单片机交通灯体验（一）
随着人们生活环境的不断改善和美化，彩色霓虹灯在很多场合都可以看到。 LED灯笼因其灯光色彩丰富、成本低廉、控制简单而得到广泛应用。 用灯笼装饰街道和城市建筑已成为一种时尚。 然而，目前市场上的各类LED彩灯控制器大多是采用全硬件电路实现的。 电路结构复杂，功能单一。 这样，成品一旦制成，就只能以固定的模式发光，无法根据不同场合、时间段的需求进行定制。 调整照明时间、模式和闪光频率等动态参数。 这种彩灯控制器结构往往存在芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。 另外，从功能效果来看，灯光模式少，风格单调，缺乏用户可操作性，影响灯光效果。 因此，有必要对现有彩灯控制器进行改进。
本文提出一种基于at89c51单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。 本方案采用AT89C51单片机作为主控核心，与键盘、显示、驱动等模块组成核心主控模块。 主控模块配有8个按钮和5位七段LED显示屏。 可根据用户需要编程多种照明模式，其内部定时器t0用于实现基本单位时间为5ms的定时中断。 根据每种照明时间的不同需要，在不同的时间输出灯亮或灭的控制信号，进而驱动各种颜色的灯亮或灭。 这种新型LED彩灯及其控制器是上海某公司委托生产的产品。 产品实际应用效果良好，照明模式多种。 用户可以根据不同的场合和时间调整照明频率和照明时间。 与普通LED灯笼相比，具有体积小、价格低、能耗低等优点。 ？
摘要：介绍了一种新型LED彩灯控制系统的设计方法。 它采用AT-89C51单片机作为主控核心，结合按钮、显示器等较少的辅助硬件电路，用软件来控制LED彩灯。 。 该系统具有体积小、硬件少、电路结构简单、操作方便等优点。
关键词：led灯笼； at89c51微控制器； 彩灯控制器； 模块设计
2、系统功能
新型LED彩灯分为两部分，即彩灯控制器（主控模块）和管内LED板模块（受控模块）。 彩灯控制器可直接连接220V交流市电。 经过开关电源转换后，输出直流工作电压。 一方面为灯管内的LED模组提供12V工作电源。 另一方面，它为单片机系统的主控模块（彩灯控制装置）提供5V工作电源。 整个系统由软件程序控制。 根据需要，用户可以通过主控模块上的按钮设置LED灯工作时的点亮时间和灯闪烁频率。
上电后，系统进行初始化，检查是否有功能切换键被按下：如有，则进入用户设置模式；如果有，则进入用户设置模式。 如果没有，则进入默认工作状态。 在用户设置模式状态下，用户可以根据个人喜好和不同场合的需要来指定呼叫哪些模式，并且可以改变每个模式的时间ti和频率fi参数。 如果用户想进入默认状态模式，只需按功能切换按钮即可跳转到默认模式，程序会自动依次调用照明模式； 在默认工作状态下，LED彩灯控制器会根据程序设置的几种亮灯模式依次调用程序model_i。 走吧，从model_1模式开始工作，从model_1到model_2…到model el_n是一个点亮循环，然后回到model_1继续循环工作。 同样，如果想进入用户设置模式，只需按一下功能切换键即可。 n种照明模式的整个时间可以看作是一个大周期t，每个模式工作模式model_i(i=1,2,…,n)的时间是一个小周期ti。 对于每种模式，编写一个独立的工作子系统程序model_i，设置三色LED灯（红、绿、蓝）的点亮时间（red_on、green_on、blue_on）和关闭时间（red_off、green_off、blu e_off） ，以及模式工作时间ti 和模式LED 闪烁频率fi。 5位七段码显示器的前2位（l1、l2）显示当前工作模式的序列号model_i； 七段码的后三位（l3、l4、l5）显示三色LED的工作状态。 若彩灯亮 则对应的七段码显示位为“1”。 否则，熄灭时，显示位为“关闭”，不显示，对系统工作状态起到很好的实时监控作用。
