彩灯控制器设计.docx

郑州轻工业学院 微控制器应用课程设计 彩 灯 控 制 器 设 计 院 （系）：电子信息工程专 业：电信 11-01 学 号： 姓 名： 指导老师： 完成时间：2015 年 1 月 10 日 郑州轻工业学院 课 程 设 计 任 务 书 题目 彩灯控制器设计 专业、班级 电信 11-01 学号 541 姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等： 一、主要内容： ① 熟悉单片机应用系统的设计方法和规范，达到综合的目的。 ② 学习文件检索和查找数据手册的能力。 ③ 学习 protel 软件的使用。 ④ 学会整理和总结设计文档报告。 二、基本要求： ① 以 MCS-51 系列单片机为核心，设计了一种多花样（至少 8 种以上）自动切换的彩灯控制器。 ② 随着彩灯显示图案的变化，发出不同的音响声。 ③ 彩灯显示的不同形式可由不同进制计数器驱动LED 显示完成。 ④ 音响由选择不同频率 CP 脉冲驱动扬声器形成。 三、主要参考资料： ① 张毅坤等 单片微型计算机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 ② 李建忠编著 单片机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社 完 成 期 限 ： 指导教师签名： 课程负责人签名： 2015 年 1 月 17 日 目录 目录 0 摘要 1 设计要求 2 设计方案 2 硬件介绍 2 3.1 AT89C51 芯片 2 LED 彩灯 3 扬声器 3 硬件电路 4 4.1 上电复位电路 4 软件设计 6 源程序 7 调试仿真 11 总结 13 参考文献 14 附录 1 元器清单 15 附录 2 原理图 16 摘要 电子技术发展迅速，彩灯控制器的种类越来越多，本设计用单片机AT89C51 结合 LED 制作了一种新型的 LED 彩灯控制系统的设计方法，以 AT89C51 单片机作为主控核心，利用软件编程实现对 LED 彩灯和扬声器进行控制，实现多花样自动切换，彩灯显示图案变化的同时，扬声器发出不同的音响声。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单、用处广、易于制作及容易操作等优点。 关键字：LED 彩灯；AT89C51 单片机；彩灯控制器；扬声器 设计要求 以 MCS-51 系列单片机为核心，设计了一种多花样（至少 8 种以上）自动切换的彩灯控制器。随着彩灯显示图案的变化，发出不同的音响声。彩灯显示的不同形式可由不同进制计数器驱动 LED 显示完成。音响由选择不同频率 CP 脉冲驱动扬声器形成。 设计方案 本系统核心硬件为 AT89C51 单片机，用于控制 LED 彩灯和扬声器，以高低电平控制 LED 灯的明灭，通过 LED 彩灯明灭以显示不同图案花样，让彩灯整体达到美轮美奂的视觉效果。同时，以单片机端口的高低电平变化产生脉冲，驱动扬声器发声，以不同频率的脉冲让扬声器发出不同声音，已达到视觉听觉同时感受的效果。 硬件介绍 AT89C51 芯片 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储的低电压，高性能CMOS8 位微处理器，俗称单片机。单片机的可 擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。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。由于将多 功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，AT89C2051 是它的一种精简版本。AT89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节 Flash 闪速存储器，128 字节内部RAM，32 个 I/O 口线，两个 16 位定时/计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51 可降至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作， 但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 本系统以 AT89C51 为控制核心，电路结构简洁，易制作、操作，使用方便。 LED 彩灯 LED 彩灯是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上， 一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是 P 型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N 型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个 P-N 结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向 P 区，在 P 区里电子跟空穴复合，然后