篇一：基于单片机的节日彩灯设计
单片机课程设计
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摘 要
彩灯控制器在我们的日常生活中有着重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。本次报告中设计的花样彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。
查阅相关资料，用简单的输入输出端口等硬件，结合实际彩灯的亮灭控制过程进行设计。利用键盘上的灯实现灯的各种形式的变换，使彩灯变换的样式更多，克服了节日彩灯变换样式单调的缺点，使节日彩灯朝着变换多种多样的方式发展。
关键词：可编程节日彩灯 ；循环 ；控制高低电平 ；实现对彩灯的控制
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目 录
目 录
引言???????????????????????? 4
1、设计目的与要求 ?????????????????? 5
2、设计总体方案 ??????????????????? 5
3、模块电路的设计 ?????????????????? 7
4、独立设计部分 ??????????????????10
5、焊接制作与调试结果及其分析?????????????? 12
6、设计过程中的问题及其解决方案 ???????????? 13
7、心得体会 ?????????????????????? 13
8、改进工作展望 ???????????????????14 参考文献 ??????????????????????14 附录一 ??????????????????????? 15 附录二 ??????????????????????? 17 附录三??????????????????????? 19
1 设计目的与要求
1.1引言
在现代生活中，彩灯作为一种景观，安装在建筑物的适当地方。一是作为装饰增添节日气氛，二是有一种广告宣传的作用：用在舞台上增强晚会灯光效果。
彩灯控制器在我们的日常生活中有着重要的运用，如广告牌的设计和节日彩灯的设计都能运用到它的原理。本次报告中设计的花样彩灯控制器是其中较简单的，但这是进行复杂设计的基础。
数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示 时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。由于它的价格便宜、使用简单，在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。
可编程节日彩灯打破常规彩灯闪烁固定变化的现状，可根据人们不同的意愿进行编程设计出想要的变换的色彩效果。查阅相关资料，用简单的输入输出端口等硬件，结合实际彩灯的亮灭控制过程进行设计。利用键盘上的灯实现灯的各种形式的变换，使彩灯变换的样式更多，克服了节日彩灯变换样式单调的缺点，使节日彩灯朝着变换多种多样的方式发展。
1.2设计目的
通过课程设计使我们更进一步掌握微机原理与应用课程的有关知识，通过查阅资料，阅读程序，提高设计程序的能力及动手能力，使编程水平有一定的提高，同时也会提高我们通过动手进行硬件设计及程序设计从而提高解决实际问题的能力。
1.3实验要求————————————
1. 用16盏以上的LED小灯，实现至少4种彩灯灯光效果（不含全部点亮，全部熄灭；
2. 手动模式与自动模式切换：设置一个按钮可以在自动模式和手动模式间切换；
3. 手动模式可以用输入按钮在几种灯光效果间切换；
4. 自动模式下自动在几种效果间切换的功能；
5. 可以通过按钮暂停彩灯效果，使小灯全亮并闪烁，再次按下相同按钮后继续之前的效果。
2 设计总体方案
2.1硬件设计的思路、原理、设计细节
用单片机最小系统控制彩灯电路用流水灯的方式实现彩灯自动闪烁，彩灯电路总共有32的ＬＥＤ共隐接法组成，彩灯电路有三个部分，八个ＬＥＤ组成“二”，十六个LED组成字母“G”，八个ＬＥＤ组成字母“Ｏ”。用P0口的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3控制四个ＬＥＤ点亮或熄灭，P1.0、P1.1、P1.2、P1.3控制四个ＬＥＤ点亮或熄灭，用Ｐ１和Ｐ２控制字母“G”的点亮或熄灭，用P3控制字母“O”的点亮熄灭。
2.2、软件设计的思路、原理、设计细节
采用C语言编写控制程序，程序设计思路用流水灯先点亮“二”，然后再点亮字母“G”，最后点亮“O”。用while死循环反复循环点亮“一”、“二”、“GO”。
2.4设计电路的工作原理——————————————————————
用C语言程序控制单片机最小系统，使IO口输出高低电平控制彩灯电路的闪烁。
2.5彩灯的电路工作原理图如下图所示————————————————
篇二：节日彩灯的设计和制作
节日彩灯的设计和制作
【摘要】介绍了一种新型的彩灯控制系统的设计方法，以AT-89C51单片机作为主控核心，与按键、显示器等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对彩灯进行控制。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作等优点。 【关键词】彩灯 AT89C51单片机 简易
