基于STC51单片机的霓虹灯

基于STC51单片机的霓虹灯

设计要求：

• 使用PWM驱动8个LED灯
• 人眼不能观察到灯光全灭
• 灯光要有动画效果

设计概述：

​  按照设计要求，为了更直观的说明脉冲宽度调制技术（PWM），所以霓虹灯的动画效果为流水灯形式。所需要的单片机芯片为STC89C52，所用的硬件工具是由华清远见开发的基于STC89C52的智能小车。该小车配备所需要的LED灯模块，8个LED灯由P1口来控制。STC89C52是一种低功耗，高性能的8位微控制器，是加强版的80C51单片机，但是与80C51单片机一样不具备PWM硬件模块，所以我们需要自己写一个程序来软件模拟PWM方波。

  PWM是一种方波，可以实现数字信号控制模拟电路，它有两个重要参数周期或频率，占空比。占空比 = 高电平时间/周期，最小为0%，最大为100%，通过调整占空比来控制高电平，低电平所占比例，进而调控LED灯的亮灭与明暗变化。STC89C52中P1口为低电平有效，将P1口置0，LED灯亮，置1灯灭。若将P1口的电平输出信号调整成高低电平各占50%，即在一个周期内高电平，低电平所占比例都是50%，P1口控制的LED灯将会明暗闪烁。

​  市面上的许多51单片机开发板大同小异，都是用P1口控制LED灯，所以在此就不提供智能小车的原理图和实物图。

源代码：

软件模拟PWM方波通常利用定时器来实现。

参考代码1：

#include 
//定义一个全局变量pwm，通过对全局变量的累加来控制PWM的占空比
unsigned int pwm = 0;
/*
利用定时器和I/O口来输出PWM方波实现8个LED灯的明暗变化
*/

/*定时器中断服务函数*/
void Timer0() interrupt 1
{
	pwm++;
      if(pwm == 500)
      {
         P1 = 0xfe;//第1盏灯亮
      }
      else if(pwm == 1000)
      {
   	     P1 = 0xff;//第1盏灯灭
      }
	  else if(pwm == 1500)
      {
   	     P1 = 0xfd;//第2盏灯亮
      }
	  else if(pwm == 2000)
      {
   	     P1 = 0xff;
      }
	  else if(pwm == 2500)
      {
   	     P1 = 0xfb;//第3盏灯亮
      }
	  else if(pwm == 3000)
      {
   	     P1 = 0xff;
      }
	  else if(pwm == 3500)
      {
   	     P1 = 0xf7;//第4盏灯亮
      }
	  else if(pwm == 4000)
      {
   	     P1 = 0xff;
      }
	  else if(pwm == 4500)
      {
   	     P1 = 0xef;//第5盏灯亮
      }
	  else if(pwm == 5000)
      {
   	     P1 = 0xff;
      }
	  else if(pwm == 5500)
      {
   	     P1 = 0xdf;//第6盏灯亮
      }
	  else if(pwm == 6000)
      {
   	     P1 = 0xff;
      }
	  else if(pwm == 6500)
      {
   	     P1 = 0xbf;//第7盏灯亮
      }
	  else if(pwm == 7000)
      {
   	     P1 = 0xff;
      }
	  else if(pwm == 7500)
      {
   	     P1 = 0x7f;//第8盏灯亮
      }
	  else if(pwm == 8000)
      {
   	     P1 = 0xff;
		 pwm = 0;
      }
}

void main()
{
   TMOD |= 1<<1;	  //通过移位运算符"<<"来改变位的状态
   TMOD &= ~(1<<0);	//置定时器/计数器的工作方式为方式2

   TMOD &= ~(1<<2);	  //选择定时工作方式
   TMOD &= ~(1<<3);	  //门控位：由运行控制位TR启动定时器

   TL0 = 156;		   
   TH0 = 156;		   //100us进入一次中断，0.1毫秒

   ET0 = 1;			  //定时器0开中断
   EA = 1;			   //CPU开中断
   TR0 = 1;			  //启动定时器0
   while(1)			 //防止程序跑飞
        ;
}

参考代码2：

/*第一个文件为自定义头文件
此头文件里声明pwm_led_ctl函数
*/
#ifndef _LED_H
#define _LED_H

//控制某一盏灯亮
char pwm_led_ctl(unsigned int led_num);
#endif

/*
第二个文件
此源文件用于实现pwm_led_ctl函数
*/
#include 
#include "led.h"
//软件模拟PWM方波,通过变量pwm调控PWM占空比
char pwm_led_ctl(unsigned int led_num)
{
   unsigned int pwm;
   for(pwm = 0;pwm <= 2000;pwm++)
   {
     if(pwm == 1000)
     {
   	    P1 &= ~(1<<led_num);//通过移位运算符"<<"逐个点亮LED灯
     }
     else if(pwm == 2000)
     {
   	    P1 |= 1<<led_num;
     }
   }
   return 0;
}

/*
第三个文件
主函数源文件
*/
#include 
#include "led.h"

/*定时器中断服务函数*/
void Timer0() interrupt 1
{
	unsigned int i;
	for(i=0;i<8;i++)
	{
	   pwm_led_ctl(i);
	}
}

void main()
{
   TMOD |= 1<<1;	  //通过移位运算符"<<"来改变位的状态
   TMOD &= ~(1<<0);	//置定时器/计数器的工作方式为方式2

   TMOD &= ~(1<<2);	  //选择定时工作方式
   TMOD &= ~(1<<3);	  //门控位：由运行控制位TR启动定时器

   TL0 = 156;		   
   TH0 = 156;		   //100us进入一次中断，0.1毫秒

   ET0 = 1;			  //定时器0开中断
   EA = 1;			   //CPU开中断
   TR0 = 1;			  //启动定时器0
   while(1)			 //防止程序跑飞
        ;
}

小车部分模块原理图：