基于單片機(jī)的PWM調(diào)光燈(定稿)

工學(xué)院畢業(yè)論文基于單片機(jī)的基于單片機(jī)的PWM調(diào)光燈專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)班級(jí)：電子1041學(xué)號(hào)：1001401126學(xué)生姓名：於衛(wèi)東校外指導(dǎo)教師：校內(nèi)指導(dǎo)教師：葉香美二零一二年五月基于單片機(jī)的PWM調(diào)光燈摘要：目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能IC卡，民用豪華轎車的平安保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。更不用說自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用尤為重要。而51單片機(jī)是各類單片機(jī)中最為典型和最具代表性的一種。本實(shí)驗(yàn)是基于MCS-51系列單片機(jī)所設(shè)計(jì)的，以單片機(jī)芯片AT89C52作為核心控制器，通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制，實(shí)現(xiàn)PWM控制LED的亮度，由主機(jī)和遙控從機(jī)兩局部組成。本系統(tǒng)基于紅外線無線遙感技術(shù)，以高亮度LED燈為光源，以編碼解碼芯片PT2262/PT2272芯片為從機(jī)的核心器件實(shí)現(xiàn)紅外線遠(yuǎn)程控制，以STC12C5A60S2單片機(jī)作為主機(jī)的核心器件主要負(fù)責(zé)調(diào)光，采用PWM節(jié)能法來實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈啟停、亮度進(jìn)行快速而準(zhǔn)確地控制。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、本錢低、操作方便、遙控距離在8m左右，可廣泛應(yīng)用于家庭照明。關(guān)鍵字：紅外線無線遙控；節(jié)能環(huán)保；LED燈；PWM節(jié)能法目錄1緒論…………………31.1課題的意義及內(nèi)容31.2設(shè)計(jì)任務(wù)31.3設(shè)計(jì)要求32方案論證……………52.1從機(jī)設(shè)計(jì)方案52.2主機(jī)設(shè)計(jì)方案52.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選定52.3.1從機(jī)方案選定………52.3.2主機(jī)方案選定………63硬件電路設(shè)計(jì)………………………73.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹73.2從機(jī)紅外遙控單元的電路設(shè)計(jì)73.3主機(jī)控制單元電路設(shè)計(jì)83.4單片機(jī)93.5鍵盤電路設(shè)計(jì)113.6LM7805模塊電路123.7控制板電路134系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)……………………144.1紅外線遙控原理154.2按鍵控制LED燈亮度154.3從機(jī)遙控功能軟件流程圖154.4主機(jī)控制功能軟件流程圖175測(cè)試調(diào)試…………185.1測(cè)試儀器195.2檢測(cè)方法195.2.1檢測(cè)紅外線的發(fā)射與接收…………19檢測(cè)PWM的輸出占空比……………195.3測(cè)試結(jié)果196結(jié)論………………19謝辭…………………20參考文獻(xiàn)……………21附錄A………………22附錄B………………23附錄C………………25附錄D………………25附錄E………………291緒論1.1課題的意義及內(nèi)容當(dāng)今社會(huì)信息技術(shù)開展迅速，科技開展更如同跳躍，可是大多數(shù)家庭、單位都采用手動(dòng)開關(guān)，人們有時(shí)不想走動(dòng)，常常是晚上睡覺或者離開時(shí)才關(guān)燈?；谏鲜鲈颍瑸榱烁奖闵?，本文設(shè)計(jì)出了一遙控調(diào)光燈，其不僅可以遙控開、關(guān)燈，還能根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)燈光的亮度。此外，本設(shè)計(jì)還有一大亮點(diǎn)就是采用高亮度LED燈作為光源。