智能化LED補(bǔ)光燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、 智能化LED補(bǔ)光燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的巨大進(jìn)步，人們?cè)谖镔|(zhì)生活上得到了充分保障，對(duì)自身生命財(cái)產(chǎn)安全也越來(lái)越重視。 2004年，我國(guó)公布了中華人民共和國(guó)安防行業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 安防工程技術(shù)規(guī)范 ，其中提到了城市安防監(jiān)控。但是，雖然有監(jiān)控系統(tǒng)，但目前的監(jiān)控系統(tǒng)還存在很多不足。例如在夜間，由于光線的限制，監(jiān)控圖像模糊，監(jiān)控目標(biāo)難以區(qū)分，嚴(yán)重影響了社保動(dòng)態(tài)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用效果。這就需要在夜間或陰雨天光線明顯不足時(shí)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行補(bǔ)光處理，使監(jiān)控設(shè)備和圖像即使在光源較弱的情況下也能正常工作，達(dá)到理想滿意的效果。本文討論的是通過(guò)光敏電阻感應(yīng)自然光的強(qiáng)度來(lái)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將

2、信號(hào)輸入到單片機(jī)，然后用單片機(jī)控制LED燈珠的點(diǎn)亮和熄滅數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)智能照明的目的。關(guān)鍵詞：智力；發(fā)光二極管；補(bǔ)光燈;單片機(jī)摘要_隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，人們的物質(zhì)生活有了充分的保障，生命財(cái)產(chǎn)安全越來(lái)越受到人們的重視。 2004年，當(dāng)國(guó)家公布了中華人民共和國(guó)安防行業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)安防工程技術(shù)規(guī)范，其中提到了城市安防監(jiān)控。然而，即使有了監(jiān)控系統(tǒng)，但現(xiàn)在的監(jiān)控系統(tǒng)也存在很多缺點(diǎn)，比如在夜間，光線有限，導(dǎo)致監(jiān)控圖像模糊，監(jiān)控目標(biāo)難以辨別，嚴(yán)重影響應(yīng)用效果動(dòng)態(tài)社保視頻監(jiān)控系統(tǒng)。這就要求在夜間或雨天光線明顯不足時(shí)對(duì)監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行補(bǔ)光處理，使監(jiān)控設(shè)備和圖像在正常光線較弱的情況下也能正常

3、工作，以達(dá)到理想和滿意的效果。本文討論光敏電阻的強(qiáng)弱是通過(guò)自然光感應(yīng)采集數(shù)據(jù)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器輸入信號(hào)給單片機(jī)，再利用單片機(jī)控制LED燈滅燈次數(shù)，達(dá)到智能補(bǔ)光的目的。關(guān)鍵詞： _聰明的;引領(lǐng);燈;單片機(jī)目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc110848582 摘要 PAGEREF _Toc110848582 h 2 HYPERLINK l _Toc110848583 摘要_ PAGEREF _Toc110848583 h 3 HYPERLINK l _Toc110848584 目錄 PAGEREF _Toc110848584 h 4 HYPERLINK l _Toc1

4、10848585 1.前言_ PAGEREF _Toc110848585 h 5 HYPERLINK l _Toc110848586 1.1研究背景及意義 PAGEREF _Toc110848586 h 5 HYPERLINK l _Toc110848587 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc110848587 h 7 HYPERLINK l _Toc110848588 1.3 LED補(bǔ)光燈介紹 PAGEREF _Toc110848588 h 8 HYPERLINK l _Toc110848589 1.3.1LED光源的生產(chǎn)與開(kāi)發(fā) PAGEREF _Toc110848589 h 8

5、 HYPERLINK l _Toc110848590 1.3.2LED補(bǔ)光燈和智能LED補(bǔ)光燈 PAGEREF _Toc110848590 h 9 HYPERLINK l _Toc110848591 LED的原理和特點(diǎn) PAGEREF _Toc110848591 h 10 HYPERLINK l _Toc110848592 1.5論文主要內(nèi)容 PAGEREF _Toc110848592 h 12 HYPERLINK l _Toc110848593 2.論文的總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc110848593 h 13 HYPERLINK l _Toc110848594 2.1整體方案介紹 P

