基于单片机LED花样彩灯设计毕业论文

目录TOC\o"1-3"\h\u10911前言 4552LED灯的发展趋势 4277943LED灯的发展史 5236304LED灯的应用 5118765LED灯的设计 6218085.1真值表 7181325.2流程图 8184985.3硬件部分 9265235.4程序部分 968366结束语 102710参考文献 1130725致谢 11基于单片机LED花样彩灯设计摘要：近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要作用。因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对与彩灯的技术和花样也越来越高。目前市场上各种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，存在电路结构复杂、功能单一等局限性，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本文介绍了一种简易LED彩灯控制系统的软硬件设计过程，以AT-89S52单片机作为主控核心与辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED彩灯进行控制。本系统具有电路结构简单、操作容易、硬件少、成本低等特点。关键词：LED彩灯；AT-89S52单片机；彩灯控制器1前言近年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要工作。因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对与彩灯的技术和花样也越来越高。但传统的彩灯控制电路一般是由数字电路组成，这种彩灯控制器电路结构复杂、成本较高、功率损耗大，电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理也比较困难。此外从功能效果上看，彩灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。而单片机具有高集成度、高可靠性，控制功能强，低电压、低功耗，优异的性能价格等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。LED彩灯具有成本低、发光纯度高、发光热量小、耗电量低、超长寿命的特点。所以利用单片机作LED彩灯控制，仅是使控制花样、路数大大增加，成本也很低，而且对环境能源没有污染，有着很大的发展前景[1]。本设计是一种基于AT-89S52单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。主要以AT-89S52单片机作为主控核心与发光二极管、晶振、复位、电源、MAX232、DB9等组成电路，利用软件编辑实现彩灯流水灯的效果，并且可以通过按键来实现花样的选择。2LED灯的发展趋势LED巨大的市场注定其将发展成一个庞大的产业。总体来看，国内在规模产业的发展上一直不尽人意，典型案例就是集成电路产业与液晶面板产业，国内到现在集成电路产业还是夹着尾巴做人，液晶面板产业也是百病缠身，技术复杂、投资大、基础薄弱是主要原因，而LED产业将打破这个魔咒，并且可以带动相关产业的提升，如国内驱动芯片产业在液晶驱动上根本做不起来，因为液晶面板产业不在国内，由于有巨大市场支撑，LED驱动芯片预计在国内得到蓬勃发展，促进国内相关企业做大做强，这反过来又会促进国内LCD驱动芯片或其它驱动芯片的发展。中国大陆目前LED产业发展的劣势在于，一、国内企业LED产品技术水平与海外还是有一定差距，在争取高端客户方面处于劣势；二、国内集成电路制造基础相较日本、韩国及台湾地区这些LED强势地区而言薄弱，LED外延、芯片制造能力、工艺水平及外围材料配套能力差一些，学习曲线长一些，需要一段时间培育；三、国内LED企业的规模还比较小，大多没有超过100kk/月产能(蓝绿光)，这种状况在未来两年将有改善；四、国内研发多集中在大学和科研院所，生产在各企业，缺乏研发成果产业化的快速转换机制，这方面应借鉴台湾工业研究院的技术成果授权机制，加快技术成果转换速度，科研院所不能为自己产业化而不将最新的技术成果及时转移到产业界，政府应制定相关政策规范相关行为；五、国内核心专利缺乏，特别在关系到产业长远发展的蓝光核心专利及白光专利缺乏，这将使国内产业的长期发展受制。