因此，LED彩灯通电后，用户可以通过主控模块上的显示，轻松了解LED彩灯当前的工作模式model_i、工作时间ti、频率fi等实时参数。 如果实际应用中需要根据不同的场合和时间改变彩灯的闪烁效果，用户可以通过主控模块上的按钮设置不同的LED闪烁频率fi和点亮时间ti，以满足实际需要。 另外，如果用户对某种模式感兴趣，需要仔细观看灯光模式，可以通过键盘选择任意一个model_i模式，使系统重复工作在该模式模式下。 ？
3. 硬件设计
新型LED彩灯系统由两部分组成，即LED彩灯控制器（89c51主控模块）和LED彩灯灯管（灯管内的LED板模块）。 前者为主控模块，具有按钮、显示等功能，利用89c51的p口输出控制信号； 后者是一个受控模块，上面焊接有三色LED灯和信号驱动芯片，该模块放置在透明LED灯管内。
3.1. 主控模块电路设计
主控模块电路如图1所示。主控模块主要设计元件包括89c51、5个七段LED显示屏、8个按钮、2个稳压器（提供12V、5V电压）、1个信号输出驱动模块芯片通过软件设计，单片机的p0口作为三色LED驱动信号输出口和移位时钟信号，p3口为按键输入口，p2口和p1口连接至5位七段码LED作为显示器的输出端口。
3.2. 管内LED板模组设计
管内LED板模块电路如图2所示。管内LED板模块设计的主要元件包括LED彩灯（红、绿、蓝）、移位触发模块芯片CD4076等。根据实际情况利用彩灯的长度，可以将灯管内不同数量的LED模块级联起来，形成一个完整的LED彩灯。 考虑到功率损耗，LED板模块之间的接口连接信号转发驱动模块芯片mc4049。 每个LED板模块上均匀分布着三种颜色的LED灯。 实际制作PCB时，红、绿、蓝三种颜色是分别焊接的。 LED发光管按照l1（红）、l2（绿）的顺序放置在电路板上。 ）、l3（蓝色）、l4（红色）、l5（绿色）、l6（蓝色）……均匀地焊接在板上，依次形成一条直线。 为了获得更多的图案效果，可以从前向后驱动红、绿灯点亮闪烁，从后向前驱动蓝光闪烁，具有良好的动态视觉效果。
4、软件设计
新型LED彩灯控制器的最大特点是所有照明模式均由软件控制。 系统软件可分为主程序和中断服务子程序。 上电后，在默认状态下，依次调用model_i图案点亮模式进程作为主程序，并以单位时间5ms的t0时序作为中断服务子程序。 在此5 ms t0时序的基础上，可以根据需要确定各种模式的工作时间ti，以及各种照明模式下各种颜色的LED灯点亮和关闭的时间mode l_i：red_on，red_off 、green_on、green_off、blue_on、blue_off和时钟（移位翻转脉冲）等。整个系统软件由主程序（main）、各模式子程序（model_i）、5 ms中断服务子程序（t0中断）、键盘扫描组成处理子程序（键盘）、显示子程序（显示器）等程序。 使用t0定时器作为计时的基本单位，根据模式需要计算各个控制信号的发生时间。 根据不同的模式 mod del_i 可以设置不同的工作时间 ti 和脉冲翻转频率 fi 通过 p0 口输出，使各种 LED 灯的驱动时间与移位触发器的翻转时间一致，从而使 LED 灯按照到设计模式。
除了t0定时中断外，程序的大部分时间都花在处理按键查询和LED显示延迟上。 8个按钮分别是：4个参数按钮（fi增减按钮、ti增减按钮）、3个模式改变按钮（模式上、模式下、模式保持）、1个功能切换按钮。 在每个t0定时中断服务子程序中，每个时间寄存器和模式寄存器都需要加1或清1，为主程序查询做准备，同时查询是否已被中断6次（30ms）。 如果30ms已到，则查询一次参数键，看是否有时间ti频率fi增减键按下，进行相应的子程序处理。
