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第2章???节日彩灯控制器的设计?
一：设计目的?
1、了解节日彩灯控制器的工作原理?
2、掌握按键输入的消抖处理程序和延时程序的编写?3、掌握独立电源设计方法及原理?4、掌握电路板的实物焊接?
二：设计要求?
设计4个按键K1，K2，K3,K4?
K1—上，按此键则灯由上向下流动。?
????????K2—下，按此键则灯由下向上流动。?
K3—全亮，按此键则灯全亮。?
K4—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。?
三：总体方案设计与选择的论证?
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，影响彩灯效果，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。?
（一）设计方案?
彩灯控制器大致可分为两种方案实现。一种是利用电子电路装置控制，另一种是采用单片机控制。?
方案一：?
根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。其框图如图1-1所示。
方案二：?
本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计，来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图1-2所示，以单片机为核心控制，由单片机最小系统（时钟电路、复位电路、电源）、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源电路组成
此设计方案中单片机的P1口接5路按键控制电路，实现彩灯花型的切换功能；单片机的P1口引脚接上四个按钮开关以实现对彩灯闪烁频率的控制，即实现了快慢两种节拍实现花型的变换；单片机上的P2口接二十四路LED发光二极管组成彩灯电路，显示彩灯循环情况。?
（二）?方案选择?
结合设计任务书比较以上两种方案可知：利用电子电路装置控制，其电路不很复杂，制作相对较容易点，成本也相对较低，但可调性差，亮灯模式少而且样式单调，达不到设计任务要求或实现困难。采用单片机控制其优点是电路集成度高，工作原理简单，清晰明了，自定义编程，控制的图案花样多，移植性好等。?
综上，显然方案二各方面优越于方案一，以及为了体现专业优势，本次设计采用第二种方案。
五：硬件设计?
（1）直流电源电路?
对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，
电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外，还采用市电（交流电网）供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分！本项目直流稳压电源为+5V。如下图所示：?
直流稳压电源的制作一般有3种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源?
线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。
（2）按键电路?
按键控制电路(如图8所示)是由4个按键开关构成的。他们分别接在单片机AT89S52的P1接口?
K1—上，按此键则灯由上向下流动。?K2—下，按此键则灯由下向上流动。?K3—全亮，按此键则灯全亮。?
K4—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。
（3）时钟复位电路?
要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成?
时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz石英晶体振荡器和2个30pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉直接送入内部的时钟电路。?
复位电路：确定单片机
工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。电路如下图所示。
(4)LED显示电路?
LED彩灯显示电路(如图所示)实际上是由24个发光二极管和24个电阻构成的电路。发光二极管与电阻对应串联,然后接在与之相对应的74HC377口上。通过软件编程对P2口输出高低电平来实现不同的闪烁花型。
5）硬件调试?
（1）调试：根据原理图将应该焊接好，用Altium?Designer6.9软件下载Keil生成的HEX文件到单片机中，再给单片机上电，程序开始运行。?
（2）故障及解决：完成硬件焊接后，接上电程序并不能下载到单片机中，对比原理图的连线，一步一步检查，最终找到故障所在，74HC138使能端未接地/高电平，74HC377未接地，这些问题解决后在老师那可
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