摘要：文章主要介紹了中小型城市高層建筑夜景照明所需要的一種利用單片機(jī)8031和24個(gè)彩燈及一個(gè)語(yǔ)音集成芯片所構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)。它可以根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈的顯示效果的控制，并配以各種形式的音樂(lè)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；語(yǔ)音集成芯片；夜景照明

　　曾記得一位大師說(shuō)過(guò)：“建筑是凝固的音樂(lè)，照明是最跳躍的音符。無(wú)論光線是慢還是快，是恒定不變還是一閃而過(guò)，它穿過(guò)城市上空和建筑，在它的沐浴下，一切都照耀生輝”。今天的城市夜晚正是這樣的熠熠生輝，泛光照明早已滲透到每幢建筑、每條街道中，形成風(fēng)格迥異，造型獨(dú)特的光的海洋、光的世界。因此，室外高層建筑夜景照明設(shè)計(jì)是個(gè)性化的建筑。通過(guò)獨(dú)特的創(chuàng)意，并成功使用新技術(shù)來(lái)創(chuàng)造“建筑藝術(shù)精品”，營(yíng)造建筑美與藝術(shù)美。隨著城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、生活質(zhì)量的提高、美化生活環(huán)境的需要、提高城市形象與國(guó)際接軌，國(guó)內(nèi)不少城市利用各種彩燈來(lái)裝飾、美化高層建筑已成為一種時(shí)尚。

　　1、概述單片機(jī)技術(shù)作為一種技術(shù)手段，它的發(fā)展是以微處理器（MPU）技術(shù)及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導(dǎo)，以廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)槔瓌?dòng)，表現(xiàn)出較微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢(shì)。在考慮到制作成本的前提下，根據(jù)單片機(jī)具有集成度高、體積小、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉等許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，可以利用其來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各色彩燈的自動(dòng)控制，它可以隨著編輯軟件的不同再加上輸出設(shè)備（彩燈）的排列變化，實(shí)現(xiàn)千變?nèi)f化的效果。

　　2、該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)彩燈自動(dòng)控制系統(tǒng)可直接與200V交流電源相聯(lián)接，系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有自動(dòng)穩(wěn)壓電路，可將220V的交流電轉(zhuǎn)變成單片機(jī)控制所需的5V直流穩(wěn)壓輸出，并備有隨時(shí)復(fù)位電路功能。通過(guò)軟件程序的控制，各色彩燈（本系統(tǒng)以紅色、黃色、藍(lán)色三種為例）可按一定的順序輪流點(diǎn)亮，同時(shí)伴隨有通過(guò)語(yǔ)音集成塊所錄制的音樂(lè)，以達(dá)到更好的效果。

　　這里，我們以24只彩燈為例（8只紅色燈，8只黃色燈，8只藍(lán)色燈），在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中，通過(guò)串入并出的74LS164、8155、8255等一系列具有I／O口擴(kuò)展功能的芯片再加工運(yùn)用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，可以使輸出的控制點(diǎn)達(dá)到數(shù)千個(gè)，完全可以滿足各種形式的彩燈的編輯控制。另外，自動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)輸入軟件程序的不同而呈現(xiàn)出不同的視覺(jué)效果。該系統(tǒng)原理簡(jiǎn)單，主要利用單片機(jī)的可編程控制原理，由硬件和軟件兩部分構(gòu)成。其硬件包括CPU－8031單片機(jī)、I／O接口及其擴(kuò)展、EPROM及其擴(kuò)展、各色彩燈及一個(gè)語(yǔ)音集成芯片等幾個(gè)方面。軟件系統(tǒng)由主程序及不同的延時(shí)子程序組成。

　　3、控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)在音樂(lè)彩燈自動(dòng)控制系統(tǒng)中，采用MCS—51系列中的8031芯片作為中央控制元件，由于其內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，因此利用8031芯片的P0口作為其擴(kuò)展外部程序存儲(chǔ)器的地址低8位，利用P2口作為高8位。這里，我們使用2716芯片作為EPROM擴(kuò)展芯片。在8031芯片與2716芯片之間增加了一個(gè)74LS373作為數(shù)據(jù)鎖存器。由8255芯片、24只發(fā)光二極管和一個(gè)語(yǔ)音集成芯片組成信號(hào)輸出電路。

　　8255芯片的三個(gè)接口A口、B口和C口分別與8只紅色、黃色和藍(lán)色燈相連，且都處于輸出工作模式，由于在接口內(nèi)部都有上拉電阻，因此，在它們輸出高電位時(shí)晶體管將導(dǎo)通，使彩燈點(diǎn)亮。與彩燈相連的電阻R4為限流電阻，它可以防止晶體管和彩燈被燒毀，彩色燈的排列方法可以按照實(shí)際需要設(shè)計(jì)，不同的排列方法可以展現(xiàn)出不同的視覺(jué)效果。語(yǔ)音集成塊可選擇其中的8段，分別連接在8031芯片的P1.0～P1.7八個(gè)接口上。

　　系統(tǒng)元件的參考值：R1＝200Ω，R2＝1KΩ，C＝22μF，R3＝3300Ω，R4＝10Ω。

　　在芯片8031的接口RST上，由R1、R2、電容C和按鍵K構(gòu)成復(fù)位電路，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的上電自動(dòng)復(fù)位或通過(guò)按鍵K隨時(shí)復(fù)位。

　　系統(tǒng)電源可以將220V的交流電通過(guò)變壓器、整流橋以及芯片7805組成的電路，將2V變成＋5V的直流穩(wěn)壓輸出。語(yǔ)音集成塊主要采用SR9G26語(yǔ)音芯片設(shè)計(jì)而成，分語(yǔ)音錄入和播放兩部分電路。利用其S0～S7八段接口，將音樂(lè)錄入，并使之能夠連續(xù)地循環(huán)播放。

　　4、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)I／O口擴(kuò)展芯片8255的三個(gè)接口都處在輸出工作狀態(tài)，本著降低成本的原則，我們采用不同的軟件設(shè)計(jì)方法來(lái)改變其輸出方式。在主程序中，改變8255的三個(gè)接口A、B、C的設(shè)定值，就可以達(dá)到改變彩燈顯示順序的目的；在語(yǔ)音集成芯片的選擇端施加低電平就可實(shí)現(xiàn)音樂(lè)的輸出。

　　參考文獻(xiàn)：

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