6、AGEREF _Toc110848594 h 13 HYPERLINK l _Toc110848596 2.2補(bǔ)光光源的選擇 PAGEREF _Toc110848596 h 15 HYPERLINK l _Toc110848597 2.3LED補(bǔ)光燈控制電路 PAGEREF _Toc110848597 h 16 HYPERLINK l _Toc110848599 、 LED補(bǔ)光燈控制電路的設(shè)計(jì)與制作 PAGEREF _Toc110848599 h 18 HYPERLINK l _Toc110848600 3.1單片機(jī)介紹 PAGEREF _Toc110848600 h 18 HYPERLINK

7、 l _Toc110848601 3.2 A/D轉(zhuǎn)換器介紹 PAGEREF _Toc110848601 h 21 HYPERLINK l _Toc110848602 3.3整體電源的選擇 PAGEREF _Toc110848602 h 23 HYPERLINK l _Toc110848603 3.4整體控制電路的設(shè)計(jì)與制造 PAGEREF _Toc110848603 h 23 HYPERLINK l _Toc110848604 4.實(shí)物制作 PAGEREF _Toc110848604 h 24 HYPERLINK l _Toc110848605 五、總結(jié)與展望 PAGEREF _Toc1108

8、48605 h 25 HYPERLINK l _Toc110848606 5.1總結(jié) PAGEREF _Toc110848606 h 25 HYPERLINK l _Toc110848607 5.2展望 PAGEREF _Toc110848607 h 25的原理和特點(diǎn) PAGEREF _Toc18753 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。1.前言_1.1研究背景及意義由于近年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、軟硬件結(jié)合技術(shù)、自動(dòng)控制等技術(shù)的飛速發(fā)展，智能裝備與建筑的結(jié)合越來(lái)越迅速。然而，就目前而言，國(guó)內(nèi)外的智能家具和智能建筑大多效率低、能耗高。就智能交通樓宇的監(jiān)控補(bǔ)光系統(tǒng)而言，為了在夜間或光線不足的情況下完美呈現(xiàn)監(jiān)控畫(huà)面，基本上

9、都是從早到晚開(kāi)啟所有監(jiān)控補(bǔ)光，無(wú)論是否有足夠的光線？或者，當(dāng)自然條件下的光照強(qiáng)度可以滿足需求時(shí)，改為開(kāi)啟監(jiān)控補(bǔ)光燈。相反，當(dāng)自然條件下的照度不足以滿足監(jiān)控需要時(shí)，補(bǔ)光燈的補(bǔ)光強(qiáng)度就不夠了。滿足監(jiān)控所需的補(bǔ)充光要求。這種監(jiān)控補(bǔ)光的方式，在造成巨大能量浪費(fèi)的同時(shí)，不能滿足最基本的監(jiān)控要求，還會(huì)影響市民的實(shí)力。新世紀(jì)的重點(diǎn)是走可持續(xù)發(fā)展道路。因此，各城市都將節(jié)能減排作為建設(shè)的重要指標(biāo)。在中華人民共和國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展規(guī)劃中，交通節(jié)能、安防監(jiān)控等也被列入發(fā)展議程，推廣更加實(shí)用先進(jìn)的節(jié)能產(chǎn)品，傳播先進(jìn)的節(jié)能理念，進(jìn)一步完善節(jié)能減排法律法規(guī)。在環(huán)保、無(wú)污染、綠色、健康的理念下，“節(jié)能減排”已成為我國(guó)安全防控監(jiān)

10、控體系的明確要求和要求1 。我們將更加注重節(jié)能和簡(jiǎn)單易用，以滿足人類個(gè)性化、智能化的需求。因此，以實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境和工作需求為前提，簡(jiǎn)單、便捷、穩(wěn)定、高效的智能監(jiān)控補(bǔ)光系統(tǒng)成為當(dāng)前城市安防建設(shè)不可缺少的一部分。然而，目前大多數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)都是依靠路燈或普通照明燈作為攝像頭的光源。但是，由于這些不是專門(mén)為監(jiān)控而設(shè)計(jì)的光源，所以效果并不好。因此，近年來(lái)，一些企業(yè)逐漸將其安裝在監(jiān)控系統(tǒng)中。 LED作為補(bǔ)償光源。它是一種照明燈具，它使用特定的光源來(lái)補(bǔ)償由于缺乏 HYPERLINK /subview/855640/855640.htm t /_blank 照明而導(dǎo)致的某些設(shè)備對(duì)象2 。補(bǔ)償光照的方法主要有兩種，