中国本土企业现阶段主要还是处于起步阶段，企业规模较小，对掌握专利的大厂构不成威胁，专利问题还不是很突出。但是随着国内企业的发展壮大，一旦规模扩大到一定程度，实施“走出去”发展战略，专利问题将成为隐患。目前对国内企业而言，壮大规模、提高产品质量与技术水平是首要任务，提高未来取得大厂专利授权时的要价能力，或逐步通过研发突破核心专利。3LED灯的发展史1907年HenryJosephRound第一次在一块碳化硅里观察到电致发光现象。由于其发出的黄光太暗，不适合实际应用；更难处在于碳化硅与电致发光不能很好的适应，研究被摒弃了。二十年代晚期BernhardGudden和RobertWichard在德国使用从锌硫化物与铜中提炼的的黄磷发光。再一次因发光暗淡而停止。1936年,GeorgeDestiau出版了一个关于硫化锌粉末发射光的报告。随着电流的应用和广泛的认识，最终出现了“电致发光”这个术语。二十世纪50年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于60年代面世。据说在早期的试验中，LED需要放置在液化氮里，更需要进一步的操作与突破以便能高效率的在室温下工作。第一个商用LED仅仅只能发出不可视的红外光，但迅速应用于感应与光电领域。60年代末，在砷化镓基体上使用磷化物发明了第一个可见的红光LED。磷化镓的改变使得LED更高效、发出的红光更亮，甚至产生出橙色的光。到70年代中期，磷化镓被使用作为发光光源，随后就发出灰白绿光。LED采用双层磷化镓蕊片（一个红色另一个是绿色）能够发出黄色光。就在此时，俄国科学家利用金刚砂制造出发出黄光的LED。尽管它不如欧洲的LED高效。但在70年代末，它能发出纯绿色的光。80年代早期到中期对砷化镓磷化铝的使用使得第一代高亮度的LED的诞生，先是红色，接着就是黄色，最后为绿色。到20世纪90年代早期，采用铟铝磷化镓生产出了桔红、橙、黄和绿光的LED。第一个有历史意义的蓝光LED也出现在90年代早期，再一次利用金钢砂—早期的半导体光源的障碍物。依当今的技术标准去衡量，它与俄国以前的黄光LED一样光源暗淡。90年代中期，出现了超亮度的氮化镓LED，随即又制造出能产生高强度的绿光和蓝光铟氮镓Led。超亮度蓝光蕊片是白光LED的核心，在这个发光蕊片上抹上荧光磷，然后荧光磷通过吸收来自蕊片上的蓝色光源再转化为白光。就是利用这种技术制造出任何可见颜色的光。今天在LED市场上就能看到生产出来的新奇颜色，如浅绿色和粉红色。有科学思想的读者到现在可能会意识到LED的发展经历了一个漫长而曲折的历史过程。事实上，最近开发的LED不仅能发射出纯紫外光而且能发射出真实的“黑色”紫外光。那么LED发展史到低能走多远，不得而知。也许某天就能开发出能发X射线LED。早期的LED只能应用于指示灯、早期的计算器显示屏和数码手表。而现在开始出现在超亮度的领域。将会在接下的一段时间继续下去。4LED灯的应用1、建筑物外观照明对建筑物某个区域进行投射，无非是使用控制光束角的圆头和方头形状的投光灯具，这与传统的投光灯具概念完全一致。但是，由于ＬＥＤ光源小而薄，线性投射灯具的研发无疑成为ＬＥＤ投射灯具的一大亮点，因为许多建筑物根本没有出挑的地方放置传统的投光灯。它的安装便捷，可以水准也可以垂直方向安装，与建筑物表面更好地结合，为照明设计师带来了新的照明语汇，拓展了创作空间。并将对现代建筑和历史建筑的照明手法产生了影响。2、景观照明由于ＬＥＤ不像传统灯具光源多是玻璃泡壳，它可以与城市街道家具很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如路径、楼梯、甲板、滨水地带、园艺进行照明。对于花卉或低矮的灌木，可以使用ＬＥＤ作为光源进行照明。ＬＥＤ隐藏式的投光灯具会特别受到青睐。