主程序除了调用各个子模式子程序（model_i）、调用LED显示子程序（display）和延时子程序（delay）外，还不断检查是否有功能切换按钮按下、是否有模式切换按钮。 按，一旦按下功能切换键和模式切换键，就会进入相应的按键处理。 ？ 主程序流程如图3所示。可以编写几种（n种）照明模式子程序model_i。 只要控制各种颜色灯的触发和熄灭时间，就可以组合出各种灯光效果。
单片机交通灯体验（二）
一、概述
1.1 艺术灯笼的设计背景及意义
灯笼是人们日常生活中的一种装饰物品。 它们美丽又优雅，尤其是在节日期间，倍添喜庆气氛。 它蕴含着丰富的文化底蕴，被广泛运用于各类店铺的装修中。 花灯造型千变万化，给城市增添了活力，吸引着人们的目光，深受人们的喜爱。 日常生活中，人们还将彩灯摆成各种图案，以增添美感。 随着电子技术的发展，应用系统正朝着小型化、高速化、大容量、轻量化的方向发展。 科学技术更加贴近人们的生活，朝着满足人们的需要的方向发展。 节日彩灯的设计和制作技术也在逐步成熟。
1.2 系统设计功能概述
本设计是一种基于at89c51单片机的音乐彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。 采用AT89C51单片机作为主控核心，通过汇编语言对单片机进行控制。 按下“开始”按钮，8个LED灯会从上到下循环亮起。 按“向上”按钮，灯光将从上到下流动。 按“向下”按钮，灯光将从下向上流动。 按下“停止”按钮，所有灯将熄灭。
2、灯笼设计简要内容：
2.1 彩灯设计任务：
以单片机为核心，设计了节日音乐彩灯控制器。
2.2彩灯设计要求：
p1.2—-开始，按下此按钮，灯光开始流动（从上到下）。
p1.3—-停止，按此键停止流动，所有灯熄灭。
p1.4—-Up，按下此按钮，光线从上到下流动。
p1.5—-下，按下此按钮，光线从下往上流动。
2.3 彩灯总体控制框图：
3、硬件电路设计：
3.1 硬件组成
根据单片机系统的扩展和系统配置，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统和典型系统。 AT89C51单片机是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机。 内部资源丰富：4kb闪存，128bram，32条I/O线，2个16位定时器/计数器，5个向量二级中断结构，2个全双工串口，工作电压范围4.25~5.50 v 工作频率为0~24mhz。 使用at89c51单片机时不需要扩展内存。因此，这个流水灯实际上是一个带有8个发光二极管的单片机的最小应用系统，即由发光二极管、晶振、复位、电源等电路及必要的软件
3.2 at89c51单片机硬件结构：
AT89c51是一款带有4k字节闪存可编程可擦除只读存储器（fperom-flash可编程可擦除只读存储器）的微控制器芯片。 它采用静态CMOS技术制造8位微处理器，最高工作频率为24mhz。
引脚说明：
rst：重置输入。 当振荡器复位器件时，第一个引脚在两个机器周期内保持高电平。
端口p0：端口p0 是8 位开漏双向I/O 端口，每个引脚可吸收8ttl 栅极电流。 当第一次向p1端口引脚写入1时，定义为高阻输入。 p0 可用于外部程序数据存储器，可定义为数据/地址的第八位。 fiash编程时，p0口作为原始代码输入口。 fiash进行验证时，p0输出原始代码。 此时，p0外部必须拉高。
端口 p1：端口 p1 是一个 8 位双向 I/O 端口，提供内部上拉电阻。 端口p1缓冲器可以接收和输出4ttl栅极电流。 向p1口引脚写1后，内部拉高，可以作为输入使用。 当p1端口被外部下拉至低电平时，将输出电流。 这是由于内部上拉所致。 在闪存编程和验证期间，端口 p1 作为第八个地址被接收。
P2 端口：P2 端口是一个 8 位双向 I/O 端口，内部带有上拉电阻。 p2端口缓冲器可以接收和输出4个TTL栅极电流。 当“1”写入p2端口时，其引脚被内部上拉。 上拉电阻被拉高作为输入，因此作为输入时，p2口引脚被外部拉低，输出