11、直接補(bǔ)償被照物體，或間接補(bǔ)償光照。本文研究的技術(shù)是后一種光補(bǔ)償方法。由于近年來(lái)LED產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展， LED在補(bǔ)光燈的應(yīng)用中占有越來(lái)越重要的地位。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在智能監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域，與我國(guó)相比，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家起步比我們?cè)?，監(jiān)控的技術(shù)和理念也比我們先進(jìn)。而且，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家很早就開(kāi)始對(duì)LED產(chǎn)業(yè)的研究。和發(fā)展。這導(dǎo)致國(guó)外生產(chǎn)的LED補(bǔ)光燈技術(shù)比我們的成熟， LED補(bǔ)光燈技術(shù)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)得到了廣泛的應(yīng)用和實(shí)踐。國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)在1970年代開(kāi)始快速發(fā)展，高亮度LED產(chǎn)業(yè)也在1990年代后期迅速發(fā)展 3 。認(rèn)識(shí)到LED產(chǎn)業(yè)給人們生活帶來(lái)的變化，進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)家大力支持LED產(chǎn)業(yè)的

12、發(fā)展，獎(jiǎng)勵(lì)在LED領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的團(tuán)隊(duì)和個(gè)人，建立了許多LED在中國(guó)設(shè)立產(chǎn)業(yè)孵化基地，支持LED技術(shù)。 LED生產(chǎn)技術(shù)的創(chuàng)新也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步4 。雖然近年來(lái)國(guó)家對(duì)LED產(chǎn)業(yè)給予了大力扶持，但LED產(chǎn)業(yè)仍存在諸多問(wèn)題和技術(shù)難點(diǎn)亟待解決，目前LED產(chǎn)業(yè)還不成熟。而且，由于LED的蓬勃發(fā)展， LED補(bǔ)光燈產(chǎn)業(yè)也成為了重要的產(chǎn)業(yè)。隨著技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展， LED也被認(rèn)為是21世紀(jì)的照明光源。 LED具有發(fā)光效率高、能耗低、使用安全可靠、維護(hù)方便、環(huán)保無(wú)污染等特點(diǎn)。這些特性也使LED成為人們生活中不可或缺的重要物品。此外，智能系統(tǒng)也進(jìn)入了人類的視野，對(duì)人類的生活方式產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。越來(lái)越多的項(xiàng)目與智能化

13、掛鉤，產(chǎn)生了一系列智能化產(chǎn)業(yè)，而智能LED補(bǔ)光燈也越來(lái)越火，間接刺激了國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，智能與LED補(bǔ)光燈的結(jié)合，也讓國(guó)內(nèi)的技術(shù)更加不成熟。很多廠商只著眼于當(dāng)前智能LED補(bǔ)光燈市場(chǎng)的巨大利益，一味地制造技術(shù)不成熟的產(chǎn)品，而不是專注于嘗試提升自己的LED生產(chǎn)技術(shù)?？梢哉f(shuō)，中國(guó)的根本問(wèn)題是很多LED生產(chǎn)企業(yè)根本沒(méi)有研究更多的核心技術(shù)。因此，如何提升LED產(chǎn)業(yè)與智能化結(jié)合的技術(shù)，也成為當(dāng)前的首要問(wèn)題。1.3 LED補(bǔ)光燈介紹1.3.1LED光源的生產(chǎn)與開(kāi)發(fā)隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類對(duì)能源的依賴程度越來(lái)越高?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有能源，人類將無(wú)法在地球上生存。按照科學(xué)分類，地球上的資

