基于51單片機(jī)的PWM調(diào)光燈設(shè)計(jì)綜述

摘要目前市場(chǎng)上的LED臺(tái)燈，作為L(zhǎng)ED的綠色護(hù)眼光源產(chǎn)品而進(jìn)行開(kāi)發(fā)和研究，還是作為我國(guó)的照明推廣家用型產(chǎn)品。隨著時(shí)代的變遷，社會(huì)的發(fā)展，節(jié)能和環(huán)保這一主題已經(jīng)是當(dāng)今社會(huì)必要發(fā)展的目標(biāo)了、健康與人們的日常生活變得密不可分，科技的進(jìn)步，也使家電更加智能化和人性化。臺(tái)燈作為家電中基礎(chǔ)的，也是必不可少的，所以，提出PWM調(diào)光燈設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要是將STC89C51RC單片機(jī)作為控制核心，這是將多種功能集于一體的智能LED臺(tái)燈。該臺(tái)燈具有手動(dòng)、自動(dòng)兩種調(diào)節(jié)亮度的方式；主要的產(chǎn)品功能有呼吸模式、紅外遙控操作等等。硬件的設(shè)計(jì)部分為單片機(jī)控制模塊、按鍵控制模塊、照明顯示模塊、光敏感應(yīng)模塊、 LED燈指示報(bào)警模塊、遠(yuǎn)程遙控模塊等組成。單片機(jī)主要控制芯片型號(hào)選用STC89C51RC,LED指示報(bào)警模塊選擇三種顏色不同的LED指示燈來(lái)顯示三種不同的工作模式，通過(guò)按鍵控制模塊進(jìn)行調(diào)整和控制工作模式和LED亮度程度，照明模塊選用草帽型12白光LED,光敏感應(yīng)模塊采用可以對(duì)光敏信號(hào)的采集芯片ADC0832,并利用PWM調(diào)光技術(shù)對(duì)LED進(jìn)行光度的自動(dòng)調(diào)節(jié)?？梢酝ㄟ^(guò)紅外遙控遠(yuǎn)距離無(wú)線遙控，通過(guò)單片機(jī)C語(yǔ)言編程進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，將所需的設(shè)計(jì)要求全部可以進(jìn)行功能的控制。關(guān)鍵詞LED臺(tái)燈光度PWM調(diào)光自動(dòng)調(diào)節(jié)第5章調(diào)試硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是對(duì)自己所做好的電子電路板進(jìn)行通電前的萬(wàn)用表檢查，看看有無(wú)短路、斷路的現(xiàn)象， 通過(guò)通電時(shí)， 用示波器進(jìn)行觀察電路輸出部分的電壓屬不屬于正常范圍內(nèi)， 通過(guò)示波器觀察輸出波形是不是符合指標(biāo)，在檢查硬件電路時(shí)要注意用電的安全性。硬件電路調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試過(guò)程與動(dòng)態(tài)調(diào)試過(guò)程兩個(gè)階段進(jìn)行。靜態(tài)調(diào)試階段是在電路系統(tǒng)沒(méi)有通電時(shí)的一種硬件電路中的元器件檢測(cè)。第一步：直觀目測(cè)。檢查外部的各種元件或者是電路是否有少焊、斷點(diǎn)的現(xiàn)象。第二步： 用萬(wàn)用表測(cè)試。 先用萬(wàn)用表一一檢查電路中元器件的兩端電壓實(shí)屬正常， 的連接點(diǎn)，再檢測(cè)各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步： 通電檢測(cè)。 通過(guò)電源電壓的連接使得電路板通電， 檢測(cè)所有插座或是器件的電壓是否符合在要求的值范圍內(nèi)。第四步： 程序功能調(diào)試檢查。 將單片機(jī)通過(guò)最小系統(tǒng)模塊進(jìn)行燒寫(xiě)程序， 將單片機(jī)安裝到項(xiàng)目系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)行控制PW快行光的調(diào)速功能。動(dòng)態(tài)調(diào)試是在通電條件的情況下發(fā)現(xiàn)和排除系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、 器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。 動(dòng)態(tài)調(diào)試的一般方法是由部分到整體， 由簡(jiǎn)單到復(fù)雜。 由部分到整體是指首先按邏輯功能硬件電路分為幾個(gè)部分， 只進(jìn)行某一部分電路模塊的調(diào)試， 這樣可以將故障的范圍限定在最小的局面上。 當(dāng)各模塊電路無(wú)故障后， 將各電路組合加入系統(tǒng)中，在對(duì)各電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。 由簡(jiǎn)單到復(fù)雜是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的分層， 然后分層調(diào)試。 