admin 管理员组文章数量: 1087652
2024年4月22日发(作者：0基础python从入门到精通)
一、选题的依据及意义：
随着经济的发展，科技的迅猛发展，芯片技术也取得了飞速发展，使单片机技术在各种
民用和工业测控等领域得到了更广阔的应用。单片机凭借其低成本、高性能的不可替代优势，
已经成为微控电脑的主力军。据统计，我国单片机年需求量已达2亿片以上，且每年以15%
的速度增长，发展迅速的单片机行业有着广阔的前景。相比于发展迅猛的单片机行业，国内
的单片机设计开发从业人员缺口很大。据统计，到2015年，我国单片机开发从业人员将达
350万人，而目前的从业者大约自由150万人，200万的人才缺口正驱动着大量的人员加入
这个庞大的群体。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模
兴起。学习单片机最有效的的方法就是理论与实践并重，因此通过单片机流水灯系统的设计
和研究，对于切实掌握单片机相关知识具有重要的理论和实际意义。
二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：
目前，国内对于单片机流水灯的研究，大多数是利用AT89C51单片机，软硬件相结合，构造
出最简单的流水灯，此举旨在抛砖引玉，广大用户又在此基础上扩展出更复杂的流水灯控制，
比如键盘控制流水灯花样，控制流水灯显示数字或图案等等。LED是一类可直接将电能转化
为可见光和辐射能的发光器件，具有工作电压低，耗电量小，发光效率高，发光响应时间极
短，光色纯，结构牢固，抗冲击，耐振动，性能稳定可靠，重量轻，体积小，成本低等一系
列特性，发展突飞猛进，现已批量生产整个可见光谱段各种颜色的高亮度、高性能产品，在
国外市场具有广阔发展前景。
1.技术发展趋势
针对LED的特点开发一系列恒压恒流控制电子电路，利用集成电路技术将每颗LED的输
入电流控制在最佳电流值，使得LED能获得稳定的电流，并产生最高的输出光通量。LED驱
动电路在输入电压和环境温度等因素发生变动的情况下最好能控制LED电流的大小。LED驱
动电路具有智能控制功能，使LED的负载电流能够在各种因素的影响下都能控制在预先设计
的水平上。当负载电流因各种因素而产生变化时，初级控制IC可以通过控制开关使负载电
流回到初始设计值上。
在控制电路电路设计方面，要向集中控制，标准模块化，系统可扩展性三方面发展。在
目前LED光效和光通量有限的情况下，充分发挥LED色彩多样性的特点，开发变色LED灯饰
的控制电路。
2. LED驱动电路及电源
电源是影响LED光源可靠性和适应性的一个重要组成部分必须作重点考虑。目前我国的市
电是220V的交流电，而LED光源属半导体光源，通常是用直流低电压供电，这就要求在
这些灯具中或外部设置AC-DC转换电路，以适应LED电流驱动的特征。目前电源选择的
途径有开关电源、高频电源、电容降压后整流电源等多种，根据电流稳定性，瞬态过冲以及
安全性、可靠性的不同要求作不同选择。LED用作光源一个显著的特点就是在低驱动电流
条件下仍能维持其流明效率，同时对于R.G.B.多晶型混光而形成白光来说，通过开发一种针
对LED的数字RGB混合控制系统，使用户能够在很大范围内对LED的亮度，颜色和色调
进行任意调节，给人以一种全新的视觉享受。在城市景观亮化应用方面，LED光源可在微
处理器控制下可以按不同模式加以变化，形成夜晚的多姿百态的动态效果，在这方面将体现
LED相对于其它光源所具有的独特的竞争优势。LED电源与驱动电路，既要有一定的供LED
所需的接近恒流的正向电流输出，又要有较高的转换效率，电光转化效率是半导体照明的一
1
个重要因素，否则就会失去LED节能的优点，目前商业化的开关电源其效率约为80%左右，
作为半导体照明用电源，其转换效率仍须进一步提升。
3．LED驱动电路具有智能控制功能，使LED的负载电流能够在各种因素的影响下都能控制
在预先设计的水平上。当负载电流因各种因素而产生变化时，初级控制IC可以通过控制开
关使负载电流回到初始设计值上。 在控制电路电路设计方面，要向集中控制，标准模块化，
系统可扩展性三方面发展。 在目前LED光效和光通量有限的情况下，充分发挥LED色彩多
样性的特点，开发变色LED灯饰的控制电路。驱动程序的可编程技术 ，LED用作光源一个
显著的特点就是在低驱动电流条件下仍能维持其流明效率，同时对于R.G.B.多晶型混光而
