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LED爱心灯设计报告(含电路原理图和程序).doc
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LED爱心灯设计报告(含电路原理图和程序).doc
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1
摘 要
近年来随着科技的飞速发展,单片机的应用正在不断地走向深入,同时带动传统控制
检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中,单片机往往是作为一个
核心部件来使用,仅单片机方面知识是不够的,还应根据具体硬件结构,以及针对具体应
用对象特点的软件结合,加以完善。我们周围有许多广告牌。通过单片机的控制,我们可
以把城市的夜晚装饰的更漂亮。
本论文基于单片机 STC89C52 芯片和 74HC595 寄存器用 C 语言程序实现心形流水灯
的多种亮与灭的循环。通过老师的讲解,课堂知识的累积和网上资料的查找了解单片机的
知识及 89C52 芯片的一些功能,同时也需要 C 语言编程的累积,把它们结合一起用于实际
实验之中,从而完成我们所需要实现的目标即流水灯的循环亮与灭。同时,论文中也介绍
了单片机,锁存器,流水灯等等硬件设备和各种所需用到的软件知识,可以帮助我们更好
地学习与交流。
关键词:单片机,心形灯,C语言。
2
Abstract
In recent years, with the rapid development of science and technology, SCM applications are
continually deepening, while the traditional control test drive the crescent benefit update. In the
SCM application of real-time detection and automatic control system, SCM is often used as a
core component to use, only single-chip knowledge is not enough, should according to specific
hardware structure, and software for a specific application object feature binding, perfection.
There are many billboards around us. Through the MCU control, we can put the city night
decoration more beautiful.
In this paper a variety of STC89C52 chip and 74HC595 registers with C programming
language based on the heart-shaped water lamp light cycle anddie.After the teacher's explanation,
some functions of knowledge and 89C52 chip microcontroller to find understanding cumulative
classroom knowledge and information online, also need to accumulate the C language
programming, put them together for the actual experiment, so as to finish what we need to
achieve the goal that light water cycle on and off. At the same time, the paper also introduces
microcontroller, latch, software knowledge water lamp and so on hardware equipment and all
kinds of needed to, can help us to better learning and communication.
Keywords: micro-computer; regisrers;C programming language;
3
目 录
摘 要 .....................................................................................................................................2
Abstract....................................................................................................................................3
目 录 .....................................................................................................................................4
1 绪论 .....................................................................................................................................5
1.1 研究背景 ..................................................................................................................5
1.2 课题现状 ..................................................................................................................5
1.3 研究目的与意义 ......................................................................................................5
2 课题总体设计方案 .............................................................................................................7
2.1 课题的研究内容 ......................................................................................................7
2.2 设计要求 ...................................................................................................................7
2.3 系统设计方案 ...........................................................................................................7
3 硬件系统介绍 ......................................................................................................................8
3.1 单片机介绍及应用 .................................................................................................8
3.2 STC89C52 芯片功能简介 ........................................................................................9
3.3 74HC595 寄存器介绍...............................................................................................9
4 系统软件设计 ....................................................................................................................11
