單片機(jī)節(jié)日彩燈控制器課程設(shè)計(jì)報(bào)告..

1、單片機(jī)原理及接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告單片機(jī)節(jié)日彩燈控制器設(shè)計(jì)彩燈控制器姓名：學(xué)號(hào):指導(dǎo)教師：學(xué)院：機(jī)電工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造其自動(dòng)化完成日期：2014年6月27日目錄第 1 章緒論 11.1 課題的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 11.2 課題的發(fā)展趨勢(shì) 11.3 課題研究的主要內(nèi)容 1第 2 章 . 節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì) 32.1 設(shè)計(jì)目的 32.2 設(shè)計(jì)要求 32.3 總體方案設(shè)計(jì)與選擇的論證 32.4 核心芯片及主要功能介紹 42.4.1 AT89S52 芯片 42.4.2 74HC377 芯片 72.4.3 74HC138 芯片 72.5 硬件設(shè)計(jì) 82.5.1 直流電源電路 82.5.2 按鍵電路 92

2、.5.3 時(shí)鐘復(fù)位電路 92.5.4 LED 顯示電路 102.5.5 硬件調(diào)試 102.6 軟件設(shè)計(jì) 10第 3 章 . 總結(jié) 153.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的可行性、有效性 153.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容的實(shí)用性 153.3 實(shí)習(xí)心得 15附錄一：總體電路圖 19附錄二：元器件清單 20參考文獻(xiàn) 21致謝 21第1章 緒論一：課題的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀由于國(guó)內(nèi)生活水平不斷提高，人民向往較佳的生活質(zhì)素，對(duì)燈具燈飾也不斷 提出了新要求，近年內(nèi)地?zé)麸検袌?chǎng)有以下情況：功能細(xì)分：人們要求燈具能符合不同場(chǎng)合，不同照光功能的需求日高，因此 適用于各種使用要求的燈具逐應(yīng)運(yùn)而生，如學(xué)生燈、書(shū)寫(xiě)燈、應(yīng)急燈、日光燈、 霞光燈、晚餐燈以及

3、不同高度的落地?zé)舻刃缕矾B出。高技術(shù)化：由于電子技術(shù)被廣泛用于燈具的制造， 適應(yīng)不同的電壓，使可調(diào) 節(jié)亮度的第三代照光燈具多起來(lái)。無(wú)頻閃燈、3種波長(zhǎng)色譜可調(diào)燈，放射遠(yuǎn)紅外光燈等具備保護(hù)視力功能的燈具也開(kāi)始推出市場(chǎng)。多功能化：符合當(dāng)前的消費(fèi)時(shí)尚、集多種功能于一體的燈如床頭兼作光敏電 話自控?zé)?、帶八音盒臺(tái)燈等，是近年另一需求特點(diǎn)。節(jié)能環(huán)保：新推出的高科技無(wú)頻閃書(shū)寫(xiě)燈，光線平穩(wěn)并可節(jié)能源 50%這種 燈具很受消費(fèi)者的歡迎。環(huán)保是燈具生產(chǎn)技術(shù)的嶄新主題，顯示人們對(duì)居室生態(tài) 環(huán)境的重視，這亦是未來(lái)家居照明的主要發(fā)展方向。國(guó)際燈具行業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的潮流是：減少產(chǎn)品的尺寸，以減少材料的投 入；現(xiàn)代社會(huì)對(duì)產(chǎn)品

4、的開(kāi)以制造最重要的著眼點(diǎn)是 “經(jīng)濟(jì)”和“環(huán)境保護(hù)”。 照 明產(chǎn)品最好能體現(xiàn)這一潮流的是緊湊熒光燈， 細(xì)管徑，超細(xì)管徑直管熒光燈和無(wú) 汞的射頻(RF)或微波(MW激發(fā)的硫燈。緊湊型熒光燈直徑和尺寸，它們的形式多 種多樣用途也十分廣泛。一般來(lái)說(shuō)，它們有5倍于白熾燈的光效和8倍于白熾燈 的壽命。因此，它們是綠色照明工程的推薦產(chǎn)品， 使用緊湊型熒光燈的燈具也日 益多見(jiàn)。二：課題的發(fā)展趨勢(shì)彩燈的發(fā)展趨勢(shì)有：(1) 向高效節(jié)能方向發(fā)展首先是采用節(jié)能光源，然后是按照節(jié)能光的尺寸、 形狀，精心設(shè)計(jì)燈具的光學(xué)系統(tǒng)，真正提高燈光的有效利用率。如在射燈中，選 用光色好的高強(qiáng)度氣體放電燈，可造成一個(gè)光線彌散、均勻柔和