LED照明以壽命長(zhǎng)、節(jié)能、環(huán)保等顯著優(yōu)點(diǎn)而倍受人們關(guān)注,被認(rèn)為是21世紀(jì)最有價(jià)值的新光源。本系統(tǒng)主機(jī)局部以STC12C5A60S2單片機(jī)和解碼芯片PT2272為核心控制器件，通過控制PWM來準(zhǔn)確而快速地控制燈啟停與亮度的調(diào)節(jié)；從機(jī)局部采用編碼芯片PT2262芯片為核心控制器件，通過按鍵控制紅外線遙控來控制LED燈的開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)。脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“PulseWidthModulation〞的縮寫，簡(jiǎn)稱脈寬調(diào)制，是利用微處理器的數(shù)字輸出來對(duì)模擬電路進(jìn)行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛應(yīng)用在從測(cè)量、通信到功率控制與變換的許多領(lǐng)域中。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)以“環(huán)保、節(jié)能、高性價(jià)比〞為主題，設(shè)計(jì)并制作一個(gè)遙控調(diào)光燈。1.3設(shè)計(jì)要求1、我將利用單片機(jī)為主控芯片，來調(diào)節(jié)LED的亮度。2、系統(tǒng)分為主機(jī)和遙控從機(jī)兩個(gè)工作組，其中主機(jī)負(fù)責(zé)亮度的調(diào)節(jié)，從機(jī)利用紅外遠(yuǎn)程控制。3、從機(jī)將分為發(fā)射與接收兩個(gè)局部，其中發(fā)射局部也就是遙控器將會(huì)有兩個(gè)按鍵A與B，按下A時(shí)，LED的亮度將會(huì)逐漸變亮，按下B時(shí)，正好相反LED的亮度會(huì)逐漸變暗。4、主機(jī)也有調(diào)光功能，通過按鍵可以任意調(diào)節(jié)光的亮度。本系統(tǒng)主要由控制模塊、LM7805模塊、鍵盤接口模塊等3局部組成。本系統(tǒng)利用STC12C5A60S2為系統(tǒng)核心，利用穩(wěn)壓管7805和TIP42C作為L(zhǎng)ED燈驅(qū)動(dòng)器。C語言來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)LED燈光變換的效果。圖1.1總體設(shè)計(jì)框圖2方案論證2.1主機(jī)設(shè)計(jì)方案方案一： AT89S52單片機(jī)+專用紅外解碼芯片+A/D轉(zhuǎn)換芯片。SN2501為專用紅外線解碼芯片，專用芯片有固定的解碼方式，外部元件只要一個(gè)4M晶振和兩片瓷片電容，上電后即可工作。將解碼數(shù)據(jù)輸送到AT89S52單片機(jī)中進(jìn)行處理，然后對(duì)LED燈進(jìn)行PWM方式控制亮度。主機(jī)上的亮度調(diào)節(jié)旋鈕通過DAC0832的A/D轉(zhuǎn)換芯片將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，將信號(hào)傳送到單片機(jī)中進(jìn)行處理，然后對(duì)LED燈進(jìn)行PWM方式控制亮度。方案二：STC12C5A60S2單片機(jī)。高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051,但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。方案三：以LPC2138為主控芯片:其本身自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，帶大容量的32KRAM和512KFLASH,內(nèi)部資源豐富且系統(tǒng)穩(wěn)定，芯片價(jià)格昂貴。2.2從機(jī)設(shè)計(jì)方案方案一：利用WCDMA網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)控制，優(yōu)點(diǎn)遙控距離無限制，符合物聯(lián)網(wǎng)的開展。缺點(diǎn)本錢較高，制作工藝繁瑣方案二： 用專用芯片進(jìn)行紅外線的發(fā)射，HT6221為專用紅外線編碼發(fā)射芯片，可以有32個(gè)不同的編碼，芯片內(nèi)部已有固定的編碼，外部元件只要一個(gè)455KHz的晶振和兩片瓷片電容，上電后即可工作，價(jià)格廉價(jià)。方案三：，用編碼解碼芯片PT2262/PT2272直接進(jìn)行紅外編碼發(fā)射，使接收紅外線的解碼一端的裝置有更多的器件來選擇。