彩灯控制系统设计：微机原理实战与LED数码管应用

彩灯控制系统是武汉理工大学华夏学院信息工程系学生进行的微机原理与接口课程设计项目，由李朝纯老师指导。该课程设计旨在应用TDN86/88型多功能微机实验平台，通过硬件和软件结合，实现对7段LED数码管的控制，满足特定的显示要求。 1. **设计目标**： - 学生需要设计并实现一个能处理多个开关输入的系统，能够显示0～78个十六进制数字对应的8种不同彩灯组合状态。 - 能够通过1位7段LED数码管以十进制形式显示当前输入开关选择的显示方式编号。 - 实现彩灯的左、右移动循环亮以及对向移动循环亮功能。 - 使用软件和硬件延时技术，确保在彩灯移动过程中有1秒的点亮间隔。 - 异常情况下，如模拟中断信号发生，系统需触发红灯闪烁10秒后恢复原状态。 2. **硬件设计**： - 硬件部分主要包括接口芯片的选择，如可能使用的4093或74HC595等，用于控制数码管的段选和公共端。此外，需要连接开关作为输入设备，以及用于异常处理的红色LED指示灯。 - 实验连线图需要清晰地展示各个组件的连接，包括数码管、开关、接口芯片以及电源和地线。 3. **软件设计**： - 主要模块包括数据采集、处理、显示控制和延时管理。学生需要编写相应的软件程序，通过定时器或中断机制来控制彩灯的移动和亮度变化。 - 流程图应详细描绘出各个模块之间的交互逻辑，确保程序的正确执行。 4. **问题分析与解决方案**： - 在设计过程中可能会遇到编程错误、硬件连接问题或延时控制精度不足等问题。通过调试记录和调式报告，学生需记录这些问题的发生，分析原因，提出解决策略，并考虑可能的改进措施。 5. **设计报告结构**： - 报告应包括需求分析、设计任务与要求、总体方案、硬件原理图和实验电路图、软件模块流程图、源程序清单及注释、问题分析与解决方案、小结与体会等内容。附录部分提供源代码、使用说明和参考资料，以支持设计过程的完整性和可读性。 6. **时间安排**： - 从12月24日开始，首先进行题目分配和资料收集，然后在接下来的一段时间内进行功能分析、硬件设计、电路绘制、编写和调试程序，最后在12月28日答辩后撰写并提交设计报告。 通过这个项目，学生不仅掌握了微机原理与接口技术，还锻炼了实际操作能力，加深了对硬件设计、软件编程和故障处理的理解。