單片機(jī)節(jié)日彩燈控制器課程設(shè)計(jì)報(bào)告.doc

單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 單片機(jī)節(jié)日彩燈控制器設(shè)計(jì)彩燈控制器姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：學(xué) 院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造其自動(dòng)化完成日期：2014年6月27日目 錄第1章緒論- 11.1課題的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀- 11.2課題的發(fā)展趨勢(shì)- 11.3課題研究的主要內(nèi)容- 1第2章.節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)- 32.1設(shè)計(jì)目的 - 32.2設(shè)計(jì)要求 - 32.3總體方案設(shè)計(jì)與選擇的論證 - 32.4核心芯片及主要功能介紹 - 42.4.1 AT89S52芯片- 42.4.2 74HC377芯片 - 72.4.3 74HC138芯片 - 72.5硬件設(shè)計(jì) - 82.5.1 直流電源電路 - 82.5.2 按鍵電路 - 92.5.3 時(shí)鐘復(fù)位電路 - 92.5.4 LED顯示電路- 102.5.5 硬件調(diào)試 - 102.6軟件設(shè)計(jì)- 10第3章.總結(jié)- 153.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的可行性、有效性- 153.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容的實(shí)用性- 153.3 實(shí)習(xí)心得- 15附錄一：總體電路圖- 19附錄二：元器件清單- 20參考文獻(xiàn)- 21致謝- 21第1章 緒論一：課題的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀由于國(guó)內(nèi)生活水平不斷提高，人民向往較佳的生活質(zhì)素，對(duì)燈具燈飾也不斷提出了新要求，近年內(nèi)地?zé)麸検袌?chǎng)有以下情況： 功能細(xì)分：人們要求燈具能符合不同場(chǎng)合，不同照光功能的需求日高，因此適用于各種使用要求的燈具逐應(yīng)運(yùn)而生，如學(xué)生燈、書(shū)寫(xiě)燈、應(yīng)急燈、日光燈、霞光燈、晚餐燈以及不同高度的落地?zé)舻刃缕矾B出。 高技術(shù)化：由于電子技術(shù)被廣泛用于燈具的制造，適應(yīng)不同的電壓，使可調(diào)節(jié)亮度的第三代照光燈具多起來(lái)。無(wú)頻閃燈、3種波長(zhǎng)色譜可調(diào)燈，放射遠(yuǎn)紅外光燈等具備保護(hù)視力功能的燈具也開(kāi)始推出市場(chǎng)。 多功能化：符合當(dāng)前的消費(fèi)時(shí)尚、集多種功能于一體的燈如床頭兼作光敏電話自控?zé)?、帶八音盒臺(tái)燈等，是近年另一需求特點(diǎn)。 節(jié)能環(huán)保：新推出的高科技無(wú)頻閃書(shū)寫(xiě)燈，光線平穩(wěn)并可節(jié)能源50%，這種燈具很受消費(fèi)者的歡迎。環(huán)保是燈具生產(chǎn)技術(shù)的嶄新主題，顯示人們對(duì)居室生態(tài)環(huán)境的重視，這亦是未來(lái)家居照明的主要發(fā)展方向。 國(guó)際燈具行業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的潮流是：減少產(chǎn)品的尺寸，以減少材料的投入；現(xiàn)代社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)以制造最重要的著眼點(diǎn)是“經(jīng)濟(jì)”和“環(huán)境保護(hù)”。照明產(chǎn)品最好能體現(xiàn)這一潮流的是緊湊熒光燈，細(xì)管徑，超細(xì)管徑直管熒光燈和無(wú)汞的射頻(RF)或微波(MW)激發(fā)的硫燈。緊湊型熒光燈直徑和尺寸，它們的形式多種多樣用途也十分廣泛。一般來(lái)說(shuō)，它們有5倍于白熾燈的光效和8倍于白熾燈的壽命。因此，它們是綠色照明工程的推薦產(chǎn)品，使用緊湊型熒光燈的燈具也日益多見(jiàn)。 二：課題的發(fā)展趨勢(shì)彩燈的發(fā)展趨勢(shì)有：(1)向高效節(jié)能方向發(fā)展 首先是采用節(jié)能光源，然后是按照節(jié)能光的尺寸、形狀，精心設(shè)計(jì)燈具的光學(xué)系統(tǒng)，真正提高燈光的有效利用率。如在射燈中，選用光色好的高強(qiáng)度氣體放電燈，可造成一個(gè)光線彌散、均勻柔和的照明環(huán)境，且燈具的保護(hù)角小、效率高，能較好地顯示建筑物結(jié)構(gòu)。(2)向集成可調(diào)化方向發(fā)展技術(shù)的迅速發(fā)展 各種集成化裝置和電子算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)燈具和照明系統(tǒng)的應(yīng)用取得了顯著的進(jìn)步，如應(yīng)用電子鎮(zhèn)流器對(duì)燈具及照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)光、遙控、控制光色。(3)向多功能小型化發(fā)展隨著緊湊型光源的發(fā)展 鎮(zhèn)流器等燈用電器配件的超小、超薄、各種新技術(shù)、新工藝的不斷采用，現(xiàn)代燈具正在向小型、實(shí)用和多功能方向發(fā)展。(4)向裝配系列化轉(zhuǎn)現(xiàn)代燈具的選型追求簡(jiǎn)潔明快 淘汰了過(guò)去一味追求表面華美的造型及過(guò)分裝飾的風(fēng)格。既強(qiáng)調(diào)個(gè)性，又強(qiáng)調(diào)與背景環(huán)境的協(xié)調(diào)，還注重表現(xiàn)燈具材料的質(zhì)感。為了保證照明條件和視覺(jué)的舒適感，燈具大都配有各種系列成套的配件選擇，以使用戶根據(jù)需要自我調(diào)整。