12MHz的晶振為常用元件，購置比擬容易。紅外線發(fā)射載波和編碼都能通過軟件編寫，編碼比擬靈活，使得紅外線的編碼具有一定得獨(dú)特性，平安性也更高。2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選定主機(jī)方案選定方案一中的AT89S52單片機(jī)編碼簡(jiǎn)單，便于維修，應(yīng)用廣泛，但是他的能耗較大，不符合節(jié)能環(huán)保的設(shè)計(jì)要求方案二STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S),共4個(gè)16位時(shí)定器兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和T1，沒有定時(shí)器2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器，再加上2路PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器。能夠方便控制燈的亮暗。方案三運(yùn)用LPC2138為主控芯片，其本身自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，帶大容量的32KRAM和512KFLASH,內(nèi)部資源豐富且系統(tǒng)穩(wěn)定，但芯片價(jià)格昂貴。綜合考慮STC12C5A60S2單片機(jī)高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾，符合設(shè)計(jì)要求，所以選擇方案較二為適宜。從機(jī)方案選定由于方案一利用HT6221芯片價(jià)格廉價(jià)，但它的接收器較為復(fù)雜。容易出現(xiàn)誤差方案二藍(lán)牙通信，而藍(lán)牙主要用于短距離傳輸，芯片價(jià)格一直偏高。方案三，用編碼解碼芯片PT2262/PT2272直接進(jìn)行紅外編碼發(fā)射，使接收紅外線的解碼一端的裝置有更多的器件來選擇。12MHz的晶振為常用元件，購置比擬容易。紅外線發(fā)射載波和編碼都能通過軟件編寫，編碼比擬靈活，使得紅外線的編碼具有一定得獨(dú)特性，平安性也更高。相比而言，選擇方案三較為適宜。3硬件電路設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹遙控調(diào)光燈的設(shè)計(jì)，主要分成兩個(gè)局部：從機(jī)和主機(jī)。從機(jī)以編碼芯片PT2262為控制核心，通過按鍵控制紅外遙控的方法來遠(yuǎn)程控制LED燈的開關(guān)和亮度級(jí)別，當(dāng)從機(jī)發(fā)射紅外線時(shí)，工作指示燈會(huì)閃爍提示；主機(jī)STC12C5A60S2單片機(jī)和解碼芯片PT2272為核心，對(duì)接收到從機(jī)的命令后，接收到的不同指令而控制高亮度LED燈〔下文統(tǒng)一稱為L(zhǎng)ED燈〕的不同亮度級(jí)別。主機(jī)也有調(diào)光功能，通過主機(jī)上的按鍵也可以控制LED燈的開關(guān)和亮度級(jí)別。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3.1所示VCCVCC從機(jī)按鍵GNDVCC主機(jī)按鍵控制LED燈亮度工作指示燈工作指示燈圖3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.2從機(jī)紅外遙控單元的電路設(shè)計(jì)從機(jī)主要的功能是實(shí)現(xiàn)紅外線遠(yuǎn)程控制LED燈的開關(guān)及亮度級(jí)別。從機(jī)的硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能的實(shí)現(xiàn)主要靠軟件編程實(shí)現(xiàn)。硬件電路主要由編碼芯片PT2262最小系統(tǒng)、按鍵和紅外發(fā)射管組成，其原理框圖如圖3.2所示。P00-P05P00-P05編碼芯片PT2262P20鍵盤紅外發(fā)射管工作指示燈圖3.2從機(jī)電路原理框圖從機(jī)用編碼芯片PT2262發(fā)出的編碼信號(hào)發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)中的解碼芯片PT2272接收到信號(hào)后，從而使主機(jī)中的單片機(jī)開始工作控制燈的亮暗。按鍵主要設(shè)有：低亮度控制、中亮度控制、高亮度控制。