当前的。 这是由于内部上拉所致。 当端口p2用于访问外部程序存储器或16位地址外部数据存储器时，端口p2输出地址的高八位。 当给出地址“1”时，它利用内部上拉。 当读写外部8位地址数据存储器时，端口p2输出其特殊功能寄存器的内容。 端口p2在闪存编程和验证期间接收高八位地址信号和控制信号。
p3 端口：p3 端口引脚为 8 个双向 I/O 端口，内部有上拉电阻，可接收和输出 4 个 ttl 栅极电流。 当“1”写入端口p3时，它们被内部上拉至高电平并用作输入。 作为输入时，由于外部下拉为低电平，端口 p3 将因上拉而输出电流（ill）。
ale/prog：访问外部存储器时，使用地址锁存器允许的输出电平来锁存地址的状态字节。 在Flash编程过程中，该引脚用于输入编程脉冲。 正常情况下，ale端输出一个频率周期恒定的正脉冲信号，该频率为振荡器频率的1/6。 因此，它可以用作外部输出的脉冲或用于计时目的。 然而，请注意，每当用作外部数据存储器时，ale 脉冲都会被跳过。 如果要禁用ale的输出，可以将sfr8eh地址设置为0。 此时，只有当movx和movc指令为ale时，ale才起作用。 此外，该引脚被稍微拉高。 如果微处理器处于外部执行状态 ale 禁用，则设置该位无效。
psen：外部程序存储器的选通信号。 在从外部程序存储器获取指令期间，psen 在每个机器周期内激活两次。 但当访问外部数据存储器时，这两个有效的psen信号将不会出现。
ea/vpp：当ea保持低电平时，外部程序存储器
(0000h-ffffh)，无论内部程序存储器如何。 注意，当使用加密方式1时，ea会内部锁定复位； 当ea端保持高电平时，在此期间内部程序存储器被锁定。 xtal1和xtal2：反相振荡放大器的输入和内部时钟工作电路的输入。
单片机交通灯体验（三）
1、设计题目
艺术彩灯控制系统设计
2、设计内容
1. 设计并实现一个具有复位功能的小型微控制器系统。
2、采用单片机控制灯光场景开关。
3、利用单片机控制灯光的点亮周期和速度变化。
4、采用单片机控制灯光连续变色效果。
5、采用单片机控制三色灯联动时序。
6、配合第2～5项功能，实现液晶屏输出功能或状态信息。 （根据设备情况，只需模拟即可。）
7、以第5项或第4项调整时间为例，实现基于4×4键盘的输入功能。 （根据设备情况，只需模拟即可。）
三、设计要求
1、可启动、停止；
2、可通过开关进行功能选择；
3、要体现循环、组合、换色的控制功能和效果，实现三色联动定时控制。
控制变化模式的类型或功能不少于5种；
4.必须有完整的课程设计报告
4、设计流程
本课程的设计是使用80c51单片机设计艺术彩灯，使用keil进行c语言编程，使用protues进行软硬件仿真。 本设计结果主要通过按键开关对彩色灯光进行控制，包括灯光场景切换控制、灯光循环亮灯控制和变速控制、灯光连续变色效果控制、灯光三色联动定时控制等。 以上内容均基于面包板。 4×4矩阵键盘和液晶显示器都是在仿真下完成的。
五、设计方案
(1)硬件设计
(1)单片机最小系统设计
80c51单片机的最小系统由晶振和复位电路组成。 晶振电路如图所示： 复位电路：
(2)单片机外围电路设计
单片机外围电路由8个彩色灯、4×4矩阵键盘、1602lcd液晶显示器和4个独立按键开关组成。 上述电路可以完成本课程设计所需的全部功能。
第四部分 单片机交通信号灯使用经验
两周的单片机课程设计培训确实让我们受益匪浅，学到了很多东西。 不管怎样，我要感谢学校给了我这么多的机会。 我真的学到了一些东西。
本课程设计结合了软件和硬件来测试我们的焊接水平和编程能力。 因为我们之前做过关于焊接的电工实习，所以焊接对于我们机械设计的学生来说不是问题，进展顺利； 当谈到编程时，存在很大的障碍。 时钟的显示一开始很顺利。 我以为编程会很简单，但是直到我开始做之后我才意识到它的复杂性。 这并不像我想象的那么容易。 理解过程是思考的前提。 其实程序本身的思路是正确的，只是步骤上出现了一些小错误，所以整个程序的结果比较乱。 经过仔细修改程序，终于一步步达到了效果。