三：本文研究的主要內(nèi)容彩燈控制是以彩燈為主，從調(diào)光燈、觸摸燈和延遲燈電子控制器到節(jié)能燈、遙控?zé)艉妥钥胤奖銦綦娮涌刂破鞯膶?zhuān)用設(shè)備，種類(lèi)繁多。這是一種傳統(tǒng)的燈具方式，雖然彩燈成本較低，但由于采用接觸式控制彩燈方式顯示花樣信息，因此，受干擾較大，甚至不會(huì)顯示信息，目前燈具的設(shè)計(jì)觀念未能與時(shí)俱進(jìn)，零配件質(zhì)量很差。工業(yè)照明、公共照明等大型高附加值、高檔次或新型燈具產(chǎn)品很少。燈具產(chǎn)品科技含量低、檔次不高將在一定程度上削弱了未來(lái)我燈具產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。燈具樣式缺乏特色，存在安全隱患。設(shè)計(jì)中主要依據(jù)彩燈控制電路，電路最大的特點(diǎn)是穩(wěn)壓和整流裝置，只顧按鍵、二極管、按鈕及很少的阻容器件便能實(shí)現(xiàn)各種花樣等自然的變換，并能即按即變，永久保存。在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用正在滲透到傳統(tǒng)的家電領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、裝飾領(lǐng)域及待開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域。在裝飾領(lǐng)域方面，采用彩燈控制電路，加強(qiáng)了人機(jī)聯(lián)系，如會(huì)顯示數(shù)字和漢字的大型彩燈組，從而有效的提高審美觀念，方便了使用者；更為人們所熟悉。大至工業(yè)領(lǐng)域，小到玩具、彩燈據(jù)此本文介紹了用新偏控制的方式，通過(guò)單片機(jī)AT89S52和地址鎖存器做成得彩燈控制器。因?yàn)锳T89S52在片內(nèi)含有Flash存儲(chǔ)器，而地址鎖存器可將片內(nèi)信息存于閃爍存儲(chǔ)器中，而且有自動(dòng)變換花樣高質(zhì)量、自然的還原技術(shù)。另外，它內(nèi)置微控制器串行通信接口，可通過(guò)單片機(jī)AT89S52實(shí)現(xiàn)其所有功能。要制作彩燈控制器，需要將單片機(jī)與彩燈芯片的控制端口進(jìn)行連接，并對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，使其實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能；還要將單片機(jī)的輸出口連接鍵盤(pán)和顯示器，使其控制相應(yīng)的功能并得到顯示。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到彩色霓虹燈。彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來(lái)裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場(chǎng)上各式樣的彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場(chǎng)合、不同時(shí)間段的需要來(lái)調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過(guò)多、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。本文提出了一種基于AT89S52單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈的控制。本方案以AT89S52單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤(pán)、顯示、驅(qū)動(dòng)等模塊組成核心主控制模塊,可以顯示不同的花樣。第2章 節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)一：設(shè)計(jì)目的1、了解節(jié)日彩燈控制器的工作原理2、掌握按鍵輸入的消抖處理程序和延時(shí)程序的編寫(xiě)3、掌握獨(dú)立電源設(shè)計(jì)方法及原理4、掌握電路板的實(shí)物焊接二：設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)4個(gè)按鍵K1，K2，K3,K4K1上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。 K2下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。K3全亮，按此鍵則燈全亮。K4停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。三：總體方案設(shè)計(jì)與選擇的論證隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來(lái)裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場(chǎng)上各式樣的LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場(chǎng)合、不同時(shí)間段的需要來(lái)調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過(guò)多、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響彩燈效果，因此有必要對(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。（一）設(shè)計(jì)方案彩燈控制器大致可分為兩種方案實(shí)現(xiàn)。一種是利用電子電路裝置控制，另一種是采用單片機(jī)控制。方案一：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)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(yīng)由振蕩電路、計(jì)數(shù)/時(shí)序分配電路、移位位寄存器和彩燈顯示五部分組成。其框圖如圖1-1所示。