5、的照明環(huán)境，且 燈具的保護(hù)角小、效率高，能較好地顯示建筑物結(jié)構(gòu)。(2) 向集成可調(diào)化方向發(fā)展技術(shù)的迅速發(fā)展 各種集成化裝置和電子算機(jī)控 制系統(tǒng)對(duì)燈具和照明系統(tǒng)的應(yīng)用取得了顯著的進(jìn)步， 如應(yīng)用電子鎮(zhèn)流器對(duì)燈具及 照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)光、遙控、控制光色。(3) 向多功能小型化發(fā)展隨著緊湊型光源的發(fā)展鎮(zhèn)流器等燈用電器配件的超小、超薄、各種新技術(shù)、新工藝的不斷采用，現(xiàn)代燈具正在向小型、實(shí)用和多 功能方向發(fā)展。向裝配系列化轉(zhuǎn)現(xiàn)代燈具的選型追求簡(jiǎn)潔明快淘汰了過(guò)去一味追求表面華美的造型及過(guò)分裝飾的風(fēng)格。既強(qiáng)調(diào)個(gè)性，又強(qiáng)調(diào)與背景環(huán)境的協(xié)調(diào)，還注重表現(xiàn) 燈具材料的質(zhì)感。為了保證照明條件和視覺(jué)的舒適感，燈具大都配有各種

6、系列成 套的配件選擇，以使用戶(hù)根據(jù)需要自我調(diào)整。三：本文研究的主要內(nèi)容彩燈控制是以彩燈為主，從調(diào)光燈、觸摸燈和延遲燈電子控制器到節(jié)能燈、遙控?zé)艉妥钥胤奖銦綦娮涌刂破鞯膶?zhuān)用設(shè)備，種類(lèi)繁多。這是一種傳統(tǒng)的燈具方式，雖然彩燈成本較低，但由于采用接觸式控制彩燈方式顯示花樣信息，因此， 受干擾較大，甚至不會(huì)顯示信息，目前燈具的設(shè)計(jì)觀念未能與時(shí)俱進(jìn)， 零配件質(zhì) 量很差。工業(yè)照明、公共照明等大型高附加值、高檔次或新型燈具產(chǎn)品很少。燈 具產(chǎn)品科技含量低、檔次不高將在一定程度上削弱了未來(lái)我燈具產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。 燈具樣式缺乏特色，存在安全隱患。設(shè)計(jì)中主要依據(jù)彩燈控制電路，電路最大的特點(diǎn)是穩(wěn)壓和整流裝置，只顧按 鍵、

7、二極管、按鈕及很少的阻容器件便能實(shí)現(xiàn)各種花樣等自然的變換，并能即按即變，永久保存。在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用，國(guó)內(nèi)的應(yīng)用正在滲透到傳統(tǒng)的 家電領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、裝飾領(lǐng)域及待開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域。在裝飾領(lǐng)域方面，采用彩燈控 制電路，加強(qiáng)了人機(jī)聯(lián)系，如會(huì)顯示數(shù)字和漢字的大型彩燈組， 從而有效的提高 審美觀念，方便了使用者；更為人們所熟悉。大至工業(yè)領(lǐng)域，小到玩具、彩燈據(jù) 此本文介紹了用新偏控制的方式，通過(guò)單片機(jī)AT89S52和地址鎖存器做成得彩燈 控制器。因?yàn)锳T89S52在片內(nèi)含有Flash存儲(chǔ)器，而地址鎖存器可將片內(nèi)信息存 于閃爍存儲(chǔ)器中，而且有自動(dòng)變換花樣高質(zhì)量、自然的還原技術(shù)。另外，它內(nèi)置 微控制器串行

