单片机彩灯课程设计单片机节日彩灯控制器的设计Proteus仿真|产品概述|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

单片机节日彩灯控制器的设计Proteus仿真

节日彩灯控制器的设计

一、设计要求：

以单片机为核心，设计一个节日彩灯控制器：

K1—开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。K2—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。K3—下，按此键则灯由下向上流动。K4—交替闪烁，按此键则奇数序号灯与偶数序号灯交替闪烁。

二、方案论证：

通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我提出课两种技术方案来实现该公能。下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。

1 方案比较

彩灯控制器课分为两种方案实现。一种是利用数字逻辑电路装置控制，另一种是采用单片机控制。

1.1 方案一

根据任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡器、计数/时序分配电路、移位寄存器和彩灯显示五部分组成。其框图如图所示。

1.2 方案二

本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计，来达到本设计的要求、其硬件构成框图如图所示，以单片机为核心控制，由单片机最小系统（时钟电路、复位电路、电源）、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源组成。

2 方案论证

如果采用方案一，利用数字逻辑电路装置控制，其电路不是很复杂，制作相对较容易，成本也相对较低，但可调性差，亮灯模式少而且样式单调，达不到设计任务要求或实现困难。而采用方案二，以单片机控制其优点是电路集成度高，工作原理简单，清晰明了，自定义编程，控制的图案花样多，移植性好等。

3 方案选择

综上，显然方案二各方面优于方案一，以及为了体现专业优势，本次设计采用方案二。

三、理论设计：

1、主程序设计

程序启动时跳转到键盘判断模块程序中，此程序里面包含K1—K4的按键情况判断，循环检测直到有按键按下的时候，程序转去相对应的按键的彩灯显示的模块。

2、键盘扫描程序

四、电路仿真和仿真结果分析 ：

1 仿真电路

1.1 时钟电路和复位电路

1.2 按键控制电路

1.3 LED显示电路

2 仿真结果分析：

此次系统设计结果较好，经Proteus软件仿真系统的调试，可检测出仿真电路正常；对应按键按下，彩灯出现不同花型，实现了多控制、多闪烁的LED彩灯循环；经以上仿真测试证实，本设计能实现设计系统要求的预期功能。

五、心得体会：

本次作业设计以C51单片机为核心，控制电路、LED显示电路、以及单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路，实现了由单片机对LED灯的控制。

通过对软件的仿真调试，对彩灯控制器的运行成果满意，实现了题目的要求，同时此设计具有电路简单、易操作、成本小、体积小、耗能低等优点。

但是在设计中也出现了一些问题，在程序编写过程中发现自己有的知识模块模糊，导致实验速度减缓，通过c程序的编写实验就发现自己很多地方的不足，在查阅资料和同学的帮助下才解决了困难，这都是以后要多学习的地方。单片机源程序如下:

#include <reg52.h>#define uchar unsigned char //宏定义#define uint unsigned intsbit k1=P1^2; //位定义sbit k2=P1^3;sbit k3=P1^4;sbit k4=P1^5;uchar a=0; //定义所需变量uchar b;uchar code table1[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //从上到下流水数组uchar code table2[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe}; //从下到上流水数组void delay_ms(uint xms) //延时函数{uint i,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}void key_scan(uchar b) //按键扫描{if(b==1) //若K1按下{while(k2==1&&k3==1&&k4==1){for(a=0;a<8;a++) //执行从上到下流水操作{P0=table1[a];delay_ms(100);}a=0;}}if(b==2) //若K2按下{while(k1==1&&k3==1&&k4==1){ //P0全部输出高电平，关闭LEDP0=0xff;}}if(b==3) //若K3按下{while(k1==1&&k2==1&&k4==1){for(a=0;a<8;a++) //执行从下到上流水操作{P0=table2[a];delay_ms(100);}a=0;}}if(b==4) //若K4按下{while(k1==1&&k2==1&&k3==1){P0=0xaa; //奇偶位分别点亮delay_ms(100);P0=0x55;delay_ms(100);}}}void main(void) //主函数{TMOD=0X01; //定时器中断初始化TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;while(1);}void T0_time() interrupt 1 //中断服务函数{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);}

复制代码

51单片机实例讲解，彩灯键盘显示程序

彩灯键盘显示控制要求：用10个数字键控制选择彩灯的10种变化，并用数码管显示器显示按键号。

10种变化彩灯如下：

●花样一：一盏灯从右至左点亮，即从LED1开始向LED8方向流水移动点亮。

●花样二：一盏灯从左至右点亮，即从LED8开始向LED1方向流水移动点亮。

●花样三：要求一盏灯从左至右逐个点亮不灭，即从LED8开始向LED1方向逐个点亮不熄灭，直到全部点亮。

●花样四：让全亮的灯从右至左逐个熄灭，即从LED1开始向LED8方向，彩灯逐个熄灭。

●花样五：两盏灯从右至左点亮，即LED1+LED2→LED3+LED4→LED5+LED6→LED7+LED8。

●花样六：两盏灯从左至右点亮，即LED8+LED7→LED6+LED5→LED4+LED3→LED2+LED1。

●花样七：一盏灯从左至右先按单数流水点亮，后按双数流水点亮，即LED1→LED3→LED5→LED7→LED2→LED4→LED6→LED8。

●花样八：一盏灯从右至左先按双数流水点亮，后按单数流水点亮，即LED8→LED6→LED4→LED2→LED7→LED5→LED3→LED1。

●花样九：8只发光从左至右依次点亮一只，即LED1亮→LED1+LED2亮→LED1+ LED2+LED3亮→LED1+LED2+LED3+LED4亮→LED1+LED2+LED3+LED4+LED5亮→LED1+LED2+LED3+LED4+LED5+LED6亮→LED1+LED2+LED3+LED4+LED5+ LED6+LED7亮→LED1+LED2+LED3+LED4+LED5+LED6+LED7+LED8亮。

●花样十：8只发光二极管从右至左依次点亮一只，即LED8亮→LED8+LED7亮→LED8+LED7+LED6亮→LED8+LED7+LED6+LED5亮→LED8+LED7+LED6+LED5+ LED4亮→LED8+LED7+LED6+LED5+LED4+LED3亮→LED8+LED7+LED6+LED5+ LED4+LED3+LED2亮→LED8+LED7+LED6+LED5+LED4+LED3+LED2+LED1亮。

(1)彩灯键盘显示硬件电路(见图46)。