振蕩電路控制電路譯碼器LED顯示電路計(jì)數(shù)器圖1彩燈循環(huán)控制器硬件框圖方案二：本方案主要是通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)的多控制、多閃爍方式的LED彩燈循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，來(lái)達(dá)到本設(shè)計(jì)的要求。其硬件構(gòu)成框圖如圖1-2所示，以單片機(jī)為核心控制，由單片機(jī)最小系統(tǒng)（時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源）、按鍵控制電路、LED發(fā)光二極管和5V直流電源電路組成。AT89C51單片機(jī)時(shí)鐘電路復(fù)位電路按鍵控制電路直流5V電源電路供電信號(hào)LED彩燈圖2單片機(jī)彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)硬件框圖此設(shè)計(jì)方案中單片機(jī)的P1口接5路按鍵控制電路，實(shí)現(xiàn)彩燈花型的切換功能；單片機(jī)的P1口引腳接上四個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)以實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈閃爍頻率的控制，即實(shí)現(xiàn)了快慢兩種節(jié)拍實(shí)現(xiàn)花型的變換；單片機(jī)上的P2口接二十四路LED發(fā)光二極管組成彩燈電路，顯示彩燈循環(huán)情況。（二）方案選擇結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)比較以上兩種方案可知：利用電子電路裝置控制，其電路不很復(fù)雜，制作相對(duì)較容易點(diǎn)，成本也相對(duì)較低，但可調(diào)性差，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，達(dá)不到設(shè)計(jì)任務(wù)要求或?qū)崿F(xiàn)困難。采用單片機(jī)控制其優(yōu)點(diǎn)是電路集成度高，工作原理簡(jiǎn)單，清晰明了，自定義編程，控制的圖案花樣多，移植性好等。綜上，顯然方案二各方面優(yōu)越于方案一，以及為了體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，本次設(shè)計(jì)采用第二種方案。四：核心芯片及主要元件功能介紹(一)AT89S52芯片管腳說(shuō)明：管腳圖如圖3所示：(1)P0口P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙 向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”時(shí)，被定義為高阻輸入。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻.在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。（2）P1口P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(I)。 圖3 單片機(jī)89S52管腳圖在Flash編程和程序校驗(yàn)期間,P1接收低8位地址。部分端口還有第二功能,如表1所示:端口引腳第二功能P1.5MOSI(用于ISP編程)P1.6MISO(用于ISP編程)P1.7SCK (用于ISP編程)表1 P1口部分引腳第二功能(3)P2口P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口, P2口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(I)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(例如執(zhí)行MOVXDPTR指令)時(shí),P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)寄存器(例如執(zhí)行MOVXRi指令)時(shí),P2口線上的內(nèi)容(也即特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容),在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。在Flash編程或校驗(yàn)時(shí),P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。(4)P3口P3口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向8位I/O口, P3口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(吸收或輸出電流)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)P3口寫(xiě)“1”時(shí),它們被內(nèi)部的上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入口使用時(shí),被外部信號(hào)拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流(I)。P3口除了作為一般的I/O口線外,更重要的用途是它的第二功能,如表2所示:P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。端口引腳第二功能P3.0RXD (串行輸入口)P3.1TXD (串行輸出口)P3.2 (外中斷0)P3.3 (外中斷1)P3.4 T0 (定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)P3.5 T1 (定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)P3.6 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)P3.7 (外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)表2 P3口引腳第二功能(5)RST復(fù)位輸入當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)間將使單片機(jī)復(fù)位。