4.1 设计思路 ................................................................................................................11
4.2 主程序流程图 ........................................................................................................11
4.3 定时器流程图 .........................................................................................................12
4.4 按键程序流程图 ...................................................................................................12
5 联调与测试 ........................................................................................................................13
5.2 软件调试 .................................................................................................................13
5.1 硬件调试 .................................................................................................................15
结论与展望 ...........................................................................................................................16
致谢 .......................................................................................................................................17
参考文献 ...............................................................................................................................18
附录 A:系统原理图............................................................................................................19
附录 B:系统 PCB 图 ..........................................................................................................20
附录 C:系统仿真图............................................................................................................21
附录 D:系统源程序............................................................................................................22
附录 E:实物图....................................................................................................................24
4
1 绪论
1.1 研究背景
随着社会的发展,单片机得到了广泛地应用,人们越来越重视单片机的应用.比如温度
是每个人息息相关的,并且在有的生产车间里还要进行温度实时测量,甚至是对温度的进
一步调控等,这些都是单片机的应用之例。而通过单片机来控制 LED 流水灯广泛应用于酒
吧、舞台、表演场地、商店、家居、展台、各类广告牌等等。LED 灯作为一种新型环保的
绿色能源,必将成为未来社会发展的趋势,流水灯的各种工艺设计也将日益增多。
1.2 课题现状
目前,我国已经生产出各种款式的 LED 流水灯,其功能也不尽相同,但总的效果来讲
也不是太让人满意,因此,要根据设计者的要求来实现流水灯的功能是十分重要的,这不
仅要求所设计的电路结构简单,功能也要齐全,关键是要能够按照设计者的意愿来闪烁出
不同的造型与效果。本次课题所设计的心形流水灯是通过 ATC89C52 单片机来控制的,电
路结构十分简单,通过内部储存的软件来实现灯光闪烁的效果,达到了设计者的初衷。
近年来,LED 的发光强度及发光效率迅速提高、发光颜色齐全、功率增加、成本降低,
给开发各种功能的 LED 灯泡及灯具创造了极好的条件,也给二次开发 LED 产品创造良好
的机会。例如,现在的城市交通信号灯及标志灯采用 LED 替代了传统的白炽灯,不仅节省大
量的电能,而且无须经常更换损坏的白炽灯:五彩缤纷的各种 LED 装饰灯,给城市夜景打扮
得五光十色,广场上的超大屏幕的彩色 LED 显示屏让全世界的球迷过足了瘾。
1.3 研究目的与意义
通过爱心灯流水灯的设计与实验可以让我们更好的学习与应用单片机,拓展我们的视
野。同时,各种流水灯的设计也能够更好的应用于实际生活之中,用各种颜色,各种亮法
的流水灯去装饰自己需要装饰的地方。
通过查阅有关书籍、上网和综合已学机以及电子技术的知识,并考虑到电路的工作稳
定性,设计成本低,电路简单,功耗低等因素,同时还留有余地用于电路的功能扩展,鉴
于此选用了比较常见的元器件来构成各单元电路,选取所须的元件后,对各电路元件的参
数进行了计算,然后进实验室进行电路的安装和调试。经过几天紧张的电路安装和调试,
期间还进行了部分方案的修改和改进,实现了课程设计的主要任务和具体要求。
由于白光 LED 作背光时电路比用 CCFL 简单且尺寸小,所以在手机、PDA 等小屏幕彩
色 LCD 中都采用白光 LED 作背光照明。过去认为白光 LED 只适用于小面积的彩色 LCD
显示屏,但近年来,随着 LED 性能的提高,它不仅用于小尺寸 LED 屏幕,现已用于 5 英寸、7
英寸 DVD、GPS 的显示屏上,并发展到 12 英寸笔记本电脑及电视机的背光照明。
白炽灯自发明以来已有 150 年历史,而白光 LED 灯泡生产才几年。目前在市场上已有
白光 LED 的手电筒、在矿上有白光 LED 的矿灯,不仅亮度好,而且节电。家用白光 LED 灯
泡目前还没有上市,而且目前只能生产小功率的灯泡,在亮度方面还不如节能荧光灯亮,且价
位还较高,普通家庭还难以接受。
5
随着半导体材料及工艺技术的进步,生产量的增加,笔者认为可能还需 3~5 年时
间,LED 照明灯的性能会进一步地提高,价格也会不断地下降,它将逐步地进入千家万户,给
您带来节电、明亮的新的光源。
而且相比于其他灯具,LED 节能灯的优点主要体现在以下几个方面: 1.高节能:节
能能源无污染即为环保。直流驱动,超低功耗(单管 0.03-0.07 瓦)电光功率转换接近
100%,相同照明效果比传统光源节能 80%以上。
2.绿色环保:环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,也没有辐射,眩光小,无
污染,无汞有害气体不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,而且废弃物可回收,属于典型
的绿色照明光源,无紫外线,红外线是真正的绿色环保光源。
3.无辐射,杜绝辐射污染,保护大脑,具有优越的静电防护功能,光照效果柔和,恒流
驱动,零频闪,保护视力,预防近视;无紫外线辐射,直流灯无频闪,真正白光近似自然昼
光,适合视觉要求,保护眼睛皮肤
4.使用寿命,固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发
光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达 6 万到 10 万小时,是普通灯泡的 50 倍;相
当于不间断照明 10 年时间,几乎是免维护,不存在要经常更换灯管、镇流器、起辉器的
问题。
5.静音设计,整灯无任何噪音干扰。
因此,探讨 LED 在节能灯中的应用,必将是今后一个阶段照明系统的一个重要的发展
方向。
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