3.3主機(jī)控制單元電路設(shè)計(jì)1、主機(jī)主要是對(duì)LED燈的控制作用，通過產(chǎn)生不同的PWM脈寬信號(hào)傳送給LED燈，LED燈就會(huì)產(chǎn)生不同的亮度變化。主機(jī)硬件電路的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易而又可以完成特定的功能，其原理框圖如圖3所示。STCSTC12C5A60S2紅外線接收頭按鍵PT2272芯片芯片芯片控制LED燈亮度工作指示燈圖3.3主機(jī)電路原理框圖2、主機(jī)通過紅外接收頭接收從機(jī)的紅外線編碼調(diào)制脈沖，STC12C5A60S2單片機(jī)和解碼芯片PT2272，得到不同的指令數(shù)據(jù)，從而執(zhí)行不同的操作。3、主機(jī)上還有功能按鍵與單片機(jī)相連，可以通過按鍵直接控制主機(jī)進(jìn)行操作。3.4單片機(jī)本設(shè)計(jì)采用STC12C5A60S2單片機(jī)為裝置的CPUSTC12C5A60S2單片機(jī)及其引腳說明：STC12C5A60S2是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有128K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC12C5A為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。STC89C52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。STC12C5A60S2共有40條引腳，詳見下列圖圖3.3STC12C5A60S2引腳圖1、.增強(qiáng)型8051CPU，1T，單時(shí)鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)80512、工作電壓：STC12C5A60S2系列工作電壓：5.5V-3.3V〔5V單片機(jī)〕STC12LE5A60S2系列工作電壓：3.6V-2.2V〔3V單片機(jī)〕3、工作頻率范圍：0-35MHz，相當(dāng)于普通8051的0～420MHz4、用戶應(yīng)用程序空間8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字節(jié)。5、片上集成1280字節(jié)RAM6、通用I/O口〔36/40/44個(gè)〕，復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉〔普通8051傳統(tǒng)I/O口〕可設(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可到達(dá)20mA，但整個(gè)芯片最大不要超過55mA7、ISP〔在系統(tǒng)可編程〕/IAP〔在應(yīng)用可編程〕，無需專用編程器，無需專用仿真器可通過串口〔P3.0/P3.1〕直接下載用戶程序，數(shù)秒即可完成一片8、有EEPROM功能(STC12C5A62S2/AD/PWM無內(nèi)部EEPROM)9、內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路〔外部晶體12M以下時(shí)，復(fù)位腳可直接1K電阻到地〕10、外部掉電檢測(cè)電路:在P4.6口有一個(gè)低壓門檻比擬器5V單片機(jī)為1.32V，誤差為+/-5%,3.3V單片機(jī)為1.30V，誤差為+/-3%11、時(shí)鐘源：外部高精度晶體/時(shí)鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為+/-5%到+/-10%以內(nèi))1用戶在下載用戶程序時(shí)，可選擇是使用內(nèi)部R/C振蕩器還是外部晶體/時(shí)鐘12、常溫下內(nèi)部R/C振蕩器頻率為：5.0V單片機(jī)為：11MHz～15.5MHz3.3V單片機(jī)為：8MHz～12MHz精度要求不高時(shí)，可選擇使用內(nèi)部時(shí)鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測(cè)試為準(zhǔn)13、共4個(gè)16位定時(shí)器兩個(gè)與傳統(tǒng)8051兼容的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,16位定時(shí)器T0和T1，沒有定時(shí)器2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器再加上2路PCA模塊可再實(shí)現(xiàn)2個(gè)16位定時(shí)器14、2個(gè)時(shí)鐘輸出口