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基于单片机的霓虹灯控制器设计.doc
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基于单片机的霓虹灯控制器设计.doc
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计算机控制技术
基于单片机的霓虹灯控制器设计
计算机控制技术
目 录
第 1 章 绪论.....................................................1
1.1 选题的背景与意义........................................1
第 2 章 系统总体设计.............................................2
2.1 方案的选择..............................................2
2.2 系统总体设计............................................2
2.2.1 串行输入并行输出 74HC595 的介绍 ....................3
2.2.2 LED 点阵的介绍 ....................................4
第 3 章 硬件设计.................................................6
3.1 硬件选型................................................6
3.1.1 主控电路的选择与论证 ..............................6
3.1.2 显示设备的选择与论证..............................8
3.1.3 控制器模块选择 ....................................9
3.2 硬件电路设计...........................................10
3.2.1 硬件部分 .........................................10
3.2.2 单片机最小系统电路图 .............................11
3.2.4 点阵驱动模块单元电路设计.........................12
3.2.5 点阵模块单元电路设计.............................12
3.2.6 红外遥控模块单元电路设计.........................14
3.2.7 红外遥控接收模块单元电路设计.....................15
第 4 章 软件设计................................................16
4.1 系统流程...............................................16
4.1.1 主程序设计 .......................................16
4.1.2 单片机 I/O 口分配 .................................17
4.2 各模块程序.............................................18
4.2.1 显示程序设计.....................................18
4.2.2 红外接收程序设计.................................18
计算机控制技术
0
第 1 章 绪论
1.1 选题的背景与意义
霓虹灯是一种冷阴极辉光放电灯,直接将电能转换成光能。自其问世以来,
历经了上百年的发展,现已成为重要的显示、装饰光源。霓虹灯由于其外形变幻
多端、加工灵活、色彩丰富,在广告业、商业、交通、建筑、室内外装饰、舞台
布景、家用电器、城市美化等领域发挥了特有的作用。
单片机自问世以来,迄今已有三十多年了,其产品琳琅满目,产家也众多纷
纭,功能也是五花八门。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、
易于推广应用等显著优点,在自动化装置、智能仪器仪表、过程控制、通信、家
用电器等许多领域得到日益广泛的应用。在许多基于单片机的应用系统中,通过
软件编程实现对外部硬件电路的控制。它给人们的生活带来了很多便利。因此本
文将单片机与芯片结合起来,设计了一款用单片机控制的霓虹灯控制系统,伴随
着霓虹灯图像的变化有不同的效果。
流水灯在现代社会就有广泛的应用,大型电子广告牌、霓虹灯、指示牌和工
业控制的控制面板等等都有流水灯的应用。而且基于单片机的流水灯的控制系统
利用了单片机的内部资源,如定时器、I/O 口和寄存器等,完成了单片机系统开
发的基本流程,因此具有典型的代表意义,是学习和开发单片机的基本实验之一。
AT89C52 单片机是可多次改写的可编程芯片,用这种芯片构成的系统简单、可靠,
性价比相当高,适合成为霓虹灯程序控制器的核心部件,结合锁存器 MC74HC373
实现的控制器功能,时间常数易修改,使用灵活,电路易实现,成本低,控制芯
片更换方便。控制器的花样变化及速度调节能用软件方法实现,这样进一步提高
了性价比。
计算机控制技术
1
第 2 章 系统总体设计
2.1 方案的选择
本设计要求完成一个霓虹灯控制器,控制发光二极管点阵显示,要求能形成
多种图案和字。实现图案和字的左右移动、暂停、继续移动、跳转到指定字的操
作。
本设计是以 STC89C52 芯片的电路为基础,通过软件程序来控制单片机内部
的定时器来控制 256×256 的矩阵贴片发光二极管的明亮,显示不同的图案花样,
形成霓虹灯控制器。实物以 STC89C52 为主控芯片,红外遥控模块构成电路,主
要包括电源、控制电路、显示电路。对于不同型号的单片机只需要相应的改变一
下地址即可。该软、硬件系统具有很好的通用性和一定的实际使用价值。
2.2 系统总体设计
本设计是基于 STC89C52RC 单片机为核心器件控制整个系统进行工作的,系
统控制框图如图 2-1 所示。
图 2-1 控制系统框图
如图 2-1 所示,本方案具有红外遥控模块、单片机控制模块、显示模块,共
三个模块。此外,通过主控单元电路的扩展,可添加多种附加功能。
单片机控制霓虹灯的设计以单片机 STC89C52RC 控制为核心,通过红外遥控
器发出信号,接收头接收信号,通过单片机的中断处理,对图案的显示进行控制;
串口通信是为了帮助 STC 单片机实现程序的下载;点阵模块有图案显示,也有文
字显示,对文字有左右滚动、速度变化、暂停、播放等操作。根据系统框图,对
红外遥控
单片机
电源
LED 点阵
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