单片机节日彩灯控制器设计彩灯控制器一、设计任务与要求(1)PDO:开始,按此键则灯开始流动(由上而下)；(2)PD1:停止，按此键则停止流动，所有灯为暗；(3)PD2:上,按此键则灯由上向下流动；(4)PD3:下，按此键则灯由下向上流动。二、方案设计与论证随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响彩灯效果，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED彩灯循环系统的设计,来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图所示，以单片机为核心控制，由单片机最小系统，时钟电路、复位电路、电源、按键控制电路、LED发光二极管和5V直流电源电路组成。此设计方案中单片机的PD口接4路按键控制电路，实现彩灯花型的切换功能,单片机上的PB口接8路LED发光二极管组成彩灯电路,显示彩灯循环情况。1、总体流程图设计2、键盘设计论证方案一开始独立式独立式键盘是各按键相互独立，每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响到其他输入线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态可以很容易否判断那个键被按下了。独立式按键电路配置灵活，软件简单，但每个按键需要占用一根输入口线，在按键数量较多时，需要较多的输入口线且电路结构复杂，故此种键盘适用于向键较少或操作速度较高的场合。按键直接与单片机的I/O口线相接，通过读I/O口，判定I/O口线的电平状态，即可识别出按下的按键。卜卫YLElimoo1'LJI2C5ND方案二、行列式SIS5讯SBL1”7矩阵式键盘也称行列式键盘适用于按键数量较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上。如下图所示，一个4X4的行列结构可以构成一个16个按键的键盘。很明显，在按键数量较多的场合，矩阵键盘与独立式键盘相比，要节省很多的I/O口线。.4X4矩阵键盘综上所述，本设计结构比较简单，所需按键较少就可以实现功能设计，故选择独立式键盘设计。三、单元电路设计与参数计算1、led彩灯模块设计本设计使用PB口做输出端口来控制led灯的闪亮与灭掉，连接8个发光二极管的阴极。8个发光二极管采用了共阳极设计，并且VCC通过pnp型三极管给二极管供电（vcc送发射极，集电极与二极管阳极连接，单片机通过PA2来控制二极管阳极电压供给）邙限流电阻R取值为1K）具体硬件设计如下图所示:2、按键模块设计由于在单片机按键操作中，存在按键抖动的问题，会造成取值不稳定的情况,如下图即为按键操作波形：所以必须考虑去抖动的问题，解决方法有如下两种：消除按键的抖动既可采用硬件方法，也可采用软件的方法。使用硬件消抖的方式，需要在按键连接的硬件设计上增加硬件消抖电路，如采用R-S触发器或RC积分电路等。采用硬件消抖方式增加了系统的成本，而利用软件方式消抖则是比较经济的做法，但增加了软件设计的复杂性。软件方式消抖的基本原理是在软件中对按键进行两次测试确认，即在第一次检测到按键按下后，间隔10ms左右再次检测该按键是否按下，只有在两次都测到按键按下时才最终确认有键按下，从而消除了抖动的影响。由于用软件方式消抖比较方便，比较经济，而硬件消抖即复杂又不经济，所以本次设计我们采用的是软件消抖。需特别注意的是：在按键接口软件中，除了要考虑按键消抖外，一般还要判别按键的释放，只有检测到按键释放以后，才能确定为一次完整的按键动作完成。硬件按键设计如下：四、总原理图及元器件清单1•总原理图探si-开始，按此键，灯开始流动（从上到下）探S2-停止，按此键，灯停止流动（灭灯）探S3-上，按此键，灯从上而下流动探S4-下，按此键，灯从下而上流动PAS曲MSPA&MC6PATWHCTFHO...
