单片机模拟霓虹灯控制器设计(40只光柱的动态显示)源程序

霓虹灯作为夜幕下最常见、最闪亮的风景，是当代社会广泛应用的电子产品之一。本次实训拟运用所学的单片机原理及应用的基本知识，设计一模拟霓虹灯控制器，实现对40段LED光柱的动态显示和动态速度的人工控制。系统结构框图如图0-1所示：

二、设计任务

(罗列自己完成的任务项目)

1、按附件1硬件原理图，利用Altium Designer制作PCB版，3D图如附件2所示，焊接电路，实物图如附件3所示；

2、编写程序：根据读入的4位拨码开关的状态来控制40位LED光柱的不同显示方案，详细显示方案说明见附件4；

3、编写程序：由按键控制40位LED光柱的动态切换速度，并将表示该速度值的动态切换时间大小显示在2位数码管上。

4、在任何点亮方案的控制时，要维持两位数码管的正常显示；实时响应任何时刻按键、拨码的人工操作；并且使每次拨码状态的改变，从附件4方案规定的第一个显示状态开始显示。

5、编写程序：自选方案，①龟兔赛跑

                                                                                                    ②新龟兔赛跑

                                                                                                    ③花绽放的平铺

3、LED光柱的控制思路

要想达到对上述多个外设的实时控制功能，必须做到在较短时间内对所有外设都要控制一次，并要使对每个外设的控制时间不要过长，以免影响其他外设的实时控制效果（这里特别提醒必须妥善做好按键去抖动的处理），另外要设置每个外设控制程序的调用条件，以缩短主程序循环控制所有外设的时间周期，达到最好的实时控制效果。仔细斟酌并设计主程序及各外设控制程序，主程序流程参考如图6-2所示。

当拨码开关的第一、第二位合上时，使光带的第一、第二只发光管以当前设定速度交替点亮。

当拨码开关的第一、二、三位合上时，按当前设定速度由两边向中央、再由中央向两边点亮光带发光管，即由第一和第四十只发光管亮至第二和第三十九只发光管亮?第二十和第二十一只发光管亮，再至第十九和第二十二只亮?，依次类推。

当拨码的第二、四位合上时，点亮方式同方案5，点亮速度由快（点亮第一只）变慢(点亮第四十只时)再变快（点亮第一只），依次类推。点亮速度的最快速度由按键设定，其他速度由实际点亮效果调试后决定。

当拨码的第一、二、四位合上时，点亮方式同方案8，点亮速度由慢（点亮第一和第四十只）变快(点亮第二十和第二十一时)再变慢（点亮第一和第四十只），依次类推。点亮速度的最快速度由按键设定，其他速度由实际点亮效果调试后决定。

自行设计方案的说明(如果有的话)

实验总结：

这次实训是设计一个模拟霓虹灯控制器，实现对40段LED光柱的动态显示和动态速度的人工控制。运用到的软件有Altium Designer、Proteus、Keil5，涉及到的知识有：Altium Designer的PCB制板，Proteus的电路图仿真，Keil5的编程运行，有关单片机知识。

经过这次实训，我明白了以下三点，一，编程首先要明白自己想要实现什么功能，会用到哪些函数，把基本框架搭建好，并不是一开始就很长的一个程序要你写出来，可以由实现一个方案开始，慢慢累积，不断完善标志位和子函数等，逐渐变成一个可以实现十三个功能的程序。还有参考很重要，在不知道如何下手的时候可以看一下别人的程序，理解别人的思路，在别人的基础上加入自己的理解。二，有些知识，要温故才能知新，要通过实践，才能知道自己哪里不足，哪里不懂，比如AD这个软件，在去年暑假的时候已经自己利用AD做好了一个板子，但在今年实训的时候制板的还是出现了点问题，最后自己把去年的视频翻出来重新看了一遍，才制作完成。有关单片机编程也是比较模糊，特别是中断这一部分，结合书和清翔单片机的视频，才对编程有点眉目。三，要有耐心和做好实训的决心，软件和硬件的结合，本身就有点麻烦，没准哪里就出了点问题，要把能想到的问题都试一遍，排查问题，找出解决办法。

附件1、总原理图（指导书）

附件4：基本要求：

1、当拨码开关没有一位合上时，使光带的第一只发光管点亮。

2、当拨码开关的第一位合上时，使光带的第一、二、三只发光管点亮。

3、当拨码开关的第二位合上时，使光带的第一只发光管0.5S亮0.5S暗。

4、当拨码开关的第一、第二位合上时，使光带的第一、第二只发光管以当前设定速度交替点亮。

5、当拨码开关的第三位合上时，按当前设定速度使光带的第一、第二?第四十只发光管循环点亮，点亮第四十只后，蜂鸣器发声一下，再点亮第一只?，依次类推。

6、当拨码开关的第一、三位合上时，按当前设定速度递增循序点亮光带的第一、第二?第四十只发光管，点亮第四十只后，蜂鸣器发声一下，再按递减循序点亮第三十九、第三十八只?第一只发光管，依次类推。

稍高要求：

7、当拨码开关的第二、三位合上时，按当前设定速度由两边向中央点亮光带发光管，即由第一和第四十只发光管亮至第二和第三十九只发光管亮?第二十和第二十一只发光管亮，再至第一和第四十只亮?，依次类推。

8、当拨码开关的第一、二、三位合上时，按当前设定速度由两边向中央、再由中央向两边点亮光带发光管，即由第一和第四十只发光管亮至第二和第三十九只发光管亮?第二十和第二十一只发光管亮，再至第十九和第二十二只亮?，依次类推。

再高要求：

9、当拨码的第二、四位合上时，点亮方式同方案5，点亮速度由快（点亮第一只）变慢(点亮第四十只时)再变快（点亮第一只），依次类推。点亮速度的最快速度由按键设定，其他速度由实际点亮效果调试后决定。

10、当拨码的第一、二、四位合上时，点亮方式同方案8，点亮速度由慢（点亮第一和第四十只）变快(点亮第二十和第二十一时)再变慢（点亮第一和第四十只），依次类推。点亮速度的最快速度由按键设定，其他速度由实际点亮效果调试后决定。

附件5：程序