本科毕业论文（设计）(2014届)LED爱心灯设计 院 系 电子信息工程学院 专 业 电气工程及其自动化 姓 名 指导教师 2015年1月I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。AbstractIn 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 thispapera variety ofSTC89C52 chipand 74HC595 registerswith C programming languagebased on theheart-shapedwater lamplight cycleanddie.After the teachers 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;目 录摘 要2Abstract3目 录41 绪论51.1 研究背景51.2 课题现状51.3 研究目的与意义52 课题总体设计方案72.1 课题的研究内容72.2设计要求72.3系统设计方案73硬件系统介绍83.1 单片机介绍及应用83.2 STC89C52芯片功能简介93.3 74HC595寄存器介绍94系统软件设计114.1 设计思路114.2 主程序流程图114.3定时器流程图124.4 按键程序流程图125联调与测试135.2软件调试135.1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241 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。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35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。2 课题总体设计方案2.1 课题的研究内容本课题研究的是利用52单片机来控制心形流水灯的闪烁效果，简化了电路结构，同时又实现了我们的设计要求，实现心形流水灯的循环亮灭。2.2设计要求结合C语言编程，使心形环绕LED流水灯实现各种不同形式的闪烁功能，在循环往复不断的变化中，给人带来美的体验。2.3系统设计方案2.3.1单片机芯片模块的比较与选择主控制器芯片主要是负责控制LED灯的各种变换效果。主控制器作为整个实验系统的控制核心部分，要求其功耗低，数据转换速率快，价格低等优点。方案一：采用STC89C52单片机系统。STC89C52单片机是一种功耗低、可编程、高性能8位微控制处理器，单片机内部包括微处理器、输入/输出口、中断系统等，并且具有价格低廉、技术成熟、操作简单等特点，符合本次实验系统的要求。方案二：选用MSP430系列单片机系统。这种单片机具有低电压、超低功耗的特点，工作电压在1.83.6V之间，具有强大的功能和高效的运算处理能力。方案选择：由于STC89C52单片机价格低廉，编程简单方便，而430系列单片机功能已远远超出我们的需求，操作不便，所以综合考虑选择方案一更有利于实验的进行。2.3.2 LED灯控制方式比较与选择方案一：如果选用单片机I/O口一对一直接控制LED灯，只能控制32个灯，而本次设计我们做的是两圈的心形流水灯，所以需要两个52单片机。方案二：采用74HC595寄存器扩展引脚控制LED灯，一个寄存器可以控制8个LED灯，这是我们只需要8个就可以实现我们的需求。方案选择：为了操作的方便，减少复杂的步骤，我们选