調(diào)試時(shí)，仍采用去掉無(wú)關(guān)元件的方法，逐層調(diào)試下去，就會(huì)排查到哪些元件出現(xiàn)了故障。軟件調(diào)試軟件調(diào)試是通過(guò)對(duì)程序的編寫(xiě)， 以及對(duì)程序的燒寫(xiě)操作進(jìn)行連接、 執(zhí)行進(jìn)行判斷系統(tǒng)電路的運(yùn)行狀況， 通過(guò)程序中的編譯進(jìn)行檢查是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤與邏輯錯(cuò)誤， 可以及時(shí)在程序上進(jìn)行錯(cuò)誤的修改， 也可以通過(guò)仿真軟件進(jìn)行仿真電路， 觀察仿真效果， 這樣可以減少在設(shè)計(jì)過(guò)程中不必要的錯(cuò)誤。第6章總結(jié)基于STC89C51RC系列的單片機(jī)進(jìn)行控制PWM的轉(zhuǎn)動(dòng)速度從而進(jìn)行臺(tái)燈的調(diào)光技術(shù)， 主要以STC89C51作為主控芯片模塊、 手動(dòng)控制模塊、 自動(dòng)控制模塊和呼吸模式模塊組成。手動(dòng)控制模塊中，設(shè)置十個(gè)檔，通過(guò)輸出不同的 PWM占空比對(duì)光度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)換擋。自動(dòng)控制模塊中，通過(guò) ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片不斷測(cè)量光敏電阻兩端的電壓來(lái)測(cè)量感應(yīng)的光度， 將電壓和預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行對(duì)比，調(diào)整PWM的占空比從而進(jìn)行對(duì)光度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 PWM調(diào)速LED臺(tái)燈電路簡(jiǎn)單，節(jié)能環(huán)保，燈的使用壽命強(qiáng)，適合學(xué)生及長(zhǎng)期工作在燈光下的人群。呼吸模式模塊中設(shè)定小夜燈可以進(jìn)行夜起時(shí)的照明?？刂品矫嬖黾恿诉h(yuǎn)程遙控功能，減少了人力，使用更加方便。最后，在本次課程設(shè)計(jì)中，主要有以下體會(huì)：1、對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)電路有進(jìn)一步的學(xué)習(xí)，明白了如何對(duì) LED進(jìn)行規(guī)定電流驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)輸出不同的占空比來(lái)調(diào)節(jié) LED的亮度，從而對(duì)LED的耗電進(jìn)行相應(yīng)的管理；2、掌握了AD轉(zhuǎn)換的原理和相關(guān)芯片的應(yīng)用電路， 比如通過(guò) ADC0832芯片對(duì)外界的模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換等等。3、熟悉掌握了紅外遠(yuǎn)程遙控的應(yīng)用電路。4、培養(yǎng)了自己的項(xiàng)目意識(shí)，遇到困難可以及時(shí)請(qǐng)教老師和同學(xué)，使得自己的能力得到很到的提高， 作為一名大學(xué)生， 并且還是一個(gè)即將踏入社會(huì)的大學(xué)生，多增加一些知識(shí)是非常有必要的選擇， 通過(guò)此次項(xiàng)目的研究與學(xué)習(xí)， 我感覺(jué)我會(huì)更加的努力奮進(jìn)，去迎接更好更充實(shí)的自己。參考文獻(xiàn)周明珠.無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)在控制中的應(yīng)用 [J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2002,4(1):62-71趙玉安.人體熱釋電紅外傳感器介紹 [J].中國(guó)電子制作，2006,9(1):35-40俞海珍，李憲章，馮浩 .熱釋電紅外傳感器及其應(yīng)用 [J].電子照明技術(shù) ,2006.(1):25-28曹巧媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用 [M].北京：北京 :電子工業(yè)出版社， 1997謝曉軍.紅外遙控技術(shù)在付費(fèi)率電度表中應(yīng)用 [J],電測(cè)與儀表，1996,4(1):24-26吳可久.8031單片機(jī)在遙控解碼方面的應(yīng)用 [J].電子技術(shù)， 1993,2:13-15張友德等 .單片機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn) [M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社， 1992(王幸之.