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DZ053基于AT89C51單片機的LED彩燈控制器設計
（作者未知） 2011/8/2
摘要：介紹了一種新型的LED彩燈控制系統(tǒng)的設計方法，以AT-89C51單片機作為主控核心，與按鍵、顯示器等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實現(xiàn)對LED彩燈進行控制。本系統(tǒng)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單及容易操作等優(yōu)點。
關鍵詞：LED彩燈；AT89C51單片機；彩燈控制器；模塊設計
1引言
隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場合可以看到彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐 富的燈光色彩，低廉的造價以及控制簡單等特點而得到了廣泛的應用，用 彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時尚。但目前市場上各式樣的LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復雜、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)不同場合、不同時間段的需要來調(diào)節(jié)亮燈時間、模式、閃爍頻率等動態(tài) 參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過多、電路復雜、功率損耗大等缺點。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對現(xiàn)有的彩燈控制器進行改進。
本文提出了一種基于AT89C51單片機的彩燈控制方案，實現(xiàn)對LED彩燈的控制。本方案以AT89C51單片機作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅(qū)動等模塊組成核心主控制模塊。在主控模塊上設有8個按鍵和5位七段碼LED顯示器，根據(jù)用戶需要可以編寫若干種亮燈模式，利用其內(nèi)部定時器T0實現(xiàn)一個基本單位時間為5 ms的定時中斷，根據(jù)各種亮燈時間的不同需要，在不同時刻輸出燈亮或燈滅的控制信號，然后驅(qū)動各種顏色的燈亮或滅。該新型LED彩燈及其控制器是上海某公司委托開發(fā)產(chǎn)品，產(chǎn)品實際應用效果較好，亮燈模式多，用戶可以根據(jù)不同場合和時間來調(diào)節(jié)亮燈頻率和亮燈時間。與普通LED彩燈相比，具有體積小、價格低、低能耗等優(yōu)點。
2系統(tǒng)功能
新型LED彩燈分為2部分，即彩燈控制器（主控模塊）和管內(nèi)LED板模塊（受控模塊）。彩燈控制器可直接與220 V交流市電相連接，經(jīng)過開關電源變換，輸出直流工作電壓，一方面為管內(nèi)LED模塊提供12 V工作電源，另一方面為主控模塊單片機系統(tǒng)（彩燈控制器）提供5 V工作電源。整個系統(tǒng)工作由軟件程序控制運行，根據(jù)需要，用戶可以在LED彩燈工作時通過主控模塊上的按鍵來設定亮燈時間和燈光閃動頻率。
上電后系統(tǒng)經(jīng)過初始化，查詢是否有功能切換鍵按下：有，則進入用戶設定模式狀態(tài)；無，則進入默認缺省工作狀態(tài)。在用戶設定模式狀態(tài)下，用戶可以根據(jù)個人愛好及不同場合的需要來指定調(diào)用哪些模式，并且可以改變每種模式的時間Ti、頻率Fi參數(shù)，如果用戶想進入缺省狀態(tài)模式，只需按一下功能切換鍵即可跳入缺省模式，程序會自動順序調(diào)用亮燈模式；在缺省工作狀態(tài)下，LED彩燈控制器按照程序設定好的若干亮燈花樣模式程序Model_i順序調(diào)用往下走，從第Model_1模式開始工作，自Model_1到Model_2……到Mod el_n為一個亮燈周期，然后再回到Model_1循環(huán)繼續(xù)工作，同樣如果想進入用戶設定模式狀態(tài)，只需按下功能切換鍵即可。整個n種亮燈模式時間可以看作一個大周期T，其中的每一種花樣工作模式Model_i（i=1，2，…，n）時間為小周期Ti，對于每一個模式編寫一個獨立工作子程序Model_i，其中設定了LED三色燈（紅、綠、藍）的點亮時刻（RED_on，GREEN_on，BLUE_on）和熄滅時刻（RED_off，GREEN_off，BLU E_off)，以及模式工作時間Ti以及該模式LED閃爍頻率Fi。5位七段碼顯示器的前2位（L1，L2）顯示當前工作模式的序號Model_i；后3位（L3，L4，L5）七段碼 顯示三色LED的工作狀態(tài)，若該顏色燈點亮則對應七段碼顯示位為“1”，反之熄滅時則顯示位為“滅”即不顯示，對系統(tǒng)工作狀態(tài)起到了很好的實時監(jiān)控作用。
因此在LED彩燈上電工作后，用戶可以方便地通過主控模塊上的顯示器知道LED彩燈當前工作模式Model_i，工作時間Ti，頻率Fi等實時參數(shù)。若實際應用需要根據(jù)不同場合和時間來改變彩燈閃亮效果，用戶可以通過主控模塊上的按鍵來設定LED不同的閃爍頻率Fi和亮燈時間Ti，以便符合實際需要。此外如果用戶對某一種模式感興趣需要仔細觀看該種亮燈模式，可以通過鍵盤選定任意第Model_i模式使系統(tǒng)循環(huán)重復工作在該花樣模式下。
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