形成白光来说，通过开发一种针对LED的数字RGB混合控制系统，使用户能够在很大范围内
对LED的亮度，颜色和色调进行任意调节，给人以一种全新的视觉享受。在城市景观亮化应
用方面，LED光源可在微处理器控制下可以按不同模式加以变化，形成夜晚的多姿百态的动
态效果，在这方面将体现LED相对于其它光源所具有的独特的竞争优势。
三、本课题研究内容
1.硬件组成部分
单片机流水灯系统总体设计由6个部分组成：晶振电路模块、复位电路模块、AT89C52单片
机、电阻模块、流水灯模块及电源模块。
晶振电路模块
AT89C52
单片机
其他
复位电路模块
流水灯模块
按键模块
图1 单片机流水灯系统原理框图
2.软件组成部分
软件部分为流水灯闪烁方式程序，利用C语言进行编程。
四、本课题研究方案
单片机流水灯系统总体功能的实现与各个模块的基本功能密不可分，因此必须从各个模块单
独设计入手。
1. 晶振电路模块
晶振是晶体振荡器的简称，在电器上可以等效成一个电容和一个电阻并联在串联一个电容的
2
二端万罗，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高地粉其中较低的频率是串联谐振，
较高的频率是并联谐振。由于晶振自身的特性致使这两个频率相当接近，在这个及窄的频率
范围内，晶振等效为一个电感，所以晶振两端并联上合适的电容就会主城并联谐振电路。这
个并联谐振电路加到一个负反馈电路就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频
率范围很窄，所以即使其他元件参数变化很大，这个振荡器频率也不会有很大变化。
晶振有一个重要参数，那就是晶振负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以
得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振的附在带内容为15p或12.5p，如果再考虑元件引脚
的等效输入电容，则两个30p的电容构成竟真的振荡电路就是比较好的选择。
2. 复位电路模块
这个模块主要进行复位操作。
3. 要实现流水灯功能，只要讲几个发光二极管依次点亮、熄灭，发光二极管便会一亮一灭
的成为流水灯了。在此还要注意一点，由于人眼视觉暂留效应以及单片机执行每条指令
的时间很短，在控制发光二极管梁灭的时候应该延时一段时间。
4.
电阻模块 这里讲增加电阻接在AT89C52单片机的P0端口和P1端口引脚上
。
最后单片机流水灯系统的设计与制作，在实际过程中面临的各种问题，认真查找先关文
献资料，加强沟通，遇到问题独立
五、研究目标、主要特色及工作进度：
1.目标：将编写好的C程序运用程序下载工具下载到AT89C52单片机内，启动按键，形成不
同的流水灯效果
2．主要特色：可使小灯轮流点亮，逐渐点亮、间隔点亮
3.工作进度
阶段内容
查阅文献、制定系统方案
硬件设计，运用profel化系统硬
件原理图，制作PCB电路印刷版
调试硬件
软件设计，编写各部分功能程序
系统安装，调试运行
撰写毕业生设计
整理答辩，表格制作PPT文件准备
答辩
二周
一周
二周
一周
一周
硬件调试通过
各部分控制功能的实现
个系统运行
设计论文定稿
准备答辩
工作量
一周
二周
阶段成果形成
设计方案确定
电路印刷版制作完成
3
六、参考文献：
[1] 李勋，刘源 单片机实用教程[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，2006
[2] 付晓光 单片机原理与应用技术[M].北京：清华大学出版社 2004
[3] 李维祥 MSC-51系列单片机原理与应用[M].天津：天津大学出版社 2002
[4] 李玉峰,倪虹霞 MSC-5系列单片机原理与接口技术[M]. 北京：人民邮电出版社 2004
[5] 徐煜明,韩雁 单片机原理级接口技术[M].北京：电子工业出版社 2005
[6] 万光毅，严义，邢春香 单片机实验与实验教程[M].北京:北京航空航天大学出版社
2006
4
版权声明：本文标题：开题报告-基于单片机的流水灯的设计与制作 内容由网友自发贡献，该文观点仅代表作者本人， 转载请联系作者并注明出处：http://www.roclinux.cn/b/1713729387a648832.html， 本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容，一经查实，本站将立刻删除。
发表评论