WDT溢出將使該引腳輸出高電平,設(shè)置SFR AUXR的DISRTO位(地址8EH)可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。 DISRTO位缺省為RESET輸出高電平打開(kāi)狀態(tài)。 (6)ALE/:當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部寄存器,ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào),因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。值得注意的是:每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖()。如有必要,可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器(SFR)區(qū)中的8EH單元的D0位置位,可禁止ALE操作。該位置位后,只要一條MOVX和MOVC指令才會(huì)激活A(yù)LE。此外,該引腳會(huì)被微弱拉高,單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí),應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效。(7)：程序存儲(chǔ)允許()輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào),當(dāng)AT89S51由外部程序存儲(chǔ)器取指令(或數(shù)據(jù))時(shí),每個(gè)機(jī)器周期兩次有效,即輸出兩個(gè)脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),沒(méi)有兩次有效的信號(hào)。EA/VPP：外部訪問(wèn)允許。欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平(接地)。需要注意的是:如果加密位LB1被編程,復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端保持高電平(接VCC端)，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳用于施加+12V編程電壓（VPP）。(8)XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入端。(9)XTAL2：反向振蕩放大器器的輸出端。 (二)74HC377芯片輸出接口擴(kuò)展通常用74HC377芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。該芯片是一個(gè)帶允許端的8D鎖存器（1）芯片的引腳如圖4所示 圖4 74HC377引腳圖（2）各相關(guān)引腳的功能如下：D0D7為8位數(shù)據(jù)輸入端；Q0Q7為8位數(shù)據(jù)輸出端；G為使能控制端；CLK為時(shí)鐘信號(hào)，上升沿鎖存數(shù)據(jù)。（3）74HC377真值表如下ECLK功能1X保持XO保持0上升沿鎖存 表3 74HC377真值表（三） 74HC138芯片74HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。（1）74HC138引腳74HC138譯碼器可接受3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（A0, A1和A2），并當(dāng)使能時(shí)，提供8個(gè)互斥的低有效輸出（Y0至Y7）。74HC138特有3個(gè)使能輸入端：兩個(gè)低有效（E1和E2）和一個(gè)高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否則74HC138將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需4片74HC138芯片和1個(gè)反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè)1-32（5線到32線）譯碼器。任選一個(gè)低有效使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，而把其余的使能輸入端作為選通端，則74HC138亦可充當(dāng)一個(gè)8輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀態(tài)。 圖 5 74HC138引腳圖（2）74HC138的功能如下74HC138 作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時(shí)間短的，在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)高性能存貯器系統(tǒng)中,用這種譯碼器可以提高譯碼系統(tǒng)的效率。將快速賦能電路用于高速存貯器時(shí),譯碼器的延遲時(shí)間和存貯器的賦能時(shí)間通常小于存貯器的典型存取時(shí)間,這就是說(shuō)由肖特基鉗位的系統(tǒng)譯碼器所引起的有效系統(tǒng)延遲可以忽略不計(jì)。HC138 按照三位二進(jìn)制輸入碼和賦能輸入條件,從8 個(gè)輸出端中譯出一個(gè) 低電平輸出。兩個(gè)低電平有效的賦能輸入端和一個(gè)高電平有效的賦能輸入端減少了擴(kuò)展所需要的外接門(mén)或倒相器,擴(kuò)展成24 線譯碼器不需外接門(mén);擴(kuò)展成32 線譯碼器,只需要接一個(gè)外接倒相器。在調(diào)節(jié)器應(yīng)用中,賦能輸入端可用作數(shù)據(jù)輸入端。（3）74HC138特性 復(fù)合使能輸入，輕松實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展 兼容JEDEC標(biāo)準(zhǔn)no.7A 存儲(chǔ)器芯片譯碼選擇的理想選擇 低有效互斥輸出 ESD保護(hù) HBM EIA/JESD22-A114-C超過(guò)2000 V MM EIA/JESD22-A115-A超過(guò)200 V 溫度范圍 -40+85 -40+125 多路分配功能五：硬件設(shè)計(jì)（1）直流電源電路對(duì)于一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)來(lái)講，首要問(wèn)題就是為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供電模塊，電源電路的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。