单片机原理课程设计报告-模拟霓虹灯控制器设计.doc

单片机原理课程设计报告
题目:模拟霓虹灯控制器设计

专业电子信息工程
班级电子04202
姓名
学号 04305074
指导老师
【摘要】文章介绍了利用美国ATMEL 公司生产的单片微机AT89S52作为控制芯片,附加少许的外围电路,通过编程可以任意改变霓虹灯的变化花样和控制路数的霓虹灯控制器的设计方法。
【关键词】霓虹灯控制器 AT89S52 81C55
一、前言
随着城市建设和市场经济的飞速发展,城市的美化和日益激烈的广告竞争越来越得到社会的关注,作为城市装饰和广告宣传的霓虹灯的需求量也越来越大。过去霓虹灯控制器多采用E2PROM 和相应的逻辑电路来完成,现在也有采用一些专用霓虹灯控制芯片的控制器。前者所需电路较多,制作不易改变,且所需控制的霓虹灯路数越多,扩展起来也比较繁杂;而后者由于电路已作定,控制方式不能任意改变,功能较为单一。然而市场迫切需要低成本高性能的霓虹灯控制器技术。然而AT89S52 单片机是可多次改写的可编程芯片,内部有8 KFLASH RAM,含有4个8位双向或准双向的并行I/O接口P0~P3,性价比相当高,适合成为霓虹灯程序控制器的核心部件。
二、硬件原理分析(电路图(见附1))
本系统主要由主控制模块、I/O接口电路、霓虹灯驱动电路、40路的霓虹灯组成。系统结构图如图1。
控制器
I/O接口电路
霓虹灯驱动电路
40路的霓虹灯
系统结构图如图1
本系统采用AT89S52单片机作为核心控制器,外接81C55芯片扩展单片机I/O接口,通过对81C55的PA口作为发光管光柱的段码和单片机AT89S52的P1作为发光管光柱的位码,来控制发光管的亮灭,以及判断81C55的PC口的状态值,选择由那种方式来显示霓虹灯。为了增加LED发光管亮度,40路的LED发光管外接非门740HC05A芯片作为驱动电路,来增加驱动电流。

该电路有40只LED和驱动电路组成,四十只LED的控制主要分为两部分,一部分是段控,另一部分就是位控,连接成五位共阳的位码和八位段码形式。
当三极管的基极为低电平时,三极管处于导通状态,LED的阳极处于高电平,如果LED阴处于低电平,则LED为亮状态。在整个电路中,40只LED外接非门740HC05A芯片作为驱动电路,位的信号由89S52的P1口来控制,段控的驱动信号由81C55的PA口来提供,因此,只要控制单片机P1口输出电平和81C55 PA口的输出电平, 就能完成对40个LED发光管的亮灭控制。
键盘处理
,直接接81C55的PC口,因此此键盘为独立式键盘。当有拨码合上是,通过上拉电阻,PC口相应的位为低电平,四个拨码组成不同的键值是从8155的PC口读入的,根据不同的键值,来执行不同的功能。
8155接口电路
81C55接口电路
,,。通过主程序的初始化让8155的PA、PB工作于输出状态,让PC口工作于输入状态。8155的八根地址线直接接在AT89S52的P0口,,IO/,8155的读写信号分别与单片机的读写信号相对应的接起来。
三、软件设计
由于考虑到要显示的状态比较多,每种状态都要有一定的寄存器,要是显示的状态越多,那寄存器也就需要越多,这样就造成寄存器比较浪费。而且40只的LED位码和段码分别有单片机的P1口和8155的PA口控制,因此我开辟了两个缓冲区BUF4和BUF5用来存放P1口和PA口的值,而且读取PA口的值独立编写一个子程序,根据电路图,PA口的地址为7F01H,,供每种状态调用。BUF4和BUF5缓冲区里面的内容,根据相应状态在相应的中断子程序里定时修改缓冲区里的内容。
1 主程序的设计
由于要完成对40个LED发光管的亮灭控制的状态比较多,又要使光带的显示随拨码状态的改变而改变,且每次拨码状态的改变,显示由每状态的初始状态开始,因此我开辟了两个缓冲区KEY和YKEY分别放置键盘现在时刻(新)键值与原来的(旧)键值。当新键值不等与键值时,程序从新开始初始化缓冲区,直到新旧键值相等,然后再判断键值的大小,根据相应的值调用相应的状态子程序。。
2 中断服务主程序设计
由于有12种不同的状态,且每种状态的LED的亮的时间又不一样,因此中断服务主程序主要是根据不同的键值转移到相应的中断服务子程序。
读取PA口程序框图
主程序的框图
中断服务主程序
3 实现功能2:当拨码