新型七彩变幻灯的设计 (毕业设计52页、18809字)
摘要：本文以LED为主要元件设计一种新型景观照明系统，该照明系统根据光色三原色原理，通过三色光的搭配组合，让三种色彩的LED实现七种色彩的变换显示，再利用AT89C2051单片机进行控制，使其能达到各种花型变换。该设计与以往同类产品最大的不同在于本系统直接利用市电供电，并用施密特触发器将市电50Hz固定工作频率的正弦波信转换成方波信号，通过对方波信号的计数来控制所有级联系统的花型同步，即利用工频时序控制整个级联系统的花型同步变换。该设计的硬件系统包括电源系统、主控制系统、模数转换部分和显示部分；软件系统包括查表程序、中断计数程序和输出显示程序。通过软硬件的结合，最终实现整体填充、整体变换、单管追逐、整体七色变换等花型变换。
关键词：LED；景观照明；工频同步；AT89C2051
The design of new seven tint changeable lamp
Abstract： This text takes LED as a main component to design a kind of new view to illuminate system, the illuminate system according to the principles of light the color is three primary color, matching a combination through three primary color, let three kinds of colors LED carry out the transformation manifestation of seven kinds of colors, again make use of the AT89 C2051 single slice machine to carry on a control, make it be able to attain various flower type′s transformation. The design biggest with formerly the similar product differently lie in this system to make use of city electricity power supply directly, and transformed with the Schmitt trigger the city electricity 50Hz fixed operating frequency sine wave letter the square-wave signal, through counted to the square-wave signal controls all cascade system flower synchronization, namely use labor frequency sequential control entire cascade system flower type synchronism transformation.This design of hardware system including electrical power system, primary control circuit, a/d conversion part and demonstration part; the software system including check the table procedure, the break off to count procedure and the output demonstration procedure. Combine through a soft hardware, the end realization is whole to fill, the whole transformation, single tube pursue, whole seven color transformation etc. flower type transformation.
Key words: LED, view of illuminate, work frequency synchronously, AT89C2051
目 录
第1章 绪 论 2
1.1 选题背景及意义 2
1.2 国内外研究现状 3
1.3 选题工作与内容 5
第2章 系统设计方案及器件选择 6
2.1 整体设计方案 6
2.2 具体方案分析和元器件选择 7
2.2.1 电源方案 7
2.2.2 模数转换方案 7
2.2.3 主控芯片选择 8
2.2.4 LED管理方案 9
2.3 LED基础理论 10
2.3.1 LED发光原理 10
2.3.2 LED颜色理论 11
第3章 系统硬件设计 13
3.1 硬件开发软件 13