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù) [M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社 ,2001,69-78TOC\o"1-5"\h\z張義和,王敏男 ,許宏昌等 .例說(shuō)51單片機(jī) .北京 :人民郵電出版社 ,2008劉坤 ,宋戈 ,趙波等 .51單片機(jī)C語(yǔ)言應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)技術(shù)大全 .北京 :人民郵電出版社 ,2008白延敏.51單片機(jī)典型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)例精講 .北京 :電子工業(yè)出版社 ,2009周麗娜.Protel99SE電路設(shè)計(jì)技術(shù) .北京 :中國(guó)鐵道出版社 ,2009王為青，程國(guó)鋼.單片機(jī)KeilCX51應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù).北京:人民郵電出版社，2007江志紅.51單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)案例精選 .北京 :清華大學(xué)出版社 ,2009)附錄一：protel99se原理圖iizja:??:I-CTTrflJrr加4西刀.n^umuusb接niizja:??:I-CTTrflJrr加4西刀.n^umuusb接n附錄二：源程序//調(diào)用單片機(jī)頭文件//調(diào)用單片機(jī)頭文件#defineucharunsignedchar//無(wú)符號(hào)字符型 宏定義變量范圍0~255#defineuintunsignedint//無(wú)符號(hào)整型 宏定義變量范圍0~65535sbitSCL=P2A2; //SCL定義為P1口的第3位腳，連接ADC0832SCL腳sbitDO=P2A3; //DO定義為P1口的第4位腳,連接ADC0832DO腳sbitCS=P2A0;〃CS定義為P1口的第4位腳，連接ADC0832CS腳sbitred=P1A4; //紅色指示燈sbittd_led=P3A5; //臺(tái)ucharf_pwm_l; //越小越亮bitflag_moshi;uchardangwei;//檔位ucharguangxian; //光線的顯示變量/***********************1ms*****************************/voiddelay_1ms(uintq){uinti,j;for(i=0;i<q;i++)for(j=0;j<120;j++);}/***********讀數(shù)模轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)********************************************************///請(qǐng)先了解 ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換的串行協(xié)議，再來(lái)讀本函數(shù)，主要是對(duì)應(yīng)時(shí)序圖來(lái)理解，本函數(shù)是模擬 0832的串行協(xié)議進(jìn)行的//110通道//111通道unsignedcharad0832read(bitSGL,bitODD){unsignedchari=0,value=0,value1=0;SCL=0;DO=1;CS=0; //開(kāi)始SCL=1; //第一個(gè)上升沿SCL=0;DO=SGL;SCL=1; //第二個(gè)上升沿SCL=0;DO=ODD;SCL=1; //第三個(gè)上升沿SCL=0; //第三個(gè)下降沿DO=1;for(i=0;i<8;i++)(SCL=1;SCL=0;//開(kāi)始從第四個(gè)下降沿接收數(shù)據(jù)value>>=1;if(DO)value++;}for(i=0;i<8;i++){ //接收校驗(yàn)數(shù)據(jù)value1>>=1;

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*功能:主函數(shù)輸入 :無(wú)輸出 :無(wú)***********************************************************************/voidMain(){//初始化定時(shí)器//初始化定時(shí)器red=0;f_pwm_l=99;while(1){key();if(key_can<10)key_with();if(flag_moshi==0) //自動(dòng)模式red=1;elsered=0; //手動(dòng)模式if(flag_moshi==0)//自動(dòng)模式if(guangxian<=10)//開(kāi)燈{TR1=0;//最亮td_led=0;}elseif(guangxian>=90)//關(guān)燈{TR1=0;//滅td_led=1;}else{TR1=1;f_pwm_l=guangxian;}}guangxian=ad0832read(1,0);/采集光線/guangxian=guangxian*99/255;delay_1ms