火箭发射灯光模拟模块

项目简介

本项目是基于AI8051U单片机核心板火箭发射模拟灯光模块，用于模拟火箭发射时的声光效果。这个模块是整体项目的子项目。

项目功能

本项目是基于AI8051U单片机核心板火箭发射模拟灯光，用于模拟火箭发射时的声光效果。

原理解析及线路连接关系

本项目LED驱动电源部分、LED部分、AI8051U单片机核心板（成品）、灯光效果控制电路、10位数码管和语音模块CH9300(成品)组成见,图1。

图1:火箭发射模拟灯光模块工作流程图

LED驱动电源部分，直接采用LM1084IS-3.3/TR。
其中LED部分又细分为：
模拟点火灯光电路：无PCB,用38个正向电压最大值3.4V的暖白色5mmLED灯珠组成，电路用细金属丝连接，安装在用蓬松的脱脂棉平铺在蓝色的底板上，38个LED点亮时，将白色的脱脂棉渲染成暖白色，模仿火箭发射时的烟雾，见图2。

图2：模拟点火灯光电路接线实物图（局部）

助推：由四个安装了LED圆环组成，安装在主箭周围的四个助推火箭上，与模拟点火灯光电路同时点亮。
主箭：由三个安装了LED圆环组成，安装在主箭上，分三个阶段点亮，代表火箭升空的过程。
语音模块CH9300的音响由两部分组成：
火箭发射时的轰鸣声，使用时长3秒音频，覆盖主箭三个LED圆环间隔一秒，依次点亮的过程。
火箭发射成功后的欢呼声，使用时长1秒音频。
电路原理：
模拟火箭发射倒计时模块倒计时结束以后，模拟火箭发射倒计时模块的AI8051U单片机核心板I/O口P12发出触发信号，进入火箭发射模拟灯光模块AI8051U单片机核心板I/O口P33，触发火箭发射模拟灯光程序运行。
首先，P20输出低电平信号，进入灯光效果控制电路（见图2），通过LED进入光耦，通过限流电阻，进入S8550基极，S8550饱和导通，双刀双掷继电器工作分别接通：
模拟点火灯光电路、助推的四个LED圆环和主箭底层的LED圆环。
语音模块CH9300的IO1，发出3秒火箭发射时的轰鸣声。
第二，P20定时1秒结束后，P21接替工作，P21的低电平信号，进入灯光效果控制电路通过LED进入光耦，通过限流电阻，进入S8550基极，S8550饱和导通，双刀双掷继电器接通主箭最中间的LED圆环。
第三，P21定时1秒结束后，P22接替工作，P22的低电平信号，进入灯光效果控制电路通过LED进入光耦，通过限流电阻，进入S8550基极，S8550饱和导通，双刀双掷继电器接通主箭最上层的LED圆环。
最后，P22定时1秒结束后，P23接替工作，P23的低电平信号，进入灯光效果控制电路通过LED进入光耦，通过限流电阻，进入S8550基极，S8550饱和导通，双刀双掷继电器接通语音模块CH9300的IO2，发出火箭发射成功后的欢呼声。

图片.png
图3：灯光效果控制电路

软件代码

#include "ai8051u.h"			//调用头文件
#include "stc32_stc8_usb.h"		//调用头文件
#include "intrins.h"			//调用头文件


#define u8  unsigned char		//8位无符号变量（0-255）
#define u16 unsigned int		//16位无符号变量（0-65535）	
u8 buttonPressCount = 0;  // 定义一个变量来记录按钮按下的次数
char *USER_DEVICEDESC = NULL;
char *USER_PRODUCTDESC = NULL;
char *USER_STCISPCMD = "@STCISP#";

// 定义P2和P3的各个引脚
sbit P20 = P2^0;
sbit P21 = P2^1;
sbit P22 = P2^2;
sbit P23 = P2^3;

sbit StartKey = P3^3; // 定义P33为开始键  
unsigned char timeCnt;
unsigned char lastTimeCnt;
bit running = 0; // 运行标志，0表示待机，1表示运行

void Timer0_Init(void)                //10毫秒@24.000MHz
{
    AUXR &= 0x7F;                        //定时器时钟12T模式
    TMOD &= 0xF0;                        //设置定时器模式
    TMOD |= 0x01;                        //设置定时器模式
    TL0 = 0xE0;                                //设置定时初始值
    TH0 = 0xB1;                                //设置定时初始值
    TF0 = 0;                                //清除TF0标志
    TR0 = 1;                                //定时器0开始计时
    timeCnt = 0;
    ET0 = 1;
}

// 定时器0中断服务程序
void Timer0_ISR(void) interrupt 1
{
    //TF0 = 0;                //清除TF0标志
    TL0 = 0xE0;                                //设置定时初始值
    TH0 = 0xB1;                                //设置定时初始值
    
    timeCnt++;
    
    if(timeCnt >= 100){
        ET0 = 0;
    }
}

void tiemrSleep(){
    Timer0_Init(); 
    while(timeCnt < 100); 
}

// 延时函数
void Delay(u16 time)
{
    while(time--);
}

// 检测按键是否按下，返回1表示按下，0表示未按下
bit CheckStartKey()
{
    if(StartKey == 0) // 检测到低电平表示按键按下
    {
        Delay(20); // 延时消抖
        if(StartKey == 0) // 确认按键是否仍然按下
            return 1; // 按下返回1
    }
    return 0; // 未按下返回0
}

void main(void)
{
    WTST = 0;                                          //设置程序指令延时参数，赋值为0可将CPU执行指令的速度设置为最快
    P4M1 = 0x00;   P4M0 = 0x00;  // 设置P4为输入模式
    P2M1 = 0x00;   P2M0 = 0x00;  // 设置P2为推挽输出
    P3M1 = 0x00;   P3M0 = 0x00;  // 设置P3为输入模式
      
    P2 = 0xFF;
    lastTimeCnt = 0;
    timeCnt = 0;
    Timer0_Init();
    EA = 1;
    
    while(1)
    {
        // 检测按键是否按下，按下后开始运行
        if(CheckStartKey())
        {
            running = 1; // 设置运行标志
        }
        
        if(running)
        {
            P20  = 0; P21 = 1; P22 = 1;  P23 = 1;  tiemrSleep();  // 只点亮P2.0，延时1秒
            P20  = 1; P21 = 0; P22 = 1;  P23 = 1;  tiemrSleep();  // 只点亮P2.1，延时1秒
            P20  = 1; P21 = 1; P22 = 0;  P23 = 1;  tiemrSleep();  // 只点亮P2.2，延时1秒
            P20  = 1; P21 = 1; P22 = 1;  P23 = 0;  tiemrSleep();  // 只点亮P2.3，延时1秒
            P20  = 1; P21 = 1; P22 = 1;  P23 = 1;  // 熄灭所有LED
            running = 0; // 重置运行标志，回到待机状态
        }
    }
}