14、源分為兩類，一類是不可再生資源，如：石油、煤炭、天然氣；另一類是不可再生資源。另一種是可再生能源，如：風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能。人類對(duì)資源的需求越來(lái)越大。然而，地球上的不可再生資源是有限的。為了生存，人類不得不高度關(guān)注日益嚴(yán)重的資源問(wèn)題。資源短缺問(wèn)題已成為世界各國(guó)應(yīng)高度重視的事關(guān)人類生存的重大問(wèn)題。為了滿足人力資源的需求，科學(xué)家們提出了兩個(gè)概念開(kāi)源和節(jié)流。開(kāi)源就是開(kāi)發(fā)新的環(huán)保綠色高效清潔能源來(lái)替代日益枯竭的不可再生資源。節(jié)流就是發(fā)展新的能源利用方式，從根本上節(jié)約能源，使能源利用更加高效。但就目前的技術(shù)而言，在開(kāi)源方面，無(wú)論是國(guó)內(nèi)外，都存在巨大的技術(shù)難點(diǎn)，能量轉(zhuǎn)化率不高，導(dǎo)致利用率低。此外，大型項(xiàng)目無(wú)

15、法滿足需求，能源供應(yīng)仍存在技術(shù)難題；這導(dǎo)致人們將注意力轉(zhuǎn)向節(jié)流，從能源利用效率上解決問(wèn)題。在這種情況下， LED光源應(yīng)運(yùn)而生。各國(guó)經(jīng)過(guò)幾十年的研發(fā)，在技術(shù)上，日本和美國(guó)在技術(shù)上絕對(duì)領(lǐng)先于其他國(guó)家，而德國(guó)在某些方面絕對(duì)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。從全球LED市場(chǎng)的銷售額來(lái)看，日本占全球LED市場(chǎng)的半壁江山，臺(tái)灣也占到了20%的市場(chǎng)份額。并且絕對(duì)可以在LED行業(yè)的封裝生產(chǎn)中占據(jù)一席之地。但是，與中國(guó)相比，美國(guó)和日本在LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面具有絕對(duì)的時(shí)間優(yōu)勢(shì)，這導(dǎo)致了美國(guó)和日本在技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)工藝和技術(shù)方面的天然優(yōu)勢(shì)。 LED，所以這兩個(gè)國(guó)家生產(chǎn)的產(chǎn)品附加值最高；歐洲的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在LED的技術(shù)開(kāi)發(fā)和研究上。他們

16、生產(chǎn)的產(chǎn)品雖然與美國(guó)和日本相比不足，但在新技術(shù)創(chuàng)新方面也處于領(lǐng)先地位。臺(tái)灣LED產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)近十年的高速發(fā)展，在LED芯片封裝方面迅速占據(jù)世界第一的位置5 。LED產(chǎn)業(yè)不僅具有環(huán)保、無(wú)污染、低能耗的特點(diǎn)，而且產(chǎn)生巨大的銷售機(jī)會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。因此，在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家， LED產(chǎn)業(yè)的前景十分樂(lè)觀，研究重點(diǎn)是技術(shù)突破。 .這也導(dǎo)致了國(guó)外這些LED技術(shù)水平較高的產(chǎn)業(yè)，保證了LED產(chǎn)業(yè)在這種良性競(jìng)爭(zhēng)的刺激下快速發(fā)展，推動(dòng)LED具有更高效的發(fā)光性能、更節(jié)能、更環(huán)保 . 6 。不過(guò)，雖然國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步晚于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，但我們還有很大的發(fā)展空間。只有不斷創(chuàng)新和開(kāi)發(fā)新技術(shù)，國(guó)內(nèi)LED產(chǎn)業(yè)才能在國(guó)際市場(chǎng)上分一杯羹

17、。1.3.2LED補(bǔ)光燈和智能LED補(bǔ)光燈一種 照明 設(shè)備 , 利用 特定 的 光源 來(lái) 補(bǔ)償 某些 設(shè)備 或 植物 因 照度 不足 而 導(dǎo)致 的 HYPERLINK /subview/855640/855640.htm t /_blank 照明 設(shè)備 .LED補(bǔ)光燈具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：長(zhǎng)壽。 LED補(bǔ)光燈由發(fā)光二極管組成，理論使用壽命數(shù)萬(wàn)小時(shí)。低能耗。與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈、金鹵燈等相比，LED燈在同等亮度下可節(jié)能一半以上。結(jié)構(gòu)單一，抗振抗沖擊能力強(qiáng)。 LED芯片封裝在硬殼內(nèi)，固定牢固，穩(wěn)定性好。體積小。 LED燈體積小，設(shè)計(jì)靈活?？筛鶕?jù)室外設(shè)計(jì)要求隨時(shí)更換燈型，運(yùn)輸安裝方便。受電壓波動(dòng)影響較

