机械电子工程系
毕业设计报告
目录
引言…………………………………………… 1
设计目的任务和要求………………………… 1
总体设计方案…………………………………. 2
结语…………………………………………… 10
一、引言
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随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩
色霓虹灯。LED 彩灯由于其丰 富的灯光色彩，低廉的造价以及控制
简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物
已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的 LED 彩灯控制器大多数
用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品
只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要
来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结
构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效
果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯
效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
我们采用一种基于 AT89C51 单片机的彩灯控制方案，实现对
LED 彩灯的控制。本方案以 AT89C51 单片机作为主控核心，与显
示、驱动等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有 24 个
LED 显示灯，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用程序定
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时实现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。所以亮灯模式多，用户可
以根据不同场合和时间来调节亮灯频率和亮灯时间。与普通 LED 彩
灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。
二、设计目的任务和要求
1. 掌握单片机 AT89C51 的逻辑电路的设计方法，灵活运用理论
知识。
2. 根据 AT89C51 单片机的功能设计一个彩灯逻辑电路，能够显
示不同的形状。
3. 提高同学们的数字逻辑系统设计能力和实际动手能力。
三、总体设计方案
1.系统功能
LED 彩灯分为 2 部分，即彩灯控制器（AT89C51 单片机）和
管内 LED 板模块（受控模块）。彩灯控制器可直接与 220 V 交流
市电相连接，经过变压器变换，输出直流工作电压，一方面为主控
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模块单片机系统（彩灯控制器）提供 5 V 工作电源，另一方面驱动
LED 彩灯。整个系统工作由软件程序控制运行，根据需要，用户可
以在主控模块单片机系统内编程设定亮灯时间和灯光闪动频率。
单片机上电后系统经过初始化，进入用户设定的模式状态下，
用户可以根据个人爱好及不同场合的需要来编程指定调用彩灯控制
模式，并且可以改变每种模式的闪动时间、闪动频率。在确定的工
作状态下，LED 彩灯控制器按照程序设定好的亮灯花样程序数据表
table_i 按顺序调用执行，从第 table_1 亮灯模式开始工作，自
table_1 到 table_2……到 table_n 为一个亮灯周期，然后再回到
table_1 循环继续工作。整个 n 种亮灯模式时间可以看作一个大周
期 T，其中的每一种花样工作模式 table_i（i=1，2，…，n）时间
为小周期，对于每一个彩灯模式都有一个独立的工作代码 table_i，
它设定了 LED 灯的点亮时刻和熄灭时刻，以及模式工作时间以及该
模式 LED 闪烁频率。
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