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時(shí)鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時(shí)鐘15、外部中斷I/O口7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模塊，PowerDown模式可由外部中斷喚醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4,T1/P3.5,RxD/P3.0,CCP0/P1.3(也可通過存放器設(shè)置到P4.2),CCP1/P1.4(也可通過存放器設(shè)置到P4.3)16、PWM(2路〕/PCA〔可編程計(jì)數(shù)器陣列,2路〕也可用來當(dāng)2路D/A使用也可用來再實(shí)現(xiàn)2個(gè)定時(shí)器也可用來再實(shí)現(xiàn)2個(gè)外部中斷(上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時(shí)支持)17、A/D轉(zhuǎn)換,10位精度ADC，共8路，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)250K/S(每秒鐘25萬次)18、通用全雙工異步串行口(UART)，由于STC12系列是高速的8051，可再用定時(shí)器或PCA軟件實(shí)現(xiàn)多串口19、STC12C5A60S2系列有雙串口，后綴有S2標(biāo)志的才有雙串口，RxD2/P1.2(可通過存放器設(shè)置到P4.2)，TxD2/P1.3(可通過存放器設(shè)置到20、工作溫度范圍：-40-+85℃(工業(yè)級(jí))/0-7521、封裝：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48I/O口不夠時(shí)，可用2到3根普通I/O口線外接74HC164/165/595〔均可級(jí)聯(lián)〕來擴(kuò)展I/O口,還可用A/D做按鍵掃描來節(jié)省I/O口，或用雙CPU,三線通信，還多了串口。3.5鍵盤電路設(shè)計(jì)鍵盤電路主要作用是給單片機(jī)提供命令式的低電平信號(hào)。鍵盤由三個(gè)按鍵組成分別與STC12C5A60S2的RST，P3.0，P3.3相連用查詢法完成讀鍵功能.圖3.5鍵盤電路3.6LM7805模塊電路LM7805是常用的三端穩(wěn)壓器，一般使用的是TO-220封裝，能提供DC5V的輸出電壓，應(yīng)用范圍廣，內(nèi)含過流和過載保護(hù)電路。帶散熱片時(shí)能持續(xù)提供1A的電流，如果使用外圍器件，它還能提供不通的電壓和電流。LM7805引腳圖〔管腳圖〕7805是常用的三端穩(wěn)壓器件，顧名思義05就是輸出電壓為5v，還可以微調(diào)，7805輸出波紋很小。(1)集成三端穩(wěn)壓器根據(jù)穩(wěn)定電壓的正、負(fù)極性分為78×××，79×××系列。附圖給出了正、負(fù)穩(wěn)壓的典型電路?！凑⒇?fù)穩(wěn)壓7805電路〉(2)三端穩(wěn)壓器的型號(hào)規(guī)格和管腳分布。附表1-17三端穩(wěn)壓器輸出電流字母表示法

例如：78M05三端穩(wěn)壓器可輸出+5V、0．5A的穩(wěn)定電壓；7912三端穩(wěn)壓器可輸出12V、1A的穩(wěn)定電壓。(3)外形及管腳分布，如附圖1-25所示。3.7控制板電路LED燈的負(fù)極接到三極管TIP42C的發(fā)射集，LED燈的正極接電源。穩(wěn)壓管7805的輸出端與電源相連，經(jīng)過7805穩(wěn)壓后由單片機(jī)的P0.2引腳控制。圖3.7控制板電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1紅外線遙控原理紅外線的特點(diǎn)人的眼睛能看到的可見光，假設(shè)按波長(zhǎng)排列，依次(從長(zhǎng)到短)為紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫，紅光的波長(zhǎng)范圍為0.62μm～0.7μm，比紅光波長(zhǎng)還長(zhǎng)的光叫紅外線。紅外線遙控器就是利用波長(zhǎng)0.76μm～1.5μm之間的近紅外線來傳送控制信號(hào)的。紅外線的特點(diǎn)是不干擾其他電器設(shè)備工作，也不會(huì)影響周邊環(huán)境。電路調(diào)試簡(jiǎn)單，假設(shè)對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行編碼，可實(shí)現(xiàn)多路紅外遙控功能。