霓虹灯的控制技术.docx
- 文档编号:3288060
- 上传时间:2023-05-05
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:523.81KB
霓虹灯的控制技术.docx
《霓虹灯的控制技术.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《霓虹灯的控制技术.docx(15页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
霓虹灯的控制技术
基于单片机控制的霓虹灯控制器
摘要:
本设计采用AT89S51单片机实现对霓虹灯的控制。
系统由单片机控制部分和显示部分组成。
显示部分的128个发光二极管成8行16列矩阵式分布。
单片机I/O口输出的信号经三极管放大驱动二极管发光。
不同的控制信号使发光二极管以不同的方式和花样显示。
关键字:
单片机发光二极管矩阵式
NeonLightControllerBasedonSinglechip
Abstract:
ThisdesignadoptssinglechipAT89S51tocontroltheneonlight.Thesystemismadeupofthepartofsinglechipcontrollerandthepartofshow.Thepartofshowis8linesof16rowmatrixtypes.SignalfromsinglechipisenlargedbytriodetransistortodrivetheLBD.ThedifferentcontrolsignalmakesLBDtogiveoutlightwiththepatternindifferentway.
Keyword:
singlechipLBDmatrix
目录
1..系统设计
1.1设计要求
1.2总体设计方案
1.2.1设计思路
1.2.2方案论证与比较
1.2.3系统组成
2.单元电路设计
2.1显示部分电路
2.2控制部分电路
3.软件设计
3.1程序流程图
3.2程序清单
4.结论
参考文献
附录1:
元器件明细表
附录2:
程序清单
附录3:
印制版图
1.系统设计
1.1设计要求
1.基本功能:
设计一个霓虹灯控制器,控制128个LBD,要求能控制形成多种图案或花样。
2.扩展功能:
红外遥控不同显示方案的转换,加设语音芯片和音乐盒,在显示不同图案的同时发出不同的音乐和语音信息。
1.2总体设计方案
1.2.1设计思路
题目要求设计一个霓虹灯控制器,控制的灯数128个,并要形成多种图案和花样。
设计中控制部分由单片机完成,显示部分的LBD由单片机的输出控制信号经放大后驱动,形成不同的图案。
1.2.2方案论证与比较
1.显示部分设计方案论证与选择
方案一、采用移位寄存器扩展I/O。
利用74HC595扩展单片机的输入输出口来接发光二极管,实现串行输入并行输出。
电路图如1.1.1所示。
此方案可扩展受控制的发光二极管的数量,但要控制128个LBD需要16个移位寄存器,需要芯片多,且PCB布局和布线不方面。
方案二、采用矩阵式分布。
利用单片机的P1口做行选信号,P2和P0口做列选信号,128个LBD构成8行,16列的矩阵。
详细电路图见单元电路设计中。
此方案能单独控制每一个LBD,也可单独控制每行或每列的LBD,可形成丰富的图案或花样,显示部分不需要格外的芯片,形成的电路简单,PCB的布局和布线也较容易和美观。
综上所述,考虑到要求控制的LBD不是太多,又矩阵式能形成较丰富的图案,PCB板的布局和布线也较美观,选择方案二。
2.驱动部分设计方案论证与选择
方案一、三极管一级驱动。
由1个9012驱动一行16个LBD。
正常发光时每个LBD的工作电流为10~15毫安,16*(10~15)=160~240毫安,这样大的电流一个三极管就能提供。
当一行同时亮时能满足发光工作要求。
当一个灯亮时,由于亮的时间非常短不会对LBD的工作造成影响。
方案二、功率放大芯片。
可以很好的实现放大和驱动,性能稳定,效果好,但价格较三极管高,电路较方案一也明显复杂。
综上所述,三极管驱动电路简单,性价比高,又能很好完成驱动作用,选择方案一。
1.2.3系统组成
系统总方框图如图1.2.3所示。
单片机控制矩阵式排布的LBD按顺序循环显示。
系统共设计了7种显示图案或花样,分别是:
(1)由里到外和由外到里按圈依次亮
(2)奇次列和偶次列交错亮(3)以一列为轴顺时针扫射(4)以中间两列为轴分别向两边合拢(5)四种不同颜色的灯交错亮(6)单个灯以螺旋方式从最里圈向外亮(7)以相邻四列及相对的四列为一组交错亮。
2.单元电路设计
2.1显示部分电路
显示部分主要由128个贴片发光二极管分成8圈,每圈16个组成,相当于8行16列的矩阵。
这些发光二极管共有四种颜色,分别是红,黄,蓝,绿。
每圈用同一种颜色,从里到外分别是绿红黄蓝绿红黄蓝排布。
每行16个LED的阳极连接在一起引出8行输出分别接单片机P0.0~P0.7和P2.0~P2.7口;每列8个LED的阴极连接在一起引出16列输出分别接单片机P0.0~P0.7和P2.0~P2.7口。
电路图如图2.1所示。
2.2控制部分电路
控制部分主要是由单片机最小系统完成。
采用了1个AT89S51单片机,2个74HC373锁存器,12M晶振和一些相应的电阻,插座。
驱动部分的8个9012三极管也接到了此部分。
使用P1口的8个输出信号做8行的选通信号,使用P0和P2口的16个输出信号做到的控制信号,单独控制每圈的16个LED。
输出信号经9012放大后驱动发光二极管。
电路如图2.2所示。
3.软件设计
3.1程序流程图
3.2程序清单
软件采用汇编语言编写,程序清单见附录2。
4.结论
本设计的设计思想,原理和软件设计较简单,难点在于PCB板的布局和布线以及美观的效果。
采用了矩阵式布局,可以较好的解决这一难题,但是受单片机I/O口的限制,能控制每一个LBD的数量有限。
大型的设计可以采用扩展I/O口和矩阵式相结合的方式。
暂只完成了基本部分的设计,扩展部分单片机已留出了足够的端口。
参考文献
1.杨忠煌,黄博俊,李文昌。
单芯片8051实务与应用[M].北京:
中国水利水电出版社,2001.6第一版。
2.张洪润,马平安,张亚凡.单片机原理及应用[M].北京:
北京科学出版社,2002.8第一版.
附录1元器件明细表
名称
型号
数量
单片机
AT89S51
1
锁存器
74HC373
2
电阻
10K,470
17,8
贴片发光二极管
LBD
128
电容
30pf
2
电解电容
22uf
1
三极管
9012
8
晶振
12M
1
插座
40脚,20脚
1,1
下载口
1
附录2程序清单
附录3印制版图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 霓虹灯 控制 技术