電子設(shè)備除用電池供電外，還采用市電（交流電網(wǎng)）供電。通過(guò)變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后，得到穩(wěn)定的直流電。直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的重要組成部分！本項(xiàng)目直流穩(wěn)壓電源為+5V。如下圖所示：直流穩(wěn)壓電源的制作一般有3種制作形式，分別是分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓電源線性集成穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。下圖穩(wěn)壓電源采用的是三端集成穩(wěn)壓器7805構(gòu)成的正5V直流電源。 圖6 三端集成穩(wěn)壓器7805構(gòu)成的正5V直流電源。（2）按鍵電路按鍵控制電路(如圖8所示)是由4個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)構(gòu)成的。他們分別接在單片機(jī)AT89S52的P1接口K1上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。K2下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。K3全亮，按此鍵則燈全亮。K4停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。 圖7 按鍵電路（3）時(shí)鐘復(fù)位電路要使單片機(jī)工作起來(lái)，最基本的電路的構(gòu)成由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路等組成時(shí)鐘電路：本系統(tǒng)采用單片機(jī)內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，用于外接一個(gè)12MHz石英晶體振蕩器和2個(gè)30pF微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路。復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位，該復(fù)位方式同樣具有上電自動(dòng)復(fù)位功能。電路如下圖所示。 圖8 時(shí)鐘復(fù)位電路(4)LED顯示電路LED彩燈顯示電路(如圖所示)實(shí)際上是由24個(gè)發(fā)光二極管和24個(gè)電阻構(gòu)成的電路。發(fā)光二極管與電阻對(duì)應(yīng)串聯(lián),然后接在與之相對(duì)應(yīng)的74HC377口上。通過(guò)軟件編程對(duì)P2口輸出高低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的閃爍花型。（5）硬件調(diào)試（1）調(diào)試：根據(jù)原理圖將應(yīng)該焊接好，用Altium Designer6.9軟件下載Keil生成的HEX文件到單片機(jī)中，再給單片機(jī)上電，程序開(kāi)始運(yùn)行。（2）故障及解決：完成硬件焊接后，接上電程序并不能下載到單片機(jī)中，對(duì)比原理圖的連線，一步一步檢查，最終找到故障所在，74HC138使能端未接地/高電平，74HC377未接地，這些問(wèn)題解決后在老師那可以燒進(jìn)去程序，但是回到自己那后還是燒不進(jìn)去程序，再次查詢電路時(shí)發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)接地端未接地，單片機(jī)的31管腳接地了，實(shí)際上應(yīng)該接+5V，這些問(wèn)題浪費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間，所以在做設(shè)計(jì)時(shí)一定要認(rèn)真仔細(xì)，故障排除后能夠正常運(yùn)行。六：軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到多控制、多閃爍方式的LED燈系統(tǒng)循環(huán)點(diǎn)亮的現(xiàn)象，我們還需要告訴單片機(jī)怎么樣進(jìn)行控制，即編寫(xiě)程序控制單片機(jī)管腳電平的高低變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的明滅。軟件編程是多控制、多閃爍方式的LED燈系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分，是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。下面,我將闡述多控制、多閃爍方式的LED燈系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)24個(gè)LED燈的循環(huán)點(diǎn)亮，來(lái)介紹實(shí)現(xiàn)流水燈控制的軟件編程方法。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)AT89S52為核心控制24個(gè)發(fā)光二極管4種閃爍方式的變換。K1上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。 K2下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。K3全亮，按此鍵則燈全亮。K4停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。