示，然后分别焊接在上面两块板子上，10针的对应电路图的左边，7针的对应电路图的右边。注意，要对应好LED灯位置，多出来的排针用于电源之间的连接。

05 在剩下的一块板子上焊接20脚的IC插座，然后把黄、绿两个高亮草帽LED灯的顶部弯曲成90°，如图所示，分别摆放在两端位置，黄、绿两个LED灯的顺序根据个人喜好摆放。

06 在背面焊接上光敏电阻的10kΩ贴片上拉电阻和两个高亮LED的1kΩ限流电阻，焊接完成后如图所示。

07 把左边部分的板子引出的排针对应好单片机的左边引脚位置，一一对应，注意板子背面朝外，大约弯曲成60°，然后用焊锡焊接固定好。

08 再把另一边的板子也按照上一步骤焊接上，也要注意排针对应好单片机的引脚位置，并且把光敏电阻从左边板子穿插进电路板内部，把光敏电阻的两端分别连接在单片机P1.0口和电源负极，这部分完成后如图所示。于是，一个由洞洞板组成的小型“金字塔”就制作完成了。

09 用一条大约1m长的两排排线把电源正、负极引出来，如图所示。你也可以多加两条排线把单片机的两个数据口引出来，方便程序的更新，由于我之前已经调试好了程序，因此在这里没有把数据线引出来。

10 接上电源，用手电筒在较暗的地方不断靠近光敏电阻，看看LED灯的花式显示结果是否如自己编写的程序一致，如图所示。

11 调试好程序后，就可以把它放进一个空玻璃瓶子里了，在底面板子的两端边上粘贴上双面胶，然后用镊子轻轻放进瓶子内部，在适合的位置上粘上去固定好，作品就可以宣布完成了，如图所示。电子爱好者也要加强环保意识，尽量利用废弃的物品来完成我们的电子制作，减少垃圾量，做到以废变新，这是一个不错的主意吧!而且LED灯发出的光在玻璃瓶的内壁折射又反射，显示出来的效果会比想象中要好多了!

12 插上电源，把“魔法瓶”放进较暗的地方，立即会显示出更加灿烂的炫彩闪耀效果，你一定会喜欢的。

程序部分说明

本作品最主要的部分是利用STC单片机内部的A/D转换功能，读取光敏电阻的阻值变化，进而控制LED灯的流动花式。STC12C2052AD内部置有8位AD转换功能，读取到的数为0～255的数值，然后把读到的数值分为几个范围区间，每个区间分别显示不同的LED流动花式。这里要注意的是，编写不同范围程序时，不能直接写成如“if(4040)&&(m<=60))”。

51单片机引脚功能介绍

40只引脚双列直插封装(DIP)。40只引脚按功能分为3类：

(1)电源及时钟引脚: Vcc、Vss;XTAL1、XTAL2。

(2)控制引脚： PSEN*、EA* 、ALE、RESET (即RST)。

(3)I/O口引脚：P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口的外部引脚。

2.2.1 电源及时钟引脚

1.电源引脚

(1)Vcc(40脚)：+5V电源;

(2)Vss(20脚)：接地。

2.时钟引脚

(1)XTAL1(19脚)：如果采用外接晶体振荡器时，此引脚应接地。

(2)XTAL2(18脚)：接外部晶体的另一端。

2.2.2 控制引脚

提供控制信号，有的引脚还具有复用功能。

(1) RST/VPD(9脚)：复位与备用电源。

(2) ALE/PROG*(30脚)：第一功能ALE为地址锁存允许，可驱动8个LS型TTL负载。PROG*为本引脚的第二功能。为编程脉冲输入端。

(3) PSEN* (29脚)：读外部程序存储器的选通信号。可以驱动8个LS型TTL负载。

(4) EA*/VPP (Enable Address/Voltage Pulse of Programing，31脚) EA*为内外程序存储器选择控制端。 EA*=1，访问片内程序存储器，但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051、8751)时，即超出片内程序存储器的4K字节地址范围时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。EA*=0，单片机则只访问外部程序存储器。VPP为本引脚的第二功能。用于施加编程电压(例如+21V或+12V)。对89C51，加在VPP脚的编程电压为+12V或+5V。

2.2.3 I/O口引脚

(1) P0口：双向8位三态I/O口，此口为地址总线(低8位)及数据总线分时复用口，可驱动8个LS型TTL负载。

(2) P1口：8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。

(3) P2口：8位准双向I/O口，与地址总线(高8位)复用，可驱动4个LS型TTL负载。

(4) P3口：8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。

要特别注意准双向口与双向三态口的差别。当3个准双向I/O口作输入口使用时，要向该口先写“1”，另外准双向I/O口无高阻的“浮空”状态。

上海羊羽卓进出口贸易有限公司

设计与开发

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