紅外線發(fā)射和接收人們見到的紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩局部。發(fā)射局部的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940nm左右，外形與普通φ5mm發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。一般有透明、黑色和深藍(lán)等三種。判斷紅外發(fā)光二極管的好壞與判斷普通二極管一樣的方法。單只紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率約100mW。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率需用專用儀器測(cè)定，而業(yè)余條件下，只能憑經(jīng)驗(yàn)用拉距法進(jìn)行粗略判定。接收電路的紅外接收管是一種光敏二極管，使用時(shí)要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小，紅外接收二極管收到的信號(hào)較弱，所以接收端就要增加高增益放大電路。然而現(xiàn)在不管是業(yè)余制作或正式的產(chǎn)品，大都采用成品的一體化接收頭。紅外線一體化接收頭是集紅外接收、放大、濾波和比擬器輸出等的模塊，性能穩(wěn)定、可靠。所以，有了一體化接收頭，人們不再制作接收放大電路，這樣紅外接收電路不僅簡(jiǎn)單而且可靠性大大提高。4.2按鍵控制LED燈亮度通過主機(jī)上的按鍵也能控制LED燈。第一種控制方式，其工作原理簡(jiǎn)單些，按下不同的按鍵，單片機(jī)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)輸出不同的PWM，從而控制LED燈的亮度。第二種控制方式，根據(jù)個(gè)人的需要，想把當(dāng)前LED燈亮度在下一次使用中直接調(diào)用，可以使用按鍵將當(dāng)前亮度存儲(chǔ)起來，這個(gè)原理是通過光敏二極管采集當(dāng)前的光線強(qiáng)度傳給單片機(jī)，單片機(jī)得到一個(gè)數(shù)據(jù)后就產(chǎn)生一種PWM脈寬，當(dāng)接收到存儲(chǔ)按鈕按下時(shí)，并將這兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，這樣就可以根據(jù)需要直接調(diào)出適合自己使用的LED燈亮度。4.3從機(jī)遙控功能軟件流程圖在從機(jī)遙控工作過程中，單片機(jī)在一分鐘內(nèi)沒有檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入省電模式，當(dāng)檢測(cè)到喚醒按鍵按下，單片機(jī)有進(jìn)入正常工作模式，并判斷是哪個(gè)按鍵按下的。單片機(jī)軟件控制流程圖如圖4所示。在流程圖中的低級(jí)顯示、中級(jí)顯示和高級(jí)顯示是從機(jī)傳輸給主機(jī)的紅外線編碼控制LED燈的顯示低、中和高亮度級(jí)別。NNYNNYY開始1分鐘有按鍵按下嗎？進(jìn)入省電模式喚醒鍵按下？LED燈開/關(guān)低亮度中亮度高亮度亮度存儲(chǔ)模式轉(zhuǎn)換LED燈關(guān)LED燈開低級(jí)顯示中級(jí)顯示高級(jí)顯示存儲(chǔ)數(shù)據(jù)調(diào)出存儲(chǔ)數(shù)據(jù)紅外線編碼發(fā)射LED開嗎？返回圖4.1從機(jī)遙控功能軟件流程圖4.4主機(jī)控制功能軟件流程圖主機(jī)采用STC12C5A60S2單片機(jī)，內(nèi)部功能強(qiáng)大。紅外接收頭接收到數(shù)據(jù)時(shí)，通過單片機(jī)外部中斷端口向單片機(jī)傳送數(shù)據(jù)。主機(jī)上的紅外接收和按鍵同時(shí)掃描，只要一有指令輸入時(shí)，單片機(jī)就會(huì)做出判斷，執(zhí)行相應(yīng)的功能。其工作流程圖如圖5所示。流程圖中的，低級(jí)顯示、中級(jí)顯示、高級(jí)顯示分別是對(duì)LED燈執(zhí)行低、中、高亮度級(jí)別顯示，逐步顯示為亮度旋鈕的任意調(diào)光顯示。YNYNYNYNYN判斷是否接收到紅外線開始系統(tǒng)初始化，設(shè)置中斷收到哪個(gè)鍵值掃描指令輸入判斷執(zhí)行指令判斷執(zhí)行指令開/關(guān)控制低亮度中亮度高亮度手動(dòng)調(diào)節(jié)亮度LED燈是開？