流程圖如下：判斷有無(wú)按鍵按下YN開(kāi)始當(dāng)K1K4有鍵按下時(shí)調(diào)用延時(shí)程序調(diào)用彩燈循環(huán)程序圖9主程序流程圖程序如下： K1 EQU P1.0 K2 EQU P1.1 K3 EQU P1.2 K4 EQU P1.3 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H MAIN:MOV R2,#49H MOV R3,#92H MOV R4,#24H CLR C L: JNB K1 ,LOOP JNB K2 ,LOOP1 JNB K3 ,LOOP2 JNB K4 ,G1 MOV DPTR,#5FFFH MOV A,#00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV A, #00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,#00H MOVX DPTR,A LJMP L G1:LJMP LOOP3LOOP: JNB K2 ,LOOP1 JNB K3 ,LOOP2 JNB K4 ,LOOP3 MOV DPTR,#5FFFH MOV A,R2 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV A,R3 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,R4 MOVX DPTR,A MOV A,R4 RLC A MOV R4,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV A,R2 RLC A MOV R2,A ACALL DEL_500mS AJMP LOOPLOOP1: JNB K1 ,LOOP JNB K3 ,LOOP2 JNB K4 ,LOOP3 MOV DPTR,#5FFFH MOV A,R2 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV A,R3 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,R4 MOVX DPTR,A MOV A,R2 RRC A MOV R2,A MOV A,R3 RRC A MOV R3,A MOV A,R4 RRC A MOV R4,A LCALL DEL_500ms LJMP LOOP1 LOOP2:JNB K1 ,LOOP JNB K2 ,LOOP1 JNB K4 ,LOOP3 MOV DPTR,#5FFFH MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV A, #0FFH MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A LJMP LOOP2LOOP3: JNB K1 ,LOOP JNB K2 ,LOOP1 JNB K3 ,LOOP2 MOV DPTR,#5FFFH MOV A,#00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV A, #00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,#00H MOVX DPTR,A LJMP LOOP3DEL_15ms:MOV 40H,#30 D11: MOV 41H,#250 D22: DJNZ 41H,D22 DJNZ 40H,D11 RET DEL_500mS:MOV R5,#4D12: MOV R6,#100 D21: MOV R7,#250 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D21 DJNZ R5,D12 RET第3章 總結(jié)1實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的可行性、有效性與市面上大多數(shù)的彩燈相比，該種彩燈具有更好的燈光裝飾效果，性價(jià)比更高，與普通的全硬件彩燈相比具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用主控模塊輸出的控制信號(hào)去控制燈管內(nèi)的板模塊工作，使得產(chǎn)品性能穩(wěn)定，便以安裝容易操作。由于控制程序存儲(chǔ)在89C51單片機(jī)的電可擦除Flash閃存EPROM中，如果用戶需要更改系統(tǒng)的亮燈模式，無(wú)須改變系統(tǒng)硬件電路，只需修改其中程序即可，是一種很有發(fā)展前途的彩燈控制器。由于國(guó)內(nèi)生活水平不斷提高，人民向往較佳的生活質(zhì)素，對(duì)燈具燈飾也不斷提出了新要求，近年內(nèi)地?zé)麸検袌?chǎng)有以下情況：功能細(xì)分人們要求燈具能符合不同場(chǎng)合，不同照光功能的需求日高，因此適用于各種使用要求的燈具逐應(yīng)運(yùn)而生，如學(xué)生燈、書(shū)寫(xiě)燈、應(yīng)急燈、日光燈、霞光燈、晚餐燈以及不同高度的落地?zé)舻刃缕矾B出。高技術(shù)化由于電子技術(shù)被廣泛用于燈具的制造，適應(yīng)不同的電壓，使可調(diào)節(jié)亮度的第三代照光燈具多起來(lái)。無(wú)頻閃燈、3種波長(zhǎng)色譜可調(diào)燈，放射遠(yuǎn)紅外光燈等具備保護(hù)視力功能的燈具也開(kāi)始推出市場(chǎng)。多功能化符合當(dāng)前的消費(fèi)時(shí)尚、集多種功能于一體的燈如床頭兼作光敏電話自控?zé)?、帶八音盒臺(tái)燈等，是近年另一需求特點(diǎn)。節(jié)能環(huán)保新推出的高科技無(wú)頻閃書(shū)寫(xiě)燈，光線平穩(wěn)并可節(jié)能源50%，這種燈具很受消費(fèi)者的歡迎。環(huán)保是燈具生產(chǎn)技術(shù)的嶄新主題，顯示人們對(duì)居室生態(tài)環(huán)境的重視，這亦是未來(lái)家居照明的主要發(fā)展方向。國(guó)際燈具行業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的潮流是:減少產(chǎn)品的尺寸,以減少材料的投入;現(xiàn)代社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)以制造最重要的著眼點(diǎn)是“經(jīng)濟(jì)”和“環(huán)境保護(hù)”。 照明產(chǎn)品最好能體現(xiàn)這一潮流的是緊湊熒光燈，細(xì)管徑，超細(xì)管徑直管熒光燈和無(wú)汞的射頻(RF)或微波(MW)激發(fā)的硫燈。緊湊型熒光燈直徑和尺寸，它們的形式多種多樣用途也十分廣泛。一般來(lái)說(shuō)，它們有5倍于白熾燈的