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8031和24個(gè)彩燈及一個(gè)語(yǔ)音集成芯片所構成的自動(dòng)控制系統。它可以根據需要實(shí)現對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；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(xiàn)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，造型獨特的光的海洋、光的世界。因此，室外高層建筑夜景照明設計是個(gè)性化的建筑。通過(guò)獨特的創(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(zhù)城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展、生活質(zhì)量的提高、美化生活環(huán)境的需要、提高城市形象與國際接軌，國內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)及超大規模集成電路技術(shù)的發(fā)展為先導，以廣泛的應用領(lǐng)域為拉動(dòng)，表現出較微處理器更具個(gè)性的發(fā)展趨勢。在考慮到制作成本的前提下，根據單片機具有集成度高、體積小、運行可靠、價(jià)格低廉等許多獨特的優(yōu)點(diǎn)，可以利用其來(lái)實(shí)現對各色彩燈的自動(dòng)控制，它可以隨著(zhù)編輯軟件的不同再加上輸出設備（彩燈）的排列變化，實(shí)現千變萬(wàn)化的效果。

　　2、該系統的主要特點(diǎn)彩燈自動(dòng)控制系統可直接與200V交流電源相聯(lián)接，系統內部設有自動(dòng)穩壓電路，可將220V的交流電轉變成單片機控制所需的5V直流穩壓輸出，并備有隨時(shí)復位電路功能。通過(guò)軟件程序的控制，各色彩燈（本系統以紅色、黃色、藍色三種為例）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只藍色燈），在實(shí)際應用系統中，通過(guò)串入并出的74LS164、8155、8255等一系列具有I／O口擴展功能的芯片再加工運用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，可以使輸出的控制點(diǎn)達到數千個(gè)，完全可以滿(mǎn)足各種形式的彩燈的編輯控制。另外，自動(dòng)控制系統可以根據輸入軟件程序的不同而呈現出不同的視覺(jué)效果。該系統原理簡(jiǎn)單，主要利用單片機的可編程控制原理，由硬件和軟件兩部分構成。其硬件包括CPU－8031單片機、I／O接口及其擴展、EPROM及其擴展、各色彩燈及一個(gè)語(yǔ)音集成芯片等幾個(gè)方面。軟件系統由主程序及不同的延時(shí)子程序組成。

　　3、控制系統硬件設計在音樂(lè )彩燈自動(dòng)控制系統中，采用MCS—51系列中的8031芯片作為中央控制元件，由于其內部沒(méi)有程序存儲器，因此利用8031芯片的P0口作為其擴展外部程序存儲器的地址低8位，利用P2口作為高8位。這里，我們使用2716芯片作為EPROM擴展芯片。在8031芯片與2716芯片之間增加了一個(gè)74LS373作為數據鎖存器。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輸出電路。

　　8255芯片的三個(gè)接口A(yíng)口、B口和C口分別與8只紅色、黃色和藍色燈相連，且都處于輸出工作模式，由于在接口內部都有上拉電阻，因此，在它們輸出高電位時(shí)晶體管將導通，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)際需要設計，不同的排列方法可以展現出不同的視覺(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構成復位電路，可以實(shí)現系統的上電自動(dòng)復位或通過(guò)按鍵K隨時(shí)復位。

　　系統電源可以將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的直流穩壓輸出。語(yǔ)音集成塊主要采用SR9G26語(yǔ)音芯片設計而成，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，并使之能夠連續地循環(huán)播放。

　　4、控制系統軟件設計I／O口擴展芯片8255的三個(gè)接口都處在輸出工作狀態(tài)，本著(zhù)降低成本的原則，我們采用不同的軟件設計方法來(lái)改變其輸出方式。在主程序中，改變8255的三個(gè)接口A(yíng)、B、C的設定值，就可以達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)現音樂(lè )的輸出。

　　參考文獻：

　　李偉人�！秵纹�微型計算機原理及其應用》 北京：清華大學(xué)出版社，1995 年2月；

　　呂能元�！禡CS－51單片微型計算機原理、接口技術(shù)、應用實(shí)例》北京：科學(xué)出版社，1993年。