第一章系统硬件电路的设计
1．1方案论证与选择
方案一：
基于在系统可编程器件（ISP）来实现可编程现代彩灯的控制系统。用8种频率信号控制彩灯扫描速度，并可随时改变扫描速度，通过把4组彩灯在空间适当排列组合，可得各种花案效果。
方案二：
基于AT89C51单片机来实现对彩灯的控制。与按钮、74LS373芯片等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有1个按键和32个发光二极管，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器T0实现一个基本单位时间为0.5 s的定时中断，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。
与方案一相比，方案二实现条件简单，操作方便，用材少，具有体积小、价格低、低能耗等优点。
1.2系统功能分析
该系统以
AT89C51单片机作为主控核心，与按钮、74LS373芯片等模块组成核心主控
制模块。在主控模块上设有1个按键和32个发光二极管，彩灯控制器与5V直流电相连接，经过通电，输出直流工作电压，主控模块单片机系统（节日彩灯控制器）提供5 V工作电源。系统包括2大部分，即彩灯控制器（89C51主控模块）和32个发光二极管（管内模块）。前者是主控模块，具有按键、显示等功能，并利用89C51的P口输出控制信号；后者是受控模块，用来显示十种花样的。
1.3系统结构框图
1.4各功能部件单元电路设计 1.4.1单片机的选择
目前市场上的单片机，种类繁多，性能各异。所以，如何选择适合本系统的单片机就成为本设计首要解决的问题。通常，单片机的选择以性价比高、能够满足实际需要、常用等为标准。为此，本设计中的单片机选用AT89C51单片机。
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。 主要特性：
·8031 CPU与MCS-51 兼容
·4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环) ·全静态工作：0Hz-24KHz ·三级程序存储器保密锁定 ·128*8位内部RAM ·32条可编程I/O线 ·两个16位定时器/计数器 ·6个中断源 ·可编程串行通道
·低功耗的闲置和掉电模式 ·片内振荡器和时钟电路
1.4.2单片机基本外围电路设计
振荡电路：
XTAL1和XTAL2分别为反向放大振荡器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。我们采用的是12MHz的晶振,C1, C2选择为30pF,机器周期为1us。 复位电路：
当振荡器复位电路复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。在RST引脚出现高电平时实现复位和内部初始化。在振荡器运行的情况下，要实现复位操作必须使RST引脚至少保持两个机器周期（24个振荡周期）的高电平。
复位的实现通常可以采用开机上电复位和外部手动复位两种方式，在本设计中采用的是外部手动复位。
在该复位电路中，C采用10uf，R采用8.2K,时间常数为。
只要Vcc的上升时间不超过1ms，振荡器建立时间不超过10ms，这个时间常数足以保证完成复位操作。
1.4.3彩灯显示单元电路
该显示模块设计主要器件有发光二极管（红、绿、黄）、74LS373芯片等。根据实际应用彩灯长度需要，可将不同数量的该发光二极管实现级连，组成一个完整的 彩灯。考虑到功率损耗，模块之间接口处用信号正向74LS373连接。每个模块上均匀分布3种颜色灯，在实际制作PCB时采用红、绿、蓝3色互隔焊接方式，在电路板上把发光管按顺序1个(红)、1个(绿)、1个(黄)、每8个为一组， 依次均匀焊在板上成正方形。为了得到更多的花样模式效果，可以使红绿黄3种灯从前往后驱动点亮闪烁，根据花样显示，这样会具有很好的动感视觉效果。由于节日彩灯系统所设计的二极管较多，所需译码器需要多线输出，因此选用芯片74LS373来控制其位口译码输出。
1.4.4彩灯调整控制单元电路设计
本设计通过按键来对彩灯进行调整和控制。而按键信号的获取方法采用中断扫描法。由于本设计的结构较简单，所以只设置了两个按钮，一个是在该显示模块里用来对彩灯花型进行切换的切换按钮，另一个是在复位模块里用到了复位按钮。分别接在单片机的RESET、P3.2口，经上拉电阻接在+5V电源Vcc，另一端接地。
1.4.5电源电路
电源电路原理图：
桥式整流电路克服了全波整流电路要求变压器次级有中心抽头和二极管承受反压大的缺点，但多用了两只二极管。在半导体器件发展快，成本较低的今天，此缺点并不突出，因而桥式整流电路在实际中应用较为广泛。 桥式整流电路：
篇三：节日彩灯控制设计
PLC技术及应用课程设计（论文）
题目：节日彩灯的PLC控制器设计
院（系）：
专业班级：
学 号：
学生姓名：
指导教师：
起止时间：
2
摘 要
