河南理工大学毕业设计（论文）说明书

在很远处，仍能让这种光泽映入眼帘，产生视觉反应的效果，这个特性正是广告装饰光源所最迫切需要的。

1.2 关于霓虹灯控制技术

从广义上讲，霓虹灯是泛指动态或静态效果的，而事实上通常所指的霓虹灯效果其实指的是这种具有动态扫描效果的霓虹灯效果。动态效果设计是霓虹灯达到理想视觉广告效果引起人们注意的关键步骤之一，优秀的动态效果可以使霓虹灯广告产生动静结合、行云流水的艺术效果。而这种效果是来自十动态扫描控制系统。如何能方便快捷地设计出控制系统，和如何能更多地表达出设计方案，这也是霓虹灯产业一直研究的一个重要课题。

长期以来，霓虹灯企业沿袭使用滚动式跳机来控制霓虹灯的讯号转换，但由于其接通和切断电的方式都是靠机械触点的变换来实现，因此其寿命和可靠性都较差，而且霓虹灯装配在繁华的人聚集地，这种机械触点变换引起的噪声和电磁干扰也不受人们的欢迎。近年来， 随着电子技术的飞速发展，特别是微计算机技术的开展和应用，使霓虹灯的控制技术有了很大的突破，产生了新一代的霓虹灯控制器，即电子程序控制器 ,它采用了无触点开关，能适应霓虹灯讯号的繁多变化。这种新型电子程序控制器包含有硬件和软件两部分内容，前者的心脏部分是一只单片微型计算机，它的尺寸只有1 平方厘米左右，但已具有一台完整微型计算机的全部基本单元，如再加以适当的扩展，就能对霓虹灯广告讯号的变化加以可靠的控制。在具体应用时，人们只要按计算机语言来编制相应的程序，就能实现控制霓虹灯的讯号变化。使用电子学新技术来完成霓虹灯的控制，是当前霓虹灯技术发展的新趋势，它不但已得到有效的使用和受到人们的青睐，而且随着电子学技术的不断进步，优质电子元件加工成本的进一步下降，电子式霓虹灯控制技术一定还会得到更广泛的

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应用，产生新的突破。

1.3 国内外霓虹灯控制技术研究现状

国内外常用的霓虹灯动态扫描方式：

(1)控制变压器高压端回路，采用高压跳机。

(2)控制变压器低压端回路，采用滚筒式闪烁控制器，俗称滚筒。 (3)电子程序式控制回路

前面的两种其实都是机械式，优点是控制简单、成本低廉。但缺点同样明显，主要体现在以下几点:

(1)由于电接触点是铜皮对铜块滑动式硬磨擦接触，如果松紧调节不当，会影响其使用及其寿命。

(2)由于铜触点接触面积有限，不能流过5A以上的电流。大电流工作时，必须再驱动交流接触器才能可靠地工作。且成本高，也很麻烦。

(3)工作时电路的一通一断冲击电流可使触点拉弧，产生高频辐射，从而干扰无线电和电视信号。而电子式程序控制器则克服了上述缺点，广泛用于现代的霓虹灯控制中。

1.4 课题开发的意义

由上述知电子式程序控制器广泛用于现代的霓虹灯控制之中，而对于电子程序式控制器按其功率驱动单元来分，有电磁继电器式和固态继电器式(可控硅、功率晶体管等)，电子程序式控制器按其逻辑控制方式分，有智能式包括单片机控制和可编程控制器，以及非智能式--机械滚筒式控制器。非智能式控制器用的是电刷容易打火，可靠性比较差，实现复杂控制困难，只能用于小型霓虹灯广告牌。本文介绍的霓虹灯控制器属于单片机智能控制器，可适用于大、中、小型各种霓虹灯牌面，可根据用户要求，通过修改参数，控制任何复杂程度变化的图案。

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2 总体方案设计

2.1 设计思想的由来

随着城市建设和市场经济的飞速发展，城市的美化和日益激烈的广告竞争越来越得到社会的关注．作为城市装饰和广告宣传的霓虹灯的需求量也越来越大。过去霓虹灯控制器多采用EPROM和相应的逻辑电路来完成，现在也有采用一些专用霓虹灯控制芯片的控制器。前者所需电路较多，制作不易改变，且所需控制的霓虹灯路数越多，扩展起来也比较繁杂；而后者由于电路已作定，控制方式不能任意改变，功能较为单一。本文介绍的霓虹灯单片机控制器采用的是美国ATMEL公司生产的单片微机AT89C51作控制芯片，附加少许电路，通过设定参数可任意改变霓虹灯的变化花样和控制路数。

2.2 设计构思

控制器的基本设计构思是：以每个霓虹灯变压器为控制对象。每个霓虹灯变压器由控制器输出的一位二进制代码来控制。例如，当控制器输出全 0”（或全“l”）控制信时，电平触发继电器、霓虹灯变压器工作，霓虹灯全亮。当控制器发出全 “l”（或 “0 ”）控制信号时，继电器关断，变压器停止工作，霓虹灯全熄。如果控制器每间隔一秒交替发出全“0”和全“ 1”信号时，霓虹灯将产生交替闪亮的效果，由此可见，每个霓虹灯的亮熄及亮熄时间的长短完全可以由控制器输出的代码来控制。

2.3 课题设计框图

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ISP接口 稳压电源 外部时钟 单片机控制部分AT89C51芯片 驱动部分 74LS245

LED显示部分

图2-1 系统总体框图

设计框图说明：

（1）稳压电源--提供本控制器正常工作所需电压，包括单片机、驱动芯片、继电器等。

（2）通讯接口—提供单片机与PC机的通讯平台，此平台便是设定和修改参数以实现霓虹灯不同花样变化，所以通讯接口部分显得异常重要；

（3）单片机—霓虹灯控制器的核心部分，定时、数据存储、程序存储等主要功能都由它来完成。

（4）驱动电路—驱动继电器功率控制板；

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