8、通信接口，可通過(guò)單片機(jī)AT89S52實(shí)現(xiàn)其所有功能。要制作彩燈控 制器，需要將單片機(jī)與彩燈芯片的控制端口進(jìn)行連接，并對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，使其實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能；還要將單片機(jī)的輸出口連接鍵盤(pán)和顯示器， 使其控制相應(yīng)的 功能并得到顯示。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到彩色霓虹燈。彩 燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng) 用，用彩燈來(lái)裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場(chǎng)上各式樣的彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)， 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作 成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場(chǎng)合、不同時(shí)間段的需要來(lái)調(diào)節(jié)亮 燈時(shí)間、模式、閃爍頻

9、率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過(guò)多、電 路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)， 缺乏用戶(hù)可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。 本文提出了一種基于AT89S52單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈的控制。本方 案以AT89S52單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤(pán)、顯示、驅(qū)動(dòng)等模塊組成核心主控制 模塊,可以顯示不同的花樣。19第2章 節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)一：設(shè)計(jì)目的1、了解節(jié)日彩燈控制器的工作原理2、掌握按鍵輸入的消抖處理程序和延時(shí)程序的編寫(xiě)3、掌握獨(dú)立電源設(shè)計(jì)方法及原理4、掌握電路板的實(shí)物焊接二：設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)4個(gè)按鍵K1, K2, K3,

10、K4K1上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。K2 下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。K3-全亮，按此鍵則燈全亮。K4停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。三：總體方案設(shè)計(jì)與選擇的論證隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛 的應(yīng)用，用彩燈來(lái)裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場(chǎng)上各式樣的LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)， 電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣 一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮， 不能根據(jù)不同場(chǎng)合、不同時(shí)間段的需要 來(lái)調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片 過(guò)多

11、、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣 式單調(diào)，缺乏用戶(hù)可操作性，影響彩燈效果，因此有必要對(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn) 行改進(jìn)。（一）設(shè)計(jì)方案彩燈控制器大致可分為兩種方案實(shí)現(xiàn)。 一種是利用電子電路裝置控制，另一 種是采用單片機(jī)控制。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求介紹的彩燈控制電路的基本組成，可以確定彩燈控制器應(yīng)由振蕩電路、計(jì)數(shù)/時(shí)序分配電路、移位位寄存器和彩燈顯示五部分組成。其框 圖如圖1-1所示。圖1彩燈循環(huán)控制器硬件框圖萬(wàn)案一:本方案主要是通過(guò)對(duì)基于單片機(jī)的多控制、多閃爍方式的LED彩燈循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，來(lái)達(dá)到本設(shè)計(jì)的要求。其硬件構(gòu)成框圖如圖1-2所示，以單片機(jī)為核心 控制，由單片機(jī)最

12、小系統(tǒng)（時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源） 、按鍵控制電路、LEDAT89C51單片機(jī)LED彩燈按鍵控I制電路發(fā)光二極管和5V直流電源電路組成時(shí)鐘 電路復(fù)位電路直流5V電源電路供電信號(hào)圖2單片機(jī)彩燈循環(huán)控制系統(tǒng)硬件框圖此設(shè)計(jì)方案中單片機(jī)的P1 口接5路按鍵控制電路，實(shí)現(xiàn)彩燈花型的切換功 能；單片機(jī)的P1 口引腳接上四個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)以實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈閃爍頻率的控制，即實(shí) 現(xiàn)了快慢兩種節(jié)拍實(shí)現(xiàn)花型的變換；單片機(jī)上的P2 口接二十四路LED發(fā)光二極管組成彩燈電路，顯示彩燈循環(huán)情況。（二）方案選擇結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)比較以上兩種方案可知： 利用電子電路裝置控制，其電路不 很復(fù)雜，制作相對(duì)較容易點(diǎn)，成本也相對(duì)較低，但可調(diào)性差，

13、亮燈模式少而且樣 式單調(diào)，達(dá)不到設(shè)計(jì)任務(wù)要求或?qū)崿F(xiàn)困難。 采用單片機(jī)控制其優(yōu)點(diǎn)是電路集成度 高，工作原理簡(jiǎn)單，清晰明了，自定義編程，控制的圖案花樣多，移植性好等。綜上，顯然方案二各方面優(yōu)越于方案一， 以及為了體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)，本次設(shè)計(jì) 采用第二種方案。四：核心芯片及主要元件功能介紹（一 ）AT89S52 芯片管腳說(shuō)明：管腳圖如圖3所示：P0 口P0 口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙 向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作 為輸出口用時(shí)，能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“ 1”時(shí)，被定義為高阻 輸入。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上

