基于單片機(jī)的LED調(diào)光燈PID亮度控制

1、 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： led調(diào)光燈亮度控制 院 （系）： 電子工程與自動(dòng)化學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2011 年 9 月 日摘 要亮度是工業(yè)中非常關(guān)鍵的一項(xiàng)物理量，在農(nóng)業(yè)，現(xiàn)代科學(xué)研究和各種高新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究中也是一個(gè)非常普遍和常用的測(cè)量參數(shù)。亮度自動(dòng)控制的原理主要是：將隨亮度變化而變化的物理參數(shù)，通過(guò)光傳感器轉(zhuǎn)變成電的或其他信號(hào)，傳給處理電路，最后轉(zhuǎn)換成亮度數(shù)值顯示出來(lái)。目前最具發(fā)展前景的燈光調(diào)節(jié)是加入自動(dòng)控制原理，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)，按照給定參數(shù)對(duì)對(duì)象的反饋信息進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而滿(mǎn)足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需求。本文介紹了以處理芯片stc1205a08s2為核心器件的亮度控制系

2、統(tǒng)。stc1205a08s2 是宏晶以公司研制的51內(nèi)核為主的系列單片機(jī)，這個(gè)芯片設(shè)計(jì)的時(shí)候就吸取其它51系列單片很容易被解密的教訓(xùn)，改進(jìn)了加密機(jī)制。關(guān)鍵詞: 亮度控制； stc1205a08s2 ； abstractbrightness is in the industry is the key of a physical quantity, in agriculture, modern scientific research and high technology research and development is also a very common and commonly mea

3、sured parameters. automatic brightness control principle is: with the brightness change of the physical parameters, the optical sensor into electrical or other signal, transmitted to the processing circuit, finally converted into brightness value is displayed. at present the most promising light adj

4、ustment is added to the theory of automatic control, the automatic control system, according to the given parameters of the feedback information to adjust, to meet the needs of industrial and agricultural production.this paper introduces the processing chip stc1205a08s2 as the core component of the

5、brightness control system. stc1205a08s2 is hong jing to the company developed the 51 kernel series consisting mainly of single chip, the chip design when they absorb other 51 series monolithic easily decrypted lessons, improved the encryption mechanism.keywords: t brightness control ；stc1205a08s2引言-

6、 1 -1 課程設(shè)計(jì)概述- 1 -1.1 課程設(shè)計(jì)題目- 1 -1.2 主要儀器設(shè)備- 1 -2 硬件設(shè)計(jì)- 2 -2.1 單片機(jī)部分- 2 -2.2 亮度反饋部分- 2 -2.3 按鍵部分- 3 -2.4 串口下載部分- 3 -2.4 led執(zhí)行部件- 3 -3 軟件設(shè)計(jì)- 4 -3.1 流程圖設(shè)計(jì)- 4 -4 系統(tǒng)調(diào)試- 4 -4.1 led執(zhí)行部分調(diào)試- 4 -4.2串口下載部分調(diào)試- 4 -4.3 led顯示部分調(diào)試- 4 -4.4按鍵部分調(diào)試- 4 -4 .5系統(tǒng)調(diào)試- 5 -5 總結(jié)- 5 -5.1課程設(shè)計(jì)的過(guò)程- 5 -5.2解決問(wèn)題- 5 -5.3 心得體會(huì)- 5 -參考文獻(xiàn)-

7、 5 -附 錄- 6 -引言 調(diào)光燈亮度作為一項(xiàng)光工參數(shù),在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和過(guò)程控制中具有至關(guān)重要的作用。因而,各種以光敏作為傳感器的光敏電阻和光敏二極管普遍使用。本文介紹一種以光敏電阻和數(shù)據(jù)處理芯片stc構(gòu)成的燈光亮度自動(dòng)控制系統(tǒng)。1 課程設(shè)計(jì)概述1.1 課程設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)led線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)電路和光敏管進(jìn)行亮度測(cè)量電路，再用單片機(jī)設(shè)計(jì)控制器輸出pwm,調(diào)節(jié)led驅(qū)動(dòng)功率，實(shí)現(xiàn)亮度的自動(dòng)控制，通過(guò)鍵盤(pán)進(jìn)行亮度設(shè)置，實(shí)際亮度可以實(shí)時(shí)顯示。要求：1、實(shí)現(xiàn)亮度可調(diào)； 2、控制精度1%（50m）； 3、實(shí)現(xiàn)亮度閉環(huán)反饋控制。*附加要求：通過(guò)rs232或rs485接口與pc機(jī)通信，在pc機(jī)上進(jìn)行參數(shù)顯示和設(shè)置。鍵盤(pán)

