彩燈控制器的設計

摘 要：隨著科學技術的發展，逐漸出現了彩燈，并受到大眾的喜愛和使用。同時，也出現了不同種類的彩燈控制器。目前，大多數的商業廣告和節日彩燈等采用的都是循環燈的控制方法。通過對它們進行精心的構思和創作，在廣告和彩燈等中采用這種控制方法，能夠給它們添加上鮮艷的色彩，更能吸引人們的注意力。彩燈的變化形式變得更加豐富，有一定的宣傳與美化環境的效果。本篇文章將論述的是關于彩虹控制器設置方面的知識。

關鍵詞：彩燈控制器；設置

中圖分類號：TP342 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 20-0000-02

隨著經濟的發展，人們的生活水平在不斷的提高，同時人們的生活環境也得到了改善與美化，在許多的地方我們都能夠看見彩色的霓虹燈，因為彩燈的燈光色彩比較豐富，而且制造成本也比較低，控制起來也比較簡單，所以，在很多的領域都使用了彩燈，有的用來裝飾街道，有的用來裝飾建筑物等等，并且開始逐漸的成為一種潮流。目前大多數采用的是循環式的控制方法來控制彩燈的運行，這種控制方式會使彩燈的變化比較單一，不能根據實際需要來轉化不同的形式，所以需要改進控制彩燈的方法。

一、彩燈控制器的系統功能

現在的彩燈主要包括彩燈控制器與受控模塊兩個部分。其中彩燈控制器可以用220V的交流市電連接，通過開關電源可以把220V的電壓轉化成工作電壓，能提供給受控模塊12V的工作電源，同時，還能提供給彩燈控制器5V的工作電源。通過軟件程序來控制整個系統工作的運行，彩燈的使用者可以根據實際需要，通過對彩燈控制器來設置彩燈的運行模式。

通電之后，系統會有一個初始化的過程，在這個過程中需要檢查是不是有按下的功能切換鍵，如果有就直接進入用戶設置模式的狀態；如果沒有就進入默認狀態。當處于用戶設置模式的狀態時，用戶能夠依據自己的喜好和場合需求來設定使用什么樣的模式，同時還能改變模式的時間Ti和頻率Fi參數。假如用戶想進入默認的狀態，操作很簡單，只要按下功能切換鍵就可以直接的進入默認狀態，系統會自動的調用默認的亮燈模式。當處于默認狀態的時候，彩燈控制器會根據設定好的Model_i程序往下運行，從Model_1的模式開始運行，從Model_1到Model_2一直到Model_n把這個過程看成一個亮燈的周期，運行一周之后再從Model_1開始運行。同樣的如果用戶想要從默認狀態轉換到設置模式時，也只要按下功能切換鍵就可以了。可以通過把所有的彩燈運行模式編寫不同的獨立的工作程序，這樣可以對整個系統的工作進行實時的監控，能夠及時的發現問題并及時的處理，確保彩燈能夠正常的運行。

在彩燈通電之后，用戶通過彩燈控制器上的顯示器，可以明確的知道當前彩燈的運行模式、工作時間以及頻率參數等。在實際的應用中，要依據場合的需求以及時間來設置彩燈的運行模式，對彩燈的設置可以通過彩燈控制器上的按鍵來實現，同時，要根據實際需要設置彩燈的閃爍頻率以及亮燈的時間。假如用戶有特別喜歡的模式需要仔細的觀察這種亮燈模式屬于哪種類型，再通過彩燈控制器上的按鍵來設置成該種運行模式。

二、彩燈的硬件結構

彩燈系統包括彩燈控制器與彩燈管兩部分。其中彩燈控制器是主控板塊，主要的功能包括按鍵和顯示等，而且控制信號要通過彩燈控制器的P口輸出；彩燈管屬于受控板塊，在彩燈管上有三種顏色的彩燈與信號驅動芯片，板塊位于彩燈的透明燈管內部。

（一）彩燈控制器的電路設計

彩燈控制器的設計器件主要包括五個七段彩燈顯示器，八個按鍵，兩個穩定器以及一個信號輸出驅動芯片等。通過軟件設計讓P0成為三色彩燈驅動信號的輸出口，把P3作為按鍵的輸入口，P2、P1和五位七段碼相連接成為顯示器的輸出口。具體的電路設計如下圖1：

（二）彩燈管的電路設計

彩燈管的設計器件主要包括三色彩燈、移位觸發板塊芯片等。可以依據實際中所需要的彩燈長度，把彩燈管內的彩燈用線進行連接，連接成一個完整的彩燈。為了降低功率的損耗，可以在受控板塊之間的接口位置用信號正向驅動芯片來連接。每個受控板塊上都有三種顏色的彩燈，在電路板上進行顏色排列，之后進行焊接，同時要讓它們的排列形成一條直線。具體的彩燈管電路設計如下圖2：

三、彩燈控制器的軟件結構

新興的彩燈控制器有一個最顯著的特點就是所有的亮燈模式都是通過軟件來控制的。系統中的軟件主要包括主程序與中斷服務子程序兩個部分。其中主程序指的是彩燈在通電之后處于默認狀態，彩燈的運行模式是按照編寫完的Model_i程序進行順序運行；中斷服務子程序指的是亮燈的時間設定為每五秒閃爍一次。在這個設定的時間為五秒的中斷服務子程序的基礎之上，能夠依據實際需要來明確各種彩燈模式的工作時間。整個系統的軟件的組成部分包括主程序、顯示子系統以及五秒中斷服務子系統等。把五秒定時器作為定時的基本單位，按照模式的需要來計算好各個控制信號的發生時間，依據不同的Model_i程序能夠設置不同的運行時間Ti與脈沖翻轉頻率Fi同時通過P0輸出信號，要讓各色彩燈的驅動時間跟移位觸發的時間同步，使其根據設計的模式運行。

在程序中除了五秒定時中斷之外，其他大部分的時間都是在查詢按鍵與處理彩燈顯示延時的問題。在程序中有八個按鍵，分別是四個參數按鍵、三個模式轉化按鍵和一個功能切換按鍵。在每次運行五秒定時中斷服務子程序的過程中，要對每個時間寄存器以及模式寄存器進行加1或正清零處理，這樣是為了給查詢主程序做準備，同時，還要查詢在運行過程中是不是已經中斷過六次，如果已經中斷了六次，就需要查詢一次參數按鍵，看是不是有的按下了時間Ti與頻率Fi，還要處理有關的子程序。主程序能夠調用彩燈顯示子程序、各個模式子系統以及延時子系統，除此之外，它還能查詢在整個運行中是不是有按下的功能切換鍵和模式轉化鍵，一旦發現有按下的就會自動的進入有關的程序，進行對按鍵的處理。編寫的亮燈模式子程序Model_i有n種，只要控制好各種顏色的彩燈的出發與熄滅的時間就能夠組成不同種類的亮燈效果。具體的彩燈控制器的主程序流程如圖3：

四、總結

在當前提倡節約資源，實現可持續發展的要求下，要對彩燈進行創新，更加的減少制作成本，使其具有更好的裝飾效果，美化環境。同時，通過對彩燈控制器的不斷完善，彩燈運行的模式變得多樣化，而且安裝操作也比較簡單，如果用戶想要改變當前彩燈的運行模式，只要按下功能切換鍵就可以實現。同時還能節省電量，符合可持續發展的要求。

參考文獻：

[1]楊光友.單片機微型計算機原理及接口技術[M].北京：中國水利水電出版社，2002（02）.

[2]李崗.變速循環彩燈器[J].電子制作，2000（4）.