14、拉電阻 在Flash編程時(shí)，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)， 校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。（2）P1 口P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口 ,P1 口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) （吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“ 1” ,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到咼電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí),因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某 個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（I IL）。P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5F1.6P1.7RSTP3.0P3.：P3JPj.3P3.4P3.3內(nèi)F廠XT.U2XTAL1V対Pl,0定沒(méi)芒P0.0P0.1P02P0.3P0.4P

15、0.5P0.6P0.7EAALEPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2 3K1P2AP2.013213130 莒252?26254034站3337363533單片機(jī)89S52管腳圖接收低8位地址。部分端口還有第二功能,端口引腳第二功能P1.5MOSI用于ISP編程）P1.6MISO用于ISP編程）P1.7SCK （用于ISP編程）在Flash編程和程序校驗(yàn)期間,P1 如表1所示：表1 P1 口部分引腳第二功能（3）P2 口P2 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P2 口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū) 動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“ 1” ,通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻 把端口

16、拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻， 某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（I il ） o在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR 指令）時(shí),P2 口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)寄存器（例如執(zhí) 行MOVXRi令）時(shí),P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器 的內(nèi)容）,在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。在Flash編程或校驗(yàn)時(shí),P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。（4）P3 口P3 口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的雙向8位I/O 口，P3 口的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)P3口寫(xiě)“

17、1”時(shí),它們被內(nèi)部的上 拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入口使用時(shí)，被外部信號(hào)拉低的P3 口將用上 拉電阻輸出電流（I IL） o P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的 第二功能,如表2所示:P3 口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。端口引腳第二功能P3.0RXD （串行輸入口）P3.1TXD （串行輸出口）P3.2INT 0 （外中斷0）P3.3INT1 （外中斷1）P3.4T0 （ 定時(shí)/計(jì)數(shù)器0）P3.5T1 （定時(shí)/計(jì)數(shù)器1）P3.6WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通）P3.7RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）表2 P3 口引腳第二功能（5）RST復(fù)

18、位輸入當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)間將使單片機(jī) 復(fù)位。WDT溢出將使該引腳輸出高電平,設(shè)置SFR AUXR勺DISRTO位（地址8EH） 可打開(kāi)或關(guān)閉該功能。DISRTO位缺省為RESET俞出高電平打開(kāi)狀態(tài)。（6）ALE/ PROG :當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存 地址的低8位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部寄存器,ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出 固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。 值得注意的是：每當(dāng) 訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE脈沖。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖 （PROG）。

19、如有必要,可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的DO位置位,可 禁止ALE操作。該位置位后,只要一條MOVX口 MOV指令才會(huì)激活A(yù)LE此外,該 引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無(wú)效。（7）PSEN :程序存儲(chǔ)允許（PSEN ）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào),當(dāng)AT89S51由 外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效,即輸出兩個(gè) 脈沖。當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),沒(méi)有兩次有效的PSEN信號(hào)。EA/VPP外部訪 問(wèn)允許。欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為 OOOOH-FFFFH , EA端必須保 持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位

20、LB1被編程,復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA 端狀態(tài)。如EA端保持高電平（接VCC端） , CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳用于施加+12V編程電壓（VPP。（8）XTAL1 :反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入端。（9）XTAL2 :反向振蕩放大器器的輸出端。（二）74HC377芯片輸出接口擴(kuò)展通常用74HC377芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。該芯片是一個(gè)帶允許端的 8D鎖 存器（1）芯片的引腳如圖4所示(1)377圖474HC377引腳圖（2）各相關(guān)引腳的功能如下： DOD7為8位數(shù)據(jù)輸入端； Q（Q7為8位數(shù)據(jù)輸出端； G為使能控制端； CLK為時(shí)鐘信號(hào)，上升沿鎖存數(shù)據(jù)