LED燈關(guān)LED燈開低級(jí)顯示中級(jí)顯示高級(jí)顯示逐步顯示返回5測(cè)試調(diào)試5.1測(cè)試儀器1、仿真實(shí)驗(yàn)箱一臺(tái)；2、單片機(jī)仿真機(jī)一個(gè)；3、萬用表一個(gè)；4、5V穩(wěn)壓電源一個(gè)；5、TKS軟件；5.2檢測(cè)方法檢測(cè)紅外線的發(fā)射與接收常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)局部。發(fā)射局部的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管，由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為940nm左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。紅外發(fā)光二極管一般有黑色、深藍(lán)、透明三種顏色。判斷紅外發(fā)光二極管好壞的方法與判斷普通二極管一樣：用萬用表電阻擋量一下紅外發(fā)光二極管的正、反向電阻即可。紅外發(fā)光二極管的發(fā)光效率要用專門的儀器才能精確測(cè)定，而業(yè)余條件下只能用拉距法來粗略判定。

接收局部的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。檢測(cè)PWM的輸出占空比直接用示波器接到單片機(jī)的I/O端口，當(dāng)從機(jī)、主機(jī)有按鍵按下或者亮度旋鈕旋動(dòng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生不同占空比的PWM。5.3測(cè)試結(jié)果從機(jī)用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)紅外編碼，通過2個(gè)功能按鍵向主機(jī)發(fā)射不同的脈沖編碼，主機(jī)通過單片機(jī)解碼，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生不同的PWM控制LED燈的亮度。其從機(jī)遙控實(shí)現(xiàn)功能如表1所示。表5.1從機(jī)遙控發(fā)射功能對(duì)照表按鍵碼數(shù)據(jù)碼控制指令0x010x01LED燈開/關(guān)狀態(tài)0x020x02LED燈低亮度控制0x030x03LED燈中亮度控制0x040x04LED燈高亮度控制0x050x05LED燈任意調(diào)節(jié)亮度控制主機(jī)的控制功能實(shí)現(xiàn)紅外線的解碼及產(chǎn)生控制功能外，主機(jī)上也有按鍵，主機(jī)可以脫離從機(jī)而獨(dú)立工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的控制作用。6結(jié)論 本系統(tǒng)主要以單片機(jī)〔STC12C5A60S2，PT2272，PT2262〕為主要控制芯片，采用光敏二極管采集光亮度，并運(yùn)用PWM技術(shù)實(shí)現(xiàn)燈的亮度調(diào)節(jié)。在設(shè)計(jì)過程中力求硬件電路簡(jiǎn)單，充分發(fā)揮軟件設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)——雖然是簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，但我也了解到了開發(fā)流程，系統(tǒng)的功能規(guī)劃、逐步整合完善功能的開發(fā)方法。猶其是編程調(diào)試的技巧，采用結(jié)構(gòu)化，單元化的代碼結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)單修改來配置相應(yīng)功能，這樣對(duì)于調(diào)試某個(gè)子程序或代碼段而言是十分方便的，高質(zhì)量的代碼也確實(shí)需要反復(fù)調(diào)試修改來改良得到。在作品的制作當(dāng)中，遇到的主要困難是紅外線的編碼與解碼，遙控編碼脈沖信號(hào)采用ppm碼，ppm碼通常包括三大局部，即引導(dǎo)碼〔起始碼〕、系統(tǒng)碼〔即識(shí)別碼，用戶碼或設(shè)備碼〕和功能碼〔鍵位數(shù)據(jù)碼〕。編碼的平安性主要表達(dá)在了系統(tǒng)碼和功能碼的編程，在解碼上也有自己的獨(dú)特之處。因此，單片機(jī)編碼難以破解，接收端也不容易被其它紅外發(fā)射裝置所控制。備有資料以便查閱能有效提高工作效率，一些不常用的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)往往需要查找相關(guān)資料才知道。