本文以LED为主要元件设计一种新型景观照明系统，该照明系统根据光色三原色原理，通过三色光的搭配组合，让三种色彩的LED实现七种色彩的变换显示，再利用AT89C2051单片机进行控制，使其能达到各种花型变换。该设计与以往同类产品最大的不同在于本系统直接利用市电供电，并用施密特触发器将市电50Hz固定工作频率的正弦波信转换成方波信号，通过对方波信号的计数来控制所有级联系统的花型同步，即利用工频时序控制整个级联系统的花型同步变换。该设计的硬件系统包括电源系统、主控制系统、模数转换部分和显示部分；软件系统包括查表程序、中断计数程序和输出显示程序。通过软硬件的结合，最终实现整体填充、整体变换、单管追逐、整体七色变换等花型变换。

整体设计方案

本课题是“新型七彩变幻灯的设计”，新型就是要和以往的不同。市场上出现的同类产品都采用专用的供电装置提供24V的直流电，用RS-485串行通信控制同步。由于采用485通信，就必须要有发出信号的和接受信号的区别，具体体现在该系列的产品要有主从机之分，主机要发出同步信号来控制从机同步。虽然主从机只是在程序上有所区别，在板子设计上都可以相同，但这给生产，销售，使用上都带来小小的麻烦。首先生产，销售就要区分主从，主机的产量要远低于从机，最主要是一旦主机故障从机将全都无法工作。而本设计采用220V50Hz的交流供电，并利用交流电50Hz的稳定工频，将其转换成方波信号，通过计数控制，达到所有板子的同步。这里只要保证所有板子能够同时接入市电，则计数就能同时开始。此外，新的七彩变幻灯没有主从机之分，每块板子都能独立接电工作。所以当一块板子坏掉后，不会影响其他板子的使用。

整体调试过程及分析

本次设计的新型七彩变幻灯需要用到红色LED36个，蓝色36个，绿色36个，共108个高亮度LED。由于这么多的LED只用三个595芯片控制，而且三色LED要交错排布，这给试验时排线提出了难题。由于我使用的开发板是通用单面PCB板，要完成这样的工作相当困难，而且也不实际。考虑到595每个引脚控制一组6个灯，所以，在试验过程中，只使用各色LED6个，组成一段六组灯的排列进行小范围的花色调试。由于给LED供电的是16.2V的直流电源，如果接在单个LED上，必须要接大功率电阻，考虑到单是18个LED的交错连接，线路累叠已经很严重，如果再在试验板上加上18个电阻，且不说排线困难，18个功率电阻的发热量对整个系统安全都是“烤”验。所以，在试验过程中没有使用16.2V的直流电，直接用了5V的直流电作LED的驱动电压。但5V电压提供的电流过低，使得LED亮度不高，对色彩的组合不明显，所以，试验板的作用只进行了花形变换的验证。但装入程序后，可以明显看到LED灯的变换，在暗室中试验时，可以分辨的出色彩的变化。

图5-6为设计过程中制作的实物电路在工作状态的照片。该图片红灯情况为亮亮亮亮亮灭，绿灯亮亮亮亮灭亮，蓝灯亮亮亮灭亮亮，由于只用了5V驱动，且驱动电流很低，亮度不够，只有在垂直位置才能看出效果。所以整体效果不是很明显，但图中圈出的显示黄色，证明合成光色是正常的。