8、單片機(jī)系統(tǒng)顯示數(shù)碼管 燈亮傳感器圖1-1溫度控制系統(tǒng)的基本組成1.2 主要儀器設(shè)備示波器（yb4328d） 1臺(tái)直流穩(wěn)壓電源（df1731sc3a） 1臺(tái)數(shù)字萬(wàn)用表 1塊pc機(jī) 1臺(tái)測(cè)光敏感元件 1個(gè)2 硬件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)以芯片stc1205a08s2為核心部件。在stc最小系統(tǒng)外圍添加了串口下載部分、亮度測(cè)量部分、鍵盤(pán)輸入部分和lcd顯示部分構(gòu)成的執(zhí)行部件。2.1 單片機(jī)部分 本設(shè)計(jì)選擇的單片機(jī)芯片是stc1205a08s2，其原理圖如2-1所示。該芯片的p2.0-3用作鍵盤(pán)數(shù)字量輸入，為了防止干擾使鍵盤(pán)處于低電平，加入了上拉電阻時(shí)按鍵未按下時(shí)始終處于高電平狀態(tài)；p1.0作為光敏電阻反饋數(shù)據(jù)輸

9、入端口；p0口顯示數(shù)據(jù)輸出到lcd1602顯示；p1.4作為pwm輸出端口。 圖 2-1 stc控制系統(tǒng)原理圖2.2 亮度反饋部分 如圖2-2所示，圖中rf為光敏電阻，它可更加接收到的led燈光的亮度改變自身阻值。led燈變亮，其阻值越??；反之，led燈越亮，其阻值也越大。圖2-2 亮度反饋原理圖 2.3 按鍵部分 如圖2-3所示，通過(guò)按鍵可以增大、減小led燈的給定值。給定值的不同，其亮度也不同。通過(guò)按鍵可把led燈調(diào)節(jié)到合適的亮度。圖2-3 按鍵原理圖2.4 串口下載部分 通過(guò)下圖2-4串口下載電路，可以將程序從pc機(jī)直接下載到板子上的stc中，比較方便。圖2-4 串口下載電路原理圖2.4

10、 led執(zhí)行部件如下圖2-3所示，p1.4輸出pwm輸出控制信號(hào)。，根據(jù)輸出電壓占空比不同，燈的亮度也不一樣。占空比越大，說(shuō)明輸出電壓越大，燈就越亮；反之，占空比越小，即說(shuō)明輸出電壓越小，燈就越暗。圖 2-4 led執(zhí)行部件原理圖3 軟件設(shè)計(jì)3.1 流程圖設(shè)計(jì)控制現(xiàn)場(chǎng)主程序流程圖設(shè)計(jì)如圖 3-1所示。開(kāi)始lcd1602和ad初始化pwm控制lcd1602顯示按鍵按下圖 3-1 程序流程圖4 系統(tǒng)調(diào)試4.1 led執(zhí)行部分調(diào)試 裝好元件，接通電源，觀察led是否發(fā)光。若發(fā)光，說(shuō)明led部分連接正確；若不發(fā)光，則說(shuō)明此部分線(xiàn)路連接有問(wèn)題，應(yīng)該用萬(wàn)用便檢查stc第五腳，其電壓應(yīng)在0-5v；還要檢查三

11、極管三個(gè)腳是否連接正確。4.2串口下載部分調(diào)試 把編好的程序通過(guò)次串口下載到stc，若可以下載，則說(shuō)明此部分連線(xiàn)正確；若不能下載，則檢查rs232各腳電壓是否正常。4.3 led顯示部分調(diào)試 將一個(gè)正確的顯示程序下載到單片機(jī)，觀察lcd是否按要求顯示。若按要求顯示，說(shuō)明此部分可以正常工作；若不能顯示，則先檢查顯示器的好壞，其次檢查其各腳的連接是否正確。4.4按鍵部分調(diào)試 按下按鍵，觀察led燈亮度是否有變化，若按要求變化，說(shuō)明此部分正常工作；若不按要求變化，則應(yīng)先檢查有關(guān)按鍵部分程序是否書(shū)寫(xiě)正確，其次檢查按鍵與stc的線(xiàn)路連接情況是否正確。4 .5系統(tǒng)調(diào)試各個(gè)部分的調(diào)試完成以后，還需要對(duì)整個(gè)系

12、統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試。5 總結(jié)5.1課程設(shè)計(jì)的過(guò)程 首先在老師給我們上課的時(shí)候要認(rèn)真聽(tīng)講，做好筆記，了解pi控制和pwm控制，然后去圖書(shū)館和網(wǎng)上找相關(guān)資料，再找同學(xué)商量，交換意見(jiàn)，一起做好仿真。做好前面的事情后就可以做板子寫(xiě)程序了，對(duì)我們來(lái)說(shuō)這是個(gè)比較大的工程，要有耐心和恒心。5.2解決問(wèn)題 我們遇到的比較困難的問(wèn)題基本上都是調(diào)試的問(wèn)題。板子做好以后，下載了程序問(wèn)題就來(lái)了，板子沒(méi)有反應(yīng)。這時(shí)候，我們不應(yīng)該著急，要先檢查板子上個(gè)焊點(diǎn)都是沒(méi)有虛焊和漏焊的，然后檢查是否有線(xiàn)短路，最后就是調(diào)試程序了。調(diào)試程序要分模塊來(lái)調(diào)，根據(jù)程序流程圖把每個(gè)模塊都調(diào)試好，在總的調(diào)試就可以了。5.3 心得體會(huì) 課程設(shè)計(jì)是我們專(zhuān)業(yè)