18、小。 LED受電壓波動(dòng)的影響較小，可靠性高。獨(dú)特的冷光特性。發(fā)光二極管的特性決定了LED燈具不用擔(dān)心長(zhǎng)時(shí)間使用導(dǎo)致燈具外殼高溫變形，從而間接提高了LED燈具的使用壽命。近年來(lái)隨著智能系統(tǒng)的發(fā)展，越來(lái)越多的產(chǎn)品與智能相結(jié)合。智能化是科學(xué)技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中與工業(yè)、建筑等先進(jìn)信息技術(shù)和藝術(shù)不斷完美結(jié)合的過(guò)程。人們生活的變化日新月異。而且，智能LED補(bǔ)光燈可以有效節(jié)省電力資源，大大提高LED補(bǔ)光燈的使用壽命。智能LED補(bǔ)光燈是時(shí)代的產(chǎn)物。智能LED補(bǔ)光燈勢(shì)必取代傳統(tǒng)的補(bǔ)光燈，得到更快速的發(fā)展。LED的原理和特點(diǎn)LED是發(fā)光二極管（ Light Emitting Diode ）的縮寫(xiě)。 LED最重要的部分

19、是半導(dǎo)體晶片，它由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成。其中，在P型半導(dǎo)體中，空穴占多數(shù)，自由電子占少數(shù)，主要依靠空穴導(dǎo)電。多數(shù)。在N型半導(dǎo)體中，傳導(dǎo)主要依靠自由電子，自由電子的濃度遠(yuǎn)大于空穴的濃度。采用不同的摻雜工藝，將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體制作在同一個(gè)硅片上，在它們的界面形成PN結(jié)， PN結(jié)具有單向?qū)щ娦? 。物質(zhì)總是從高濃度的地方移動(dòng)到低濃度的地方。當(dāng)P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體放在一起時(shí)，在兩種半導(dǎo)體的界面會(huì)產(chǎn)生巨大的攔截器濃度差異。因此， P區(qū)的空穴會(huì)擴(kuò)散到低濃度的N區(qū)，而N區(qū)的自由電子會(huì)擴(kuò)散到低濃度的P區(qū)。這會(huì)產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部電場(chǎng)7 。下圖1-1是PN 結(jié)形成過(guò)程的示意圖。圖1-1 PN結(jié)形成示意圖當(dāng)

20、對(duì)PN結(jié)施加反向電壓， |u|Ut時(shí)， i與u的關(guān)系如下圖1-2所示，稱為PN結(jié)的伏安特性。圖1-2 PN結(jié)的伏安特性曲線與PN結(jié)的伏安特性相比，二極管具有半導(dǎo)體體電阻和引線電阻，因此在相同電流下，二極管的端電壓大于PN結(jié)上的壓降；特別是在大電流的情況下。影響更為明顯。在實(shí)際檢測(cè)二極管的伏安特性時(shí)發(fā)現(xiàn)，只要正向電壓足夠大，正向電流隨端電壓從零開(kāi)始呈指數(shù)增長(zhǎng)7 。二極管的伏安特性如下圖1-3所示。圖1-3二極管的伏安特性曲線1.5論文主要內(nèi)容本文的研究?jī)?nèi)容主要包括：第一部分介紹了LED補(bǔ)光燈在國(guó)際環(huán)境下的發(fā)展歷史及其誕生的歷史原因，LED的原理和特點(diǎn)，以及LED補(bǔ)光燈與智能化的結(jié)合。第二部分介紹