對(duì)于軟件，其幫助文檔是優(yōu)秀的參考資料，畢業(yè)設(shè)計(jì)期間常用Keil軟件的調(diào)試功能，各調(diào)試工具的用法在其幫助文檔有詳細(xì)的說明。仿真調(diào)試是個(gè)很有用的調(diào)試手段，雖不能做實(shí)時(shí)分析，但可以很方便地自建環(huán)境獨(dú)立測(cè)試一段代碼，單步運(yùn)行及設(shè)置斷點(diǎn)、查看內(nèi)存數(shù)據(jù)等工具對(duì)于了解運(yùn)行細(xì)節(jié)，猶其是檢測(cè)出錯(cuò)時(shí)很有幫助。在當(dāng)今社會(huì)電子產(chǎn)品已進(jìn)入到家家戶戶，學(xué)習(xí)的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)是電子技術(shù)、通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的復(fù)合型專業(yè)。主要包括高頻、低頻、電子技術(shù)、彩色電視原理、有線電視技術(shù)、傳感器原理、電路根底、EDA技術(shù)等方面的技術(shù)。在技術(shù)需缺的這個(gè)時(shí)代，電子技術(shù)將有很大的開展空間。謝辭本論文設(shè)計(jì)在葉香美老師的悉心指導(dǎo)下完成，從開題報(bào)告到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著葉香美老師的心血與汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，葉香美老師為我提供了各種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)以及富于創(chuàng)造性的建議，葉老師做事認(rèn)真負(fù)責(zé)，話不多說但是與我的交流都是重要的話題。在此我向葉香美老師表示深深的感謝和崇高的敬意！在臨近畢業(yè)之際，我還要借此時(shí)機(jī)向在這四年中給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們兩年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以表達(dá)，順利完成畢業(yè)論文。同時(shí)向在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文的作者表示謝意。參考文獻(xiàn)[1]蔣運(yùn)茂.電工儀表與測(cè)量[M].北京:中國(guó)勞動(dòng)出版社,1994.[2]謝自美、閻樹蘭、趙去娣、朱如琪、羅杰.電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試[J].武漢：化中科技大學(xué)出版社，2000[3]付曉光.單片機(jī)原理與實(shí)用技術(shù)[J].北京：清華大學(xué)出版社；北方交通大學(xué)出版社，2004[4]馮古嶺.數(shù)字電壓表及數(shù)字多用表檢測(cè)技術(shù)[J].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2003(12)[5]黃智偉、王彥、陳文光、朱衛(wèi)華.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽訓(xùn)練教程.北京：電子工業(yè)出版社，2005附錄A原理圖附錄BPCB板附錄C實(shí)物圖附錄D單片機(jī)程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>sbitK1=P3^0;//增加鍵sbitK2=P3^3;//減少鍵sbitBEEP=P3^7;//蜂鳴器unsignedcharPWM=0x7f;//賦初值voidBeep();voiddelayms(unsignedcharms);voiddelay(unsignedchart);voidmain(){P1=0xff;TMOD=0x21;TH0=0xfc;//1ms延時(shí)常數(shù)TL0=0x66;//頻率調(diào)節(jié)TH1=PWM;//脈寬調(diào)節(jié)TL1=0;EA=1;ET0=1;ET1=1;TR0=1;while(1){do{if(PWM!=0xff){PWM++;delayms(12);}elseBeep();}while(K1==0);do{if(PWM!=0x02){PWM--;delayms(12);}elseBeep();}while(K2==0);}}/*********************************************************///定時(shí)器0中斷效勞程序./***********