由于国内生活水平的不断提高，人们向往更佳的生活质量，单一的彩灯已经不能满足人们的需求，所以节日彩灯应运而生。各式各样的彩灯已经成为了节日中不可或缺的一部分，我们的生活中有了彩灯的使用，我们的生活缤纷多彩，使夜色更加炫彩，更加充满活力，充满节日气氛。本系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。本系统便是基于PLC控制的节日彩灯控制系统，通过对PLC的编程，来实现对节日彩灯的控制。先进行总体方案的设计，确定整体的设计方案。再进行硬件设计，选择相应的模块并给出系统外部接线图。整个过程通过PLC自动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，减少了出错的机会，并且提高了设计质量。
关键词：可编程逻辑器； 节日彩灯； 控制；
I
目 录
第1章 绪论 .......................................................... 1
第2章 系统分析及硬件选型 .......................................... 2
2.1概述 ........................................................ 2
2.2 输入/输出 .................................................. 2
2.3 CPU选型 .................................................... 3
2.4系统I/O分配 ................................................ 3
3.2外部接线图 .................................................. 4
3.3相应硬件设备选择 ............................................ 5
第3章 系统软件设计 ................................................. 6
3.1 系统总流程图 ............................................... 6
3.2 梯形图设计 ................................................. 7
第4章 系统测试与分析 .............................................. 11
第5章 课程设计总结 ................................................ 13 参考文献 ............................................................. 14
II
第1章 绪论
随着计算机、微电子、信息技术的快速进步，智能化技术的开发速度越来越快 ,智能度越来越高 ,应用范围也得到了极大的扩展。在海洋开发、宇宙探测、工农业生产、军事、社会服务、娱乐等各个领域。在娱乐方面，场地的装饰离不开彩灯。在建筑方面也采用彩灯来装饰高楼大厦。彩灯又灵活多变的点亮方式，装饰效果非常好，特别时晚上使得高楼大厦更加漂亮。是彩灯的应用才使得城市的夜景非常迷人。彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。在当今的社会里，彩灯已经成为我们生活的一部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的生活。随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，人们对于彩灯的要求越来越高，另一方面，随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展，PLC技术的应用引起电子产品及系统开发的巨大变革。
梯形图语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，在实际应用中越来越广泛。于是，人们开始追求贯彻整个系统设计的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来，把精力集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。整个过程通过PLC自动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，减少了出错的机会，并且提高了设计质量彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。新中国成立后，彩灯艺术得到了更大的发展，特别是随着我国科学技术的发展，彩灯艺术更是花样翻新，奇招频出，传统的制灯工艺和现代科学技术紧密结合，将电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制作，把形、色、光、声、动相结合，思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。
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