21、。（3） 74HC377真值表如下ECLK功能1X保持XO保持0上升沿_鎖存表374HC377 真值表（三）74HC138芯片74HC138是一款高速 CMOS器件，74HC138引腳兼容低功耗肖特基TTLLSTTL）系列。1） 74HC138引腳74HC138譯碼器可接受3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（ AO, A1和A2）,并當(dāng) 使能時(shí)，提供8個(gè)互斥的低有效輸出（丫0至丫7）。74HC138特有3個(gè)使能輸 入端：兩個(gè)低有效（E1和E2）和一個(gè)高有效（E3）。除非E1和E2置低且 E3置高，否則74HC138將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需4片74HC138芯片和1個(gè)反相器，即可輕松實(shí)

22、現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一 個(gè)1-32（ 5線到32線）譯碼器。任選一個(gè)低有效使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入， 而把其余的使能輸入端作為選通端，則74HC138亦可充當(dāng)一個(gè) 8輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效 狀態(tài)。138圖5 74HC138引腳圖（2）74HC138的功能如下74HC138作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時(shí)間短的，在數(shù)據(jù)傳 輸系統(tǒng)高性能存貯器系統(tǒng)中，用這種譯碼器可以提高譯碼系統(tǒng)的效率。將快速賦 能電路用于高速存貯器時(shí)，譯碼器的延遲時(shí)間和存貯器的賦能時(shí)間通常小于存貯 器的典型存取時(shí)間，這就是說(shuō)由肖特基鉗位的系統(tǒng)譯碼器所引起的有效系統(tǒng)延遲 可以

23、忽略不計(jì)。HC138按照三位二進(jìn)制輸入碼和賦能輸入條件，從8個(gè)輸出端中 譯出一個(gè)低電平輸出。兩個(gè)低電平有效的賦能輸入端和一個(gè)高電平有效的賦能 輸入端減少了擴(kuò)展所需要的外接門(mén)或倒相器，擴(kuò)展成24線譯碼器不需外接門(mén)； 擴(kuò)展成32線譯碼器,只需要接一個(gè)外接倒相器。在調(diào)節(jié)器應(yīng)用中，賦能輸入端可 用作數(shù)據(jù)輸入端。（3）74HC138特性復(fù)合使能輸入，輕松實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展 兼容JEDEC標(biāo)準(zhǔn)no.7A存儲(chǔ)器芯片譯碼 選擇的理想選擇 低有效互斥輸出 ESD保護(hù)HBM EIA/JESD22-A114-C 超過(guò) 2000 V MM EIA/JESD22-A115-A 超過(guò) 200 V 溫度范圍-40 +85 C -40

24、 +125 C多路分配功能五：硬件設(shè)計(jì)（1）直流電源電路對(duì)于一個(gè)完整的電子設(shè)計(jì)來(lái)講，首要問(wèn)題就是為整個(gè)系統(tǒng)提供電源供電模塊,電源電路的穩(wěn)定可靠是系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。電子設(shè)備除用電池供電外， 還采用市電（交流電網(wǎng)）供電。通過(guò)變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后，得到穩(wěn)定的直 流電。直流穩(wěn)壓電源是電子設(shè)備的重要組成部分！本項(xiàng)目直流穩(wěn)壓電源為+5V。如下圖所示：直流穩(wěn)壓電源的制作一般有3種制作形式，分別是分立元件構(gòu)成的穩(wěn)壓電 源線性集成穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源。下圖穩(wěn)壓電源采用的是三端集成穩(wěn)壓器 7805構(gòu)成的正5V直流電源。圖6三端集成穩(wěn)壓器7805構(gòu)成的正5V直流電源。（2）按鍵電路按鍵控制電路（如圖8

25、所示）是由4個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)構(gòu)成的。他們分別接在單片機(jī)AT89S52的 P1 接口K1上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。K2下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。K3全亮，按此鍵則燈全亮。K4停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。VCC一J1 1k pof|R2ft星丿jfiK4圖7 按鍵電路（3）時(shí)鐘復(fù)位電路要使單片機(jī)工作起來(lái)，最基本的電路的構(gòu)成由單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電 路等組成時(shí)鐘電路：本系統(tǒng)采用單片機(jī)內(nèi)部方式產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)，用于外接一個(gè)12MHz石英晶體振蕩器和2個(gè)30pF微調(diào)電容，構(gòu)成穩(wěn)定的的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部的時(shí)鐘電路。復(fù)位電路：確定單片機(jī)工作的起始狀態(tài)，完成單片機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程。單片機(jī)系 統(tǒng)