该系统以AT89S51为核心部件，采用软件编程，通过键盘控制和LCD显示实现秒表功能，可以实现本设计课题的基本要求和性能部分。 尽量使硬件电路尽可能简单、稳定，充分发挥软件编程的优势，减少因元件精度不够而产生的误差。
我们对各个部分进行编程后，无法将它们连接在一起，无法产生预期的效果。 硬件编程过程中PCB板的接触是另一个令人头疼的问题。 编译的时候，数码管上什么也没有，点击连接的元件就会出现显示，所以我花了很多时间重新焊接PCB板。 最后，在全组的全力努力和老师的精心指导下，程序基本写成功了。 这是我们共同努力的结果。 在享受我们成果的同时，我们不得不感叹单片机的重要性和难度，所以两周的单片机课程设计并没有浪费。 我们从中学到了很多知识，也让我们对单片机有了深入的了解。 有了更深的理解，虽然最后的结果出来了，但这离不开老师的精心指导。 他指导了我们的想法。 我们一开始什么都不懂，经过老师的指导，基本上就明白了，所以老师的功劳是抹不掉的。
由于时间有限、知识水平有限，该系统还存在一些不完善之处，实际应用中还存在一些具体细节需要解决。
经过两周的忙碌，我的单片机课程设计终于接近尾声了。 实际设计基本达到了预期的效果，但由于能力和时间的关系，总感觉还有很多不尽如人意的地方，比如功能不全、外观粗糙……数不胜数。 但我可以自豪地说，这里的每一段代码都有我的劳动成果。 当我看着自己的程序，看到自己整天陪伴的系统能够健康运行时，我感到无比的高兴和欣慰。 我相信，风风雨雨最终都会化作甘甜的甘露。
总而言之，单片机课程设计对我们有很大的帮助，让我们受益匪浅。
单片机交通灯见解（第五部分）
熟悉单片机的人都知道，学好单片机并不容易。 并不是因为单片机难学，而是很难找到专门为单片机初学者编写的教材。 翻遍我身边的单片机教材，它们似乎都是为已经了解单片机的人写的。 一般都是先介绍单片机的硬件结构和指令系统，然后是系统扩展和外围器件，顺便讲一些应用设计（顺便说一句，很多书上的电路设计已经过时了，而且有些程序仍然是错误的）。 如果按照这种学习方法，想要开发产品，就必须先掌握所有的知识，然后才能应用到实践中。 学习使用单片机只能靠逐步积累。 下面简单介绍一下我学习单片机的过程和经历。
首先，学习单片机需要一定的基础：电子技术需要有数字电路和模拟电路的理论基础，尤其是数字电路； 编程语言需要汇编语言或C语言。 如果想成为单片机高手，建议初学者先学汇编语言，学得差不多了再转C语言。 汇编语言虽然是低级语言，编程效率较低，但与C语言相比，它具有目标代码较短、占用内存较少、执行速度较快等优点。 更重要的是，它可以使初学者尽快熟悉单片机的内部结构，并能够对其进行编程。 精确控制。 汇编语言在单片机教材中已有介绍，无需购买教材单独学习。 C语言是一门学科。 有很多专业书籍对其进行讲解，对我们以后的编程生涯一定有好处。 因此，我们必须深入研究它。 不要以为看了别人的视频教程就已经掌握了C语言。 这只是C语言的一部分。 在这里我向大家推荐一本单片机C语言编程的参考书。 马中梅等. 出版了北航出版社出版的《微控制器的C语言应用编程》，需要有C语言基础。 如果没学过C语言，建议学习清华大学谭浩强写的C语言编程。 这本书写得很好而且很容易理解。