固定端可以设计为插拔式，依据植物生长的高度，方便进行调节。3、标识与指示性照明需要进行空间限定和引导的场所，如道路路面的分隔显示、楼梯踏步的局部照明、紧急出口的指示照明，可以使用表面亮度适当的ＬＥＤ自发光埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具，如影剧院观众厅内的地面引导灯或座椅侧面的指示灯，以及购物中心内楼层的引导灯等。另外，ＬＥＤ与霓虹灯相比，由于是低压，没有易碎的玻璃，不会因为制作中弯曲而增加费用，值得在标识设计中推广使用。4、室内空间展示照明就照明品质来说，由于ＬＥＤ光源没有热量、紫外与红外辐射，对展品或商品不会产生损害，与传统光源比较，灯具不需要附加滤光装置，照明系统简单，费用低廉，易于安装。其精确的布光，可作为博物馆光纤照明的替代品。商业照明大都会使用彩色的ＬＥＤ，室内装饰性的白光ＬＥＤ结合室内装修为室内提供辅助性照明，暗藏光带可以使用ＬＥＤ，对于低矮的空间特别有利。5、娱乐场所及舞台照明由于ＬＥＤ的动态、数字化控制色彩、亮度和调光，活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果。从白光到全光谱中的任意颜色，ＬＥＤ的使用在这类空间的照明中开启了新的思路。长寿命、高流明的维持值（10，000小时后仍然维持90％的光通），与ＰＡＲ灯和金卤灯的50～250小时的寿命相比，降低了维护费用和更换光源的频率。另外，ＬＥＤ克服了金卤灯使用一段时间后颜色偏移的现象。与ＰＡＲ灯相比，没有热辐射，可以使空间变得更加舒适。目前ＬＥＤ彩色装饰墙面在餐饮建筑中的应用已蔚然成风。5LED灯的设计这是一款彩灯在单片机控制下对12个LED彩灯能实现一开机时全部被点亮，然后从右到左逐个被点亮，四个循环亮，周而复始，延时时间为一秒钟。5.1真值表实现L1到L12从右到左逐个被点亮，一次只有一个发光二极管被点亮，时间延迟1s.表4-2实现上电后LED闪亮的规律是黄灯全亮——绿灯全亮——红灯全亮各四个，延时1s5.2流程图5.3硬件部分图4-4中用到主控芯片单片机8051AH、彩灯是由L1到L12共12个不同颜色的发光二极管，接成共阳极型，另需要12个1K的电阻。电源VCC是+5V为单片机和彩灯提供电压。其里面P0.0P0.7接二极管L1L8的阴极;P1.0P1.3接二极管L9L12的阴极。5.4程序部分#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitkey0=P3^3;sbitkey1=P3^4;sbitkey2=P3^5;sbitkey3=P0^7;sbitled0=P0^1;uchari,j,xms;voiddelayms(uintxms){uinti,j;for(i=xms;i>0;i--)for(j=110;j>0;j--);}intmain(){while(1){if(key0==1|key1==1){key3=1;delayms(2);key3=0;delayms(2);led0=0;delayms(2);led0=~led0;delayms(2);}if(key0==1|key2==1){key3=1;delayms(2);key3=0;delayms(2);led0=0;delayms(2);led0=~led0;delayms(2);}}}6结束语用单片机控制的彩灯控制系统比模拟电路有明显优势，即不用对电路有大改动就可以适应新的工作条件，随着社会的不断的发展，单片机对人们来说已经不在是陌生的事物，它渗透到我们生活的每一个角落。特别是电子行业的发展更是神速的，它的更新速度是我们每一个人都可以体会到得到的。本设计应用主控模块8051AH单片机输出的控制彩信号去控制LED彩灯工作的方式，使得产品性能稳定，便于安装，容易操作，如果用户需要更改亮灯方式，只需修改单片机内的程序即可，必将成为未来社会的主要前沿产业。参考文献1、单片机应用技术北京理工大学出版社潘定远郭稳涛2、C程序设计清华大学出版社谭浩强3、电工技术人民邮电出版社王金花4、电工技术人民邮电出版社王金花5、数字电子技术人民邮电出版社周忠6