13、課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程?！鼻Ю镏惺加谧阆隆?。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義。我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)，使我深深體會(huì)到，干任何事都必須耐心，細(xì)致，以為任何的一個(gè)小錯(cuò)誤都有可能讓我們懊惱一天，我不禁時(shí)刻提示自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)，認(rèn)真對(duì)待的良好習(xí)慣。短短三周是課程設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識(shí)是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力是如此的不足，幾年來(lái)的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會(huì)用，想到這里，我才明白學(xué)以致

14、用不是一句簡(jiǎn)單的話(huà)，實(shí)踐才是真理。 最后，我要感謝我的老師們，感謝你們的幫助，感謝你們的支持。參考文獻(xiàn) 1 馬忠梅,馬巖,張凱,等. 單片機(jī)的c 語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)m . 北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1997.2 譚浩強(qiáng)c程序設(shè)計(jì)m . 北京:清華大學(xué)出版社,1991 3 高海生,楊文煥.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)大全m.西南交通大學(xué)出版社，1999-06.4 徐愛(ài)鈞 彭秀華.單片機(jī)高級(jí)c51應(yīng)用程序設(shè)計(jì)m.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2001.5 馬盅梅.單片機(jī)的c語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)m.北京：北京航空航天大學(xué)出版社2003.附 錄主要電路pcb：實(shí)物正面圖實(shí)物正面圖實(shí)物反面圖實(shí)物反面圖電路原理圖電路原理圖現(xiàn)場(chǎng)a

15、duc512程序/*/#include reg51.h#include intrins.h#include lcd1602.h#define fosc 24058052l#define baud 9600sbitbutton1=p22; /按鍵-減小亮度sbitbutton2=p21; /按鍵-增大亮度sbitbutton3=p20 ; /按鍵-確認(rèn) typedef unsigned char byte;typedef unsigned int word;word exp=300;byte rev=0;/*ad*/*declare sfr associated with the adc */b

16、yte ch = 0; /adc channel no.sfr adc_contr = 0xbc; /adc control registersfr adc_res = 0xbd; /adc hight 8-bit result registersfr adc_low2 = 0xbe; /adc low 2-bit result registersfr p1asf = 0x9d; /p1 secondary function control register/*define adc operation const for adc_contr*/#define adc_power 0x80 /a

17、dc power control bit#define adc_flag 0x10 /adc complete flag#define adc_start 0x08 /adc start control bit#define adc_speedll 0x00 /540 clocks#define adc_speedl 0x20 /360 clocks#define adc_speedh 0x40 /180 clocks#define adc_speedhh 0x60 /90 clocks/*-get adc result-*/word getadcresult(byte ch) word ad

18、c_r; adc_contr = adc_power | adc_speedll | ch | adc_start; _nop_(); /must wait before inquiry _nop_(); _nop_(); _nop_(); while (!(adc_contr & adc_flag); /wait complete flag adc_contr &= adc_flag; /close adc adc_r=adc_res*4+adc_low2; /return adc result return adc_r;/*平均值*/word getadcresult_p() word a

19、dc_rp=getadcresult(0); byte i; for(i=0;i10;i+) adc_rp=(adc_rp+getadcresult(0)/2; adc_rp=adc_rp*0.48828; return adc_rp;/*-initial adc sfr-*/void initadc() /p1asf = 0xff; adc_res = 0; adc_contr = adc_power | adc_speedll; delay(2);/*-showadc()-*/void showadc(word j,byte x)byte i,a3,k=7;for(i=0;i3;i+)ai

20、=j%10;j/=10;for(i=0;i模糊值 word r; r=getadcresult_p(); if(rexp-i) /ccap0h=ccap0h-(exp-r)/ki;ccap0h=ccap0h-ki;if(ccap0hexp+i) /ccap0h=ccap0h+(r-exp)/ki;ccap0h=ccap0h+ki;if(ccap0h0xf4)ccap0h=0xf4; /*-initial uart-*/void inituart() scon = 0x5a; pcon=0x80; /8 bit data ,no parity bit tmod = 0x20; /t1 as 8-

21、bit auto reload th1 = tl1 = -13; /set uart baudrate tr1 = 1; /t1 start running /*-send one byte data to pcinput: dat (uart data)output:-*/void senddata(byte dat) while (!ti); /wait for the previous data is sen ti = 0; /clear ti flag sbuf = dat; /send current data/*-send a string to uartinput: s (address of string)output:none-*/void sendstring(char *s) while (*s) senddata(*s+); /*- -main()- -*/ void main() byte stp=5,ii,tab3; inituart(); initadc(); init_lcd(); gotoxy(1,0); display_lcd_string( exp: stp: ); go