26、的復(fù)位方式有上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位。 本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)按鍵復(fù)位，該復(fù) 位方式同樣具有上電自動(dòng)復(fù)位功能。電路如下圖所示。Pl.DpHPl.6rCCR6 TIT10KP32P17$ 910M12ESELVNDP3.3PU円.5ATS9S3?7 s 9 0IXPOOPO.lP0.2F0.3P0.4P0.5P0.6PCT一EAALEPSEXP空P2 6P2.5F2.4P2.3P2.2P2 F10O 4 9 g4 3 J 37 6 5 33 3 3 32 10 9ST- 3 -3 2s 6 52 2 224232221圖8 時(shí)鐘復(fù)位電路（4）LED顯示電路LED彩燈顯示電路（如圖所示）實(shí)際上是由24個(gè)

27、發(fā)光二極管和24個(gè)電阻構(gòu) 成的電路。發(fā)光二極管與電阻對(duì)應(yīng)串聯(lián),然后接在與之相對(duì)應(yīng)的74HC377口上。 通過(guò)軟件編程對(duì)P2 口輸出高低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的閃爍花型。（5）硬件調(diào)試（1） 調(diào)試：根據(jù)原理圖將應(yīng)該焊接好，用Altium Designer6.9軟件下載Keil 生成的HEX文件到單片機(jī)中，再給單片機(jī)上電，程序開(kāi)始運(yùn)行。（2）故障及解決：完成硬件焊接后，接上電程序并不能下載到單片機(jī)中，對(duì)比原理圖的連線，一步一步檢查，最終找到故障所在，74HC138使能端未接地/高電平，74HC377未接地，這些問(wèn)題解決后在老師那可以燒進(jìn)去程序，但是回到 自己那后還是燒不進(jìn)去程序，再次查詢(xún)電路時(shí)發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)

28、接地端未接地，單片 機(jī)的31管腳接地了，實(shí)際上應(yīng)該接+5V,這些問(wèn)題浪費(fèi)了很長(zhǎng)時(shí)間，所以在做設(shè) 計(jì)時(shí)一定要認(rèn)真仔細(xì)，故障排除后能夠正常運(yùn)行。六：軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到多控制、多閃爍方式的LED燈系統(tǒng)循環(huán)點(diǎn)亮的現(xiàn)象，我們還需要告訴單片機(jī)怎么樣進(jìn)行控制，即編寫(xiě)程序控制單片機(jī)管腳電平的高低變化，來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的明滅。軟件編程是多控制、多閃爍方式的LED丁系統(tǒng)中的一個(gè)重 要的組成部分，是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。下面，我將闡述多控制、多閃爍方式的 LED燈系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)24個(gè)LED丁的循環(huán)點(diǎn)亮，來(lái)介紹實(shí)現(xiàn)流水燈控制的軟件 編程方法。本設(shè)計(jì)是

29、以單片機(jī)AT89S52為核心控制24個(gè)發(fā)光二極管4種閃爍方式的變 換。K1上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。K2 下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。K3-全亮，按此鍵則燈全亮。K4停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。流程圖如下：程序如下：K1 EQU P1.0K2 EQU P1.1K3 EQU P1.2K4 EQU P1.3ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV R2,#49HMOV R3,#92HMOV R4,#24HCLR CL: JNB K1 ,LOOP JNB K2 ,LOOP1 JNB K3 ,LOOP2 JNB K4 ,G1 MOV DPTR,#5FFFH MO

30、V A,#00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV A, #00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,#00H MOVX DPTR,A LJMP L G1:LJMP LOOP3LOOP: JNB K2 ,LOOP1 JNB K3 ,LOOP2 JNB K4 ,LOOP3 MOV DPTR,#5FFFH MOV A,R2 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV A,R3 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,R4 MOVX DPTR,A MOV A,R4 RLC A MOV R4

31、,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV A,R2 RLC A MOV R2,A ACALL DEL_500mS AJMP LOOPLOOP1: JNB K1 ,LOOP JNB K3 ,LOOP2 JNB K4 ,LOOP3MOV DPTR,#5FFFHMOV A,R2 MOVX DPTR,AMOV DPTR,#7FFFHMOV A,R3 MOVX DPTR,AMOV DPTR,#9FFFHMOV A,R4 MOVX DPTR,AMOV A,R2RRC AMOV R2,AMOV A,R3RRC AMOV R3,AMOV A,R4RRC AMOV R4,ALCALL DEL

