1引言

　　隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)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(jià)以及控制簡(jiǎn)單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用 彩燈來(lái)裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場(chǎng)上各式樣的led彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)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(chǎng)合、不同時(shí)間段的需要來(lái)調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài) 參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過(guò)多、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。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(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。

　　本文提出了一種基于at89c51單片機(jī)的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)led彩燈的控制。本方案以at89c51單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅(qū)動(dòng)等模塊組成核心主控制模塊。在主控模塊上設(shè)有8個(gè)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(shí)器t0實(shí)現(xiàn)一個(gè)基本單位時(shí)間為5 ms的定時(shí)中斷，根據(jù)各種亮燈時(shí)間的不同需要，在不同時(shí)刻輸出燈亮或燈滅的控制信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)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(kāi)發(fā)產(chǎn)品，產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用效果較好，亮燈模式多，用戶可以根據(jù)不同場(chǎng)合和時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)亮燈頻率和亮燈時(shí)間。與普通led彩燈相比，具有體積小、價(jià)格低、低能耗等優(yōu)點(diǎn)。

2 系統(tǒng)功能
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　　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(guò)開(kāi)關(guān)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(jī)系統(tǒng)（彩燈控制器）提供5 v工作電源。整個(gè)系統(tǒng)工作由軟件程序控制運(yùn)行，根據(jù)需要，用戶可以在led彩燈工作時(shí)通過(guò)主控模塊上的按鍵來(lái)設(shè)定亮燈時(shí)間和燈光閃動(dòng)頻率。

　　上電后系統(tǒng)經(jīng)過(guò)初始化，查詢是否有功能切換鍵按下：有，則進(jìn)入用戶設(shè)定模式狀態(tài)；無(wú)，則進(jìn)入默認(rèn)缺省工作狀態(tài)。在用戶設(shè)定模式狀態(tài)下，用戶可以根據(jù)個(gè)人愛(ài)好及不同場(chǎng)合的需要來(lái)指定調(diào)用哪些模式，并且可以改變每種模式的時(shí)間ti、頻率fi參數(shù)，如果用戶想進(jìn)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(huì)自動(dòng)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(shè)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(kāi)始工作，自model_1到model_2……到mod el_n為一個(gè)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(jìn)入用戶設(shè)定模式狀態(tài)，只需按下功能切換鍵即可。整個(gè)n種亮燈模式時(shí)間可以看作一個(gè)大周期t，其中的每一種花樣工作模式model_i（i=1，2，…，n）時(shí)間為小周期ti，對(duì)于每一個(gè)模式編寫一個(gè)獨(dú)立工作子程序model_i，其中設(shè)定了led三色燈（紅、綠、藍(lán)）的點(diǎn)亮?xí)r刻（red_on，green_on，blue_on）和熄滅時(shí)刻（red_off，green_off，blu e_off)，以及模式工作時(shí)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(dāng)前工作模式的序號(hào)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(diǎn)亮則對(duì)應(yīng)七段碼顯示位為“1”，反之熄滅時(shí)則顯示位為“滅”即不顯示，對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)起到了很好的實(shí)時(shí)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(guò)主控模塊上的顯示器知道led彩燈當(dāng)前工作模式model_i，工作時(shí)間ti，頻率fi等實(shí)時(shí)參數(shù)。若實(shí)際應(yīng)用需要根據(jù)不同場(chǎng)合和時(shí)間來(lái)改變彩燈閃亮效果，用戶可以通過(guò)主控模塊上的按鍵來(lái)設(shè)定led不同的閃爍頻率fi和亮燈時(shí)間ti，以便符合實(shí)際需要。此外如果用戶對(duì)某一種模式感興趣需要仔細(xì)觀看該種亮燈模式，可以通過(guò)鍵盤選定任意第model_i模式使系統(tǒng)循環(huán)重復(fù)工作在該花樣模式下。
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3硬件設(shè)計(jì)
　　新型led彩燈系統(tǒng)包括2大部分，即led彩燈控制器（89c51主控模塊）和led彩燈管（管內(nèi)led板模塊）。前者是主控模塊，具有按鍵、顯示等功能，并利用89c51的p口輸出控制信號(hào)；后者是受控模塊，上面焊有三色led彩燈和信號(hào)驅(qū)動(dòng)芯片，模塊置于led的透明燈管內(nèi)。

3.1主控模塊電路設(shè)計(jì)

　　主控模塊主要設(shè)計(jì)器件有89c51，5個(gè)七段碼led顯示器，8個(gè)按鍵，2個(gè)穩(wěn)壓器（提供12 v，5 v電壓），1個(gè)信號(hào)輸出驅(qū)動(dòng)模塊芯片(mc4049)等。通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，使單片機(jī)p0口作為三色led驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出口及移位時(shí)鐘clock信號(hào)，p3口為按鍵輸入口，p2口、p1口與5位七段碼led相接作為顯示器的輸出口。

3.2管內(nèi)led板模塊設(shè)計(jì)

　　管內(nèi)led板模塊設(shè)計(jì)主要器件有l(wèi)ed彩燈（紅、綠、藍(lán)）、移位觸發(fā)模塊芯片cd4076等。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用彩燈長(zhǎng)度需要，可將不同數(shù)量的該管內(nèi)led模塊實(shí)現(xiàn)級(jí)連，組成一個(gè)完整的led彩燈�？紤]到功率損耗，led板模塊之間接口處用信號(hào)正向驅(qū)動(dòng)模塊芯片mc4049連接。每個(gè)led板模塊上均勻分布3種顏色 led燈，在實(shí)際制作pcb時(shí)采用紅、綠、藍(lán)3色互隔焊接方式，在