21、了設(shè)計(jì)的總體方案、系統(tǒng)總體流程圖、單片機(jī)的選型、燈珠的選型、控制回路的流程圖。第三部分介紹了LED補(bǔ)光燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作、AT89S52-24PU單片機(jī)的管腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0832的管腳功能及程序代碼、整體電源的選擇系統(tǒng)的供應(yīng)，整個(gè)系統(tǒng)控制電路的設(shè)計(jì)和框圖，以及控制回路的程序代碼。第四部分介紹設(shè)計(jì)完成后制作的實(shí)物正反面照片。第五部分對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)本設(shè)計(jì)的不足進(jìn)行了展望。2.論文的總體設(shè)計(jì)2.1整體方案介紹本設(shè)計(jì)中的補(bǔ)光燈主要用于城市安防防控監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控?cái)z像頭，因此對(duì)系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性、牢固性、抗震性以及在可能的惡劣環(huán)境下的能力有很大影響。高要求。本論文設(shè)計(jì)項(xiàng)目的目標(biāo)和

22、要求是：當(dāng)外界光強(qiáng)足以滿足監(jiān)控?cái)z像頭的需要時(shí)，智能LED補(bǔ)光燈處于休眠狀態(tài)，最大程度的節(jié)能；當(dāng)外界光線強(qiáng)度不足以滿足監(jiān)控?cái)z像頭的需求時(shí)，智能LED補(bǔ)光燈會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，并根據(jù)當(dāng)前自然光強(qiáng)度智能調(diào)節(jié)補(bǔ)光燈的補(bǔ)光強(qiáng)度。整體設(shè)計(jì)概念框圖如圖2-1所示。CPULED電路模塊數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)模式轉(zhuǎn)換模塊圖2-1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)備選型：首先，選擇合適的發(fā)光二極管作為本次設(shè)計(jì)的補(bǔ)光燈；擬采用LED燈珠，具有能耗低、環(huán)保無(wú)污染、體積小、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。二、電源的選擇。根據(jù)選用的LED光源設(shè)計(jì)，選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源，能提供高效穩(wěn)定的電壓。由于本次設(shè)計(jì)的LED燈珠只有10顆，對(duì)電壓要求不高，所以選擇了4顆AA

23、電池盒作為驅(qū)動(dòng)電源。然后，單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)與選型。設(shè)計(jì)完成后，對(duì)于單片機(jī)需要滿足的要求不高，設(shè)計(jì)難度不高，但是對(duì)單片機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性有一點(diǎn)要求，所以本單片機(jī)選用低功耗、高性能的AT89S52 。 AT89S52 微控制器如下圖 2-2 所示。圖2-2 AT89S52-24PU單片機(jī)系統(tǒng)工作原理：當(dāng)光敏電阻受到自然光照射時(shí)，會(huì)返回一個(gè)值。如果低于設(shè)定值，則發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，并根據(jù)相應(yīng)的變化改變亮燈珠的數(shù)量。供電。如果自然光強(qiáng)度高于設(shè)定的觸發(fā)值，光敏電阻會(huì)增加，控制器發(fā)出斷開(kāi)控制信號(hào)，電源停止供電， LED停止工作，系統(tǒng)待機(jī)。2.2補(bǔ)光光源的選擇由于補(bǔ)光燈用于城市安防防控監(jiān)控系統(tǒng)，在光線昏暗時(shí)

24、用于對(duì)記錄物體進(jìn)行補(bǔ)光，因此需要選用高效大功率的LED燈珠。但本次采購(gòu)設(shè)備時(shí)，出于對(duì)各零部件集成度更好的要求，為突出智能化優(yōu)勢(shì)，特地選用了紅色發(fā)光二極管作為本次LED補(bǔ)光燈的光源。本次選用的燈珠圖片如圖2-3所示。圖2-3發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)圖2.3LED補(bǔ)光燈控制電路對(duì)于本設(shè)計(jì)，只需要一個(gè)小型微控制器單元（Microcontroller Unit ）即可滿足所有設(shè)計(jì)要求。此外，為了不造成器件的浪費(fèi)和程序過(guò)程的冗余， AT89S52單片機(jī)具有能耗低、穩(wěn)定性強(qiáng)、性能高等優(yōu)點(diǎn)。控制系統(tǒng)總體流程圖如圖2-4所示。檢測(cè)光強(qiáng)對(duì)應(yīng)的開(kāi)啟個(gè)數(shù)開(kāi)啟相應(yīng)燈珠開(kāi)始程序初始化光強(qiáng)檢測(cè)器判斷光強(qiáng)發(fā)出斷開(kāi)信號(hào)發(fā)出開(kāi)啟信號(hào)外部