32、_500msLJMP LOOP1LOOP2:JNB K1 ,LOOP JNB K2 ,LOOP1 JNB K4 ,LOOP3 MOV DPTR,#5FFFH MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV A, #0FFH MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A LJMP LOOP2LOOP3: JNB K1 ,LOOP JNB K2 ,LOOP1 JNB K3 ,LOOP2 MOV DPTR,#5FFFH MOV A,#00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7FFFH MOV

33、 A, #00H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#9FFFH MOV A,#00HMOVX DPTR,ALJMP LOOP3DEL_15ms:MOV 40H,#30 D11: MOV 41H,#250 D22: DJNZ 41H,D22 DJNZ 40H,D11 RET DEL_500mS:MOV R5,#4 D12: MOV R6,#100 D21: MOV R7,#250 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D21 DJNZ R5,D12 RET第3章 總結(jié)1實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的可行性、有效性與市面上大多數(shù)的彩燈相比，該種彩燈具有更好的燈光裝飾效果，性?xún)r(jià)比更 高，與普通的全硬件彩燈相

34、比具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。 應(yīng)用主控模塊輸出的控制信 號(hào)去控制燈管內(nèi)的板模塊工作，使得產(chǎn)品性能穩(wěn)定，便以安裝容易操作。由于控 制程序存儲(chǔ)在89C51單片機(jī)的電可擦除Flash閃存EPRO中，如果用戶(hù)需要更改 系統(tǒng)的亮燈模式，無(wú)須改變系統(tǒng)硬件電路，只需修改其中程序即可，是一種很有 發(fā)展前途的彩燈控制器。由于國(guó)內(nèi)生活水平不斷提高，人民向往較佳的生活質(zhì)素，對(duì)燈具燈飾也不斷 提出了新要求，近年內(nèi)地?zé)麸検袌?chǎng)有以下情況：功能細(xì)分一人們要求燈具能符合不同場(chǎng)合，不同照光功能的需求日高，因此 適用于各種使用要求的燈具逐應(yīng)運(yùn)而生，如學(xué)生燈、書(shū)寫(xiě)燈、應(yīng)急燈、日光燈、 霞光燈、晚餐燈以及不同高度的落地?zé)舻刃缕矾B出。高技術(shù)

35、化一由于電子技術(shù)被廣泛用于燈具的制造，適應(yīng)不同的電壓，使可調(diào)節(jié)亮度的第三代照光燈具多起來(lái)。無(wú)頻閃燈、3種波長(zhǎng)色譜可調(diào)燈，放射遠(yuǎn)紅外光燈等具備保護(hù)視力功能的燈具也開(kāi)始推出市場(chǎng)。多功能化一符合當(dāng)前的消費(fèi)時(shí)尚、集多種功能于一體的燈如床頭兼作光敏電 話自控?zé)?、帶八音盒臺(tái)燈等，是近年另一需求特點(diǎn)。節(jié)能環(huán)保-新推出的高科技無(wú)頻閃書(shū)寫(xiě)燈，光線平穩(wěn)并可節(jié)能源 50%這種 燈具很受消費(fèi)者的歡迎。環(huán)保是燈具生產(chǎn)技術(shù)的嶄新主題，顯示人們對(duì)居室生態(tài) 環(huán)境的重視，這亦是未來(lái)家居照明的主要發(fā)展方向。國(guó)際燈具行業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的潮流是:減少產(chǎn)品的尺寸,以減少材料的投 入;現(xiàn)代社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)以制造最重要的著眼點(diǎn)是 “經(jīng)濟(jì)”和“環(huán)境保護(hù)”。 照 明產(chǎn)品最好能體現(xiàn)這一潮流的是緊湊熒光燈，細(xì)管徑，超細(xì)管徑直管熒光燈和無(wú)汞的射頻（RF）或微波（MW激發(fā)的硫燈。緊湊型熒光燈直徑和尺寸，它們的形式多 種多樣用途也十分廣泛。一般來(lái)說(shuō)，它們有5倍于白熾燈的光效和8倍于白熾燈 的壽命。因此，它們是綠色照明工程的推薦產(chǎn)品， 使用緊湊型熒光燈的燈具也日