其次，是单片机教材的选择。 单片机是一门非常注重实践的技术。 不能总是看书，但要学，首先要看书，对单片机的引脚、内部结构、寄存器、原理有一定的了解和感观认识。 它的工作原理是有能力的。 什么？ 也许一开始你不明白，但是没关系，因为你还缺乏实践经验。 现在单片机应用广泛，所以各个厂家都推出了自己的单片机，按照内部结构系统派系划分：51系列、pic系列、avr系列、摩托罗拉等……我们不详需要学习一切！ 因为它们的编程方法和调试过程以及内部指令结构都有一定的相似之处。 只要学会并掌握一个就可以了！ 尤其是用C语言编程时，几乎不需要划分任何派别，而是需要选择一个具有广泛知识面的有代表性的派别并开始使用。 很简单，很多书。 总体来说，MCS-51系列单片机已经得到了广泛的普及和使用。 市场上有很多关于它的信息，并且很多人使用它。 我想给大家推荐一些参考书。 学习时你只需要一个。 书名：《MCS-51单片机新应用设计》，哈尔滨工业大学出版，作者：张一刚； 书名：《单片机原理与应用》，高等教育出版社，作者：张一刚等； 书名：《单片机高级教程》《应用与设计》，北京航空航天大学出版社，作者：何利民。 相关教材还有很多，这里就不一一列举了。
然后是开发工具和开发环境的选择。 选择合适的学习板对于初学者来说一般是难以接受的。 如果经济条件允许，我对单片机感兴趣，并且有从事相关工作的意向，我鼓励大家购买。 说白了，学习板的功能太多了。 有运行灯、数码管、独立键盘、矩阵键盘、AD或DA、液晶屏、蜂鸣器等，够用了。 毕竟功能齐全的价格是比较高的。 对于微控制器初学者来说，仿真器既熟悉又陌生。 这主要是因为市场上传统模拟器的价格都在千元以上，这对于不太富裕的人来说是一笔不小的开支。 同时使用模拟器是为了提高调试程序的效率，并不是必须的。 如果没有模拟器，当遇到程序错误时，就得苦思冥想，反复编程、调试。 我想推荐学林电子的51tracer仿真器。 有兴趣的朋友可以关注一下。 拥有单片机教程板后，先阅读使用说明书，熟悉学习板会有帮助。 以后还得自己多加练习。 将学习板连接到电脑，先学习如何使用开发软件。 然后从最简单的水灯实验开始，按照自己的意愿控制水灯。 当你完成它的时候，你会发现这是多么令人愉快。 太好玩了，你会觉得这不是学习，而是玩。 当你发现单片机可以按照你写的程序工作时，你会感到比什么都兴奋和幸福，你会慢慢地为之着迷。 在微控制器上，确实如此。 许多网站说他们已经完成了一项实验，他们会倾诉您，并告诉您“恭喜，您学到了它”。 您自己学习了微控制器，这有点荒谬。 这仅意味着您已经通过了测试并对微控制器有一定的了解，并且可以使用它。 它起来了。 但是，单芯片微型计算机可以执行的功能太多，尤其是对外围设备的控制。 合并后，可以设计许多意外的产品。 因此，除了入门外，也不要轻易说出熟练程度。
最后，在掌握并精通它之后，可以说您已经从微控制器的硬件开始。 剩下的就是自己练习设计电路并继续积累经验。 最后，您可以通过自己的个人风格完全设计电路和产品，您将成为微控制器的主人。 只要您通过第一级，前方的道路就会容易得多。 每个人都可能听说一开始都很难。 如今，许多电子报纸和杂志，例如：“电子生产”，“无线电”，“电子新闻”和“电子世界”，已经建立了详细的微控制器教程，这对想要学习微控制器的朋友有很大帮助。 可以说，现在微控制器教程环境是最好的。 有互联网，书籍，报纸和杂志以及视频教程。 组件的采购也很足够，相关设备丰富且便宜。 如果您每天可以花两个小时学习，则可以在一个月或三个月内开始。 这里有一些经验：
（1）学习微控制器没有快捷方式。 不要期望在两三天内学习它。 您必须坚持不懈并专注于积累。
（2）不要崇拜大师，也不要相信天才。 大多数人不是天才（我相信你也不是）！
（3）微控制器是具有强大应用和实用性的受试者。 它需要更多的动手经验和更多的实验。
（4）学会参考他人的计划，减少自己的思考时间，并快速提高您的编程能力。
（5）当您遇到问题时，您可以使用Internet搜索对您有帮助的答案和问题，这可以大大减少您的开发时间。
（6）结交更多的朋友并进行更多交流。 技术只能通过持续积累和交换来进步。 被关闭和自力更生只会使我们进一步落后。
我希望每个人都可以上网阅读更多有关其前任经历的信息，以便他们避免许多绕道。 最后，我希望大家尽快成为微控制器的大师。