25、觸發(fā)斷開(kāi)燈珠電源強(qiáng)大的虛弱的圖 2-4 MCU 控制回路流程圖、 LED補(bǔ)光燈控制電路的設(shè)計(jì)與制作3.1單片機(jī)介紹個(gè)LED燈珠中的2個(gè)成對(duì)切換，通過(guò)接收外部信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)。這個(gè)在功能要求上比較簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，但是對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性有要求。因此，選用低能耗、高性能的AT89S52-24PU單片機(jī)作為核心控制單元9 。AT89S52是一款低功耗、高性能的 8 位CMOS微控制器，采用Atmel高密度非易失性訪問(wèn)技術(shù)，兼容80C51指令集和引腳， 8K 字節(jié)在線可編程(ISP) Flash存儲(chǔ)區(qū)。AT89S52 如下圖3-1所示。圖3-1 AT89S52引腳圖主要性能：兼容MCS -51單片機(jī)產(chǎn)品 8K

26、字節(jié)系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存 1000 次擦除/寫(xiě)入周期 全靜態(tài)運(yùn)行： 0Hz 33Hz 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 32條可編程 I / O線三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源 全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式 斷電后中斷喚醒看門(mén)狗定時(shí)器雙數(shù)據(jù)指針 斷電標(biāo)識(shí)的內(nèi)部組成框圖如下圖3-2所示。圖 3-2 AT89S52內(nèi)部組成框圖AT89S52的一些重要引腳功能介紹：VCC ：接電源端GND：接地端端口P0：端口 P0是一個(gè)8位開(kāi)漏雙向I/O端口。作為輸出端口，每位可驅(qū)動(dòng)8 個(gè) TTL邏輯電平。P1 ：端口P1 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 。 P1輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL邏輯電平

27、。在 Flash編程和驗(yàn)證期間，端口P1接收一個(gè)8位地址字節(jié)。P2端口： P2端口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。 P2輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)4 個(gè) TTL邏輯電平。在 Flash編程和驗(yàn)證期間， P2端口還接受高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3端口： P3端口是一個(gè)8 位雙向I/O 端口，內(nèi)部帶有上拉電阻， P2輸出緩沖器可以驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL邏輯電平， P3 端口也接受一些控制信號(hào)。RET：復(fù)位輸出。XTAL1 ：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘產(chǎn)生電路的輸入。XTAL2 ：振蕩器反相放大器的輸出。3.2 A/D轉(zhuǎn)換器介紹ADC0832 是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的 8位分辨率、雙通道A/D

28、轉(zhuǎn)換器。芯片，具有體積小、兼容性強(qiáng)、性價(jià)比高等特點(diǎn)。ADC0832具有以下特點(diǎn)：8位分辨率； 雙通道A/D轉(zhuǎn)換； 輸入輸出電平兼容TTL/CMOS；5V電源供電時(shí)輸入電壓在05V之間；工作頻率250KHZ ，轉(zhuǎn)換時(shí)間32S ；總則功耗僅為15mW ；8P 、14P DIP （雙列直插）、 PICC封裝；商業(yè)級(jí)芯片的溫度寬度為0C至+70C ，工業(yè)級(jí)芯片的溫度寬度為-40C至+85C ；A/D芯片如下圖3-3所示。圖3-3 ADC0832芯片示意圖芯片接口說(shuō)明： CS_片選使能，低電平片選使能。 CH0模擬輸入通道0 ，或用作IN+/- 。 CH1模擬輸入通道1 ，或用作IN+/- 。 GND芯片以0電位（地）為參考。 DI數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制。 DO數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出。 CLK芯片時(shí)鐘輸入。 V CC /REF電源輸入和參考電壓輸入（復(fù)用）。ADC0832用于將光敏電阻采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出到AT89S52單片機(jī)控制端10 。3.3整體電源的選擇AT89S52芯片在4V-5.5V之間。為使設(shè)計(jì)更加方便實(shí)用，特選四節(jié)AA電池盒為系統(tǒng)提供整體供電。四芯AAA電池盒不僅可以滿足系統(tǒng)的電源需求，而且方便實(shí)