3.1.1 Protel 2004 13
3.1.2 Proteus 6 Profession 13
3.2 电源系统设计 14
3.2.1 电源稳压芯片7805介绍 14
3.2.2 电源电路 14
3.3 主控制系统设计 15
3.3.1 AT89C2051特性 16
3.3.2 主控制系统电路 16
3.4 方波信号转换电路设计 19
3.4.1 施密特触发器介绍 19
3.4.2 方波信号转换电路 21
3.5 显示电路设计 21
3.5.1 M74HC595介绍 21
3.5.2 显示电路 22
第4章 系统软件设计 24
4.1 软件开发平台KEIL uVISION3介绍 24
4.2 总体程序实现框图 24
4.3 具体软件实现思路 25
4.3.1 中断处理程序设计 25
4.3.2 查表程序设计 26
4.3.3 输出显示程序设计 27
4.4 花样程序设计 28
4.4.1 花样实现原理 28
4.4.2 花型举例 29
第5章 系统调试与分析 30
5.1 系统硬件调试 30
5.2 系统软件调试 32
5.3 故障处理思路 32
5.4 整体调试过程及分析 33
结 论 35
致 谢 36
参考文献 37
附 录 34
附录1 原理图 34
附录2 PCB板 35
附录3 程序 36
第1章 绪 论
科学需要分析和理解,景观照明需要鉴赏和品味,艺术则需要深整 的直觉感悟。景观照明艺术必须透过光和照明,才能产生生命力。
照明可以改变环境的外观,艺术性的照明灯光和色彩,构成动态和静态的光、声、色的景观,更显示出景观、庭园、灯具的小品化、雕塑化、时装化,是给大自然环境的点缀。
随着人们思想意识,生活方式的不断改变,灯具、光源、材料、风格与设计方式都发生很大的变化。在选择适宜光源,除了经济因素外还要从整个光环境效果及材料的质感可靠性考虑,还注重自然环境与照明统一性。景观照明巧用LED（Light Emitting Diode）光源就摆脱传统的一路设计。LED发光二极管有着柔和的光色,在景观照明有较强的艺术效果,用它制作的LED七彩变幻灯不仅为人提供舒适的视觉条件,更通过各类光色的协调,体现景观照明风格,增加艺术美感,达到灯设计意图所刻意创造的空间景观,满足人的视觉需求、审美需求、心理需求。
1.1 选题背景及意义
发光二极管LED是一种应用广泛的电子元件。由于工作电压低、耗电省、色彩丰富、价格低，因而受到电气工程师和科研人员的欢迎，被誉“绿色照明”、“21最有价值的新光源”。随着LED技术的不断发展以及LED在低功耗、长寿命、环保等方面的优势，LED应用领域逐渐增多。同时，许多国家在看到LED巨大的市场潜力后，纷纷出台各项鼓励措施大力推动LED在各领域中的应用。目前，LED的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力的显示屏、景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域，LED应用正呈现出多样化发展趋势。
城市景观灯这一时代特征,极大的刺激着照明工业。目前,广泛使用的荧光灯及白炽灯都是靠单一颜色发光,通过点亮时间控制来达到花型变换。这种模式下，每只灯发出的光是固定的，假如要它显示七种颜色，就必须要有七种颜色的灯。此外，荧光灯和白炽灯的能耗都很大,还会产生大量的热量，在能源危机和全球温度逐年上升的严峻形式下，减少能耗和发热量将越来越受到人们的重视。所以，用LED制作的七彩变幻灯拥有色彩艳丽，花型复杂多变，低能耗等众多优势，已经有不少厂商投入了对LED的市场开发。如今，已有不少种类的LED景观照明灯投入市场，面对仅中国年需求就有好几十亿的市场，LED七彩变幻灯市场前景相当可观。而市场上已经出现的LED七彩变幻灯是24流驱动，用485通信控制同步，所以，该产品必须外接专用设备提供电源。新型七彩变幻灯直接用220V 50Hz的交流电供电，并利用交流电50Hz相当准确的频率控制同步，这样，使得新型七彩变幻灯直接接在市电上就能使用，级联后同样能够控制同步。在功能没有缺失的情况下，与同类产品比较，不仅控制了成本，在安装上还方便了许多。
1.2 国内外研究现状
从上个世纪60年代诞生以来，LED从红光LED、绿光LED，一路开发到蓝光LED。凭借着有省电、长寿命、开关速度快等优点，LED大量应用在指示灯、显示屏、LCD背光源、汽车、景观照明等领域中。景观照明、LCD背光源、LED显示屏在奥运会、世博会召开以及国家对环保问题的重视等多种利好因素的影响下，将保持快速增长，2010年市场规模可观。景观照明、LCD背光源以及LED显示屏成为LED应用的明星市场。图1-1是2001-2006年中国LED市场规模及LED景观照明所占比重。可见LED在中国市场发展相当迅速。其实，不光中国，全球主要国家和地区纷纷都制定了相关的产业计划，加大了LED产业扶持力度，力争在LED核心技术及产业竞争力方面拥有一定的话语权。这说明LED做为新型照明光源，在未来必将有着广阔的发展空间。
|
