基于单片机的花色可调跑马灯设计

news2024/11/20 14:36:19

**基于单片机频率花色可调跑马灯

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  • 前言
  • 概要
    • 设计思路
  • 软件设计
    • 效果图
  • 程序
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前言

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概要

  基于单片机频率花色可调跑马灯概要如下:

一、设计目标

本设计旨在开发一款基于单片机的频率花色可调跑马灯系统。该系统能够控制多个LED灯的亮灭顺序和时间间隔,实现跑马灯效果,同时允许用户根据实际需求调整跑马灯的亮灭频率和花色(即LED灯的亮灭顺序和组合)。

二、系统组成

单片机:作为系统的核心控制器,负责接收用户指令、处理数据、控制LED灯的亮灭以及与其他模块的通信。
LED灯组:由多个LED灯组成,用于实现跑马灯效果。LED灯的数量和布局可以根据实际需求进行定制。
驱动电路:用于将单片机的输出信号转换为适合LED灯工作的驱动信号,包括适当的限流电阻和可能的功率驱动电路。
用户输入模块:包括按键、旋钮或触摸屏等,用于接收用户指令,如调整跑马灯的频率和花色。
显示模块(可选):用于显示当前跑马灯的频率、花色等信息,提供用户反馈。
三、工作原理

用户通过用户输入模块设置跑马灯的频率和花色。
单片机接收用户指令后,根据预设的算法和规则,计算出LED灯的亮灭顺序和时间间隔。
单片机通过GPIO接口向驱动电路发送控制信号。
驱动电路将信号转换为适合LED灯工作的驱动信号。
LED灯组根据驱动信号依次亮起和熄灭,形成跑马灯效果。
四、系统特点

频率可调:用户可以根据需要调整跑马灯的亮灭频率,实现快慢可控的跑马灯效果。
花色可调:用户可以根据需要设置LED灯的亮灭顺序和组合,实现多种不同的跑马灯花色。
稳定性高:采用单片机作为核心控制器,结合精确的驱动电路和LED灯组,确保跑马灯的稳定运行。
用户友好性:通过直观的用户输入模块和可选的显示模块,提供便捷、舒适的用户体验。
五、应用场景

基于单片机频率花色可调跑马灯系统具有广泛的应用前景。它可以应用于各种需要吸引人们注意力的场合,如广告牌、展览展示、舞台效果等。此外,它还可以作为教学或科研实验平台,帮助学生和研究者了解单片机控制技术、LED灯光控制等方面的知识。

六、总结

基于单片机频率花色可调跑马灯系统通过单片机技术实现了对LED灯组的智能控制,允许用户根据实际需求调整跑马灯的亮灭频率和花色。该系统具有频率可调、花色可调、稳定性高和用户友好性等特点,可以广泛应用于各种需要吸引注意力的场合,并具有教学意义。

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设计思路

设计思路
文献研究法:搜集整理相关单片机系统相关研究资料,认真阅读文献,为研究做准备;

调查研究法:通过调查、分析、具体试用等方法,发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法;

比较分析法:比较不同系统的具体原理,以及同一类传感器性能的区别,分析系统的研究现状与发展前景;

软硬件设计法:通过软硬件设计实现具体硬件实物,最后测试各项功能是否满足要求。

软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19,具体如图。在本科单片机设计中,设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus,由于Altium Designer功能强大,可以设计硬件电路的原理图、PCB图,且界面简单,易操作,上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境,用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术,能够很好的满足本次设计需求。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一,通过设计出硬件电路图,及写入驱动程序,就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外,protues还能实现PCB的设计,在仿真中也可以与KEIL实现联调,便于程序的调试,且支持多种平台,使用简单便捷。
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效果图

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程序

#include <reg52.h>	         //调用单片机头文件
#define uchar unsigned char  //无符号字符型 宏定义	变量范围0~255
#define uint  unsigned int	 //无符号整型 宏定义	变量范围0~65535
#include <intrins.h>

sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;

sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;

sbit beep = P1^7;   
sbit SH = P3^5;
sbit ST = P3^6;
sbit DS = P3^7;

uchar num_jin;
uchar num_chu;
uchar num_car;

#include "lcd1602.h"

/***********************1ms延时函数*****************************/
void delay_1ms(uint q)
{
	uint i,j;
	for(i=0;i<q;i++)
		for(j=0;j<120;j++);
}

void write_74hc595(unsigned int num)
{
	int i;	
	ST = 0;
	for(i=0; i<16; i++)
	{
		SH = 0;
		if (num & 0x0001)
		{
			DS = 1;
		}
		else
		{
			DS = 0;
		}
		SH = 1;
		num >>= 1;
	}
	ST = 1;
}

unsigned int num_2_led(unsigned int num)
{
	int i;
	unsigned int ret=0;
	if (num > 16) 
	    return 0xFFFF;
	for(i=0;i<num;i++)
	{
		ret |= 1<<i;
	}
	return ret;
}

		

/***************主函数*****************/
void main()
{
    init_1602();
    write_string(1,0,"Jin:    Chu:");
    write_string(2,0,"Car:      P:");
	write_sfm2(1,4,num_jin); 
	write_sfm2(1,12,num_chu);  
	write_sfm2(2,4,num_car); 
	write_sfm2(2,12,16-num_car);  
	write_74hc595(0);
	while(1)
	{
		key();					
	}
}


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目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25

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