單片機(jī)控制可控硅

1、1 調(diào)光控制器設(shè)計(jì)在日常生活中，我們常常需要對(duì)燈光的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。本調(diào)光控制器通 過單片機(jī)控制雙向可控硅的導(dǎo)通來實(shí)現(xiàn)白熾燈 （純阻負(fù)載）亮度的調(diào)整。 雙向 可控硅 的特點(diǎn)是導(dǎo)通后即使觸發(fā)信號(hào)去掉，它仍將保持導(dǎo)通；當(dāng)負(fù)載電流為 零 （交流電壓過零點(diǎn) ）時(shí)，它會(huì)自動(dòng)關(guān)斷。所以需要在交流電的每個(gè)半波期間 都要送出觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)信號(hào)的送出時(shí)間就決定了燈泡的亮度。調(diào)光的實(shí)現(xiàn)方式就是在過零點(diǎn)后一段時(shí)間才觸發(fā)雙向可控硅開關(guān)導(dǎo)通， 這段時(shí)間越長(zhǎng)， 可控硅導(dǎo)通的時(shí)間越短， 燈的亮度就越低； 反之，燈就越亮。這就要求要提取出交流電壓的過零點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)，確定觸發(fā)信號(hào)的 送出時(shí)間，達(dá)到調(diào)光的目的。1 1 硬件部分

2、本調(diào)光控制器的框圖如下：查看原圖（大圖）控制部分：為了便于靈活設(shè)計(jì)，選擇可多次寫入的可 編程 器件，這里選 用的是 ATMEL 的 AT89C51 單片機(jī)。驅(qū)動(dòng)部分：由于要驅(qū)動(dòng)的是交流，所以可以用繼電器或光耦 +可控硅（晶 閘管SCR）來驅(qū)動(dòng)。繼電器由于是機(jī)械動(dòng)作，響應(yīng)速度慢，不能滿足其需要?？煽毓柙陔娐分心軌?qū)崿F(xiàn)交流電的無觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，并且不象繼電器那樣控制時(shí)有火花產(chǎn)生，而且動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性高。所以這里選用的是可控硅。負(fù)載部分：本電路只能控制白熾燈 （純阻負(fù)載 ）的亮度。12 軟件 部分要控制的對(duì)象是 50Hz 的正弦交流電， 通過光耦取出其過零點(diǎn)的信號(hào) （同步信號(hào) ）

3、，將這個(gè)信號(hào)送至單片機(jī)的 外中斷，單片機(jī)每接收到這個(gè)同步信號(hào)后啟動(dòng)一個(gè)延時(shí)程序，延時(shí)的具體時(shí)間由按鍵來改變。當(dāng)延時(shí)結(jié)束時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，通過它讓可控硅導(dǎo)通，電流經(jīng)過可控硅流過白熾燈，使燈發(fā)光。延時(shí)越長(zhǎng)，亮的時(shí)間就越短，燈的亮度越暗 （并不會(huì)有閃爍的感覺，因?yàn)橹貜?fù)的頻率為 100Hz ，且人的視覺有暫留效應(yīng) ）。由于延時(shí)的長(zhǎng)短是由按鍵決定的，所以實(shí)際上就是按鍵控制了光的強(qiáng)弱。理論上講，延時(shí)時(shí)間應(yīng)該可以是 010ms內(nèi)的任意值。在程序中，將一個(gè)周期均分成 N 等份，每次按鍵只需要去改變其等份數(shù)，在這里， N 越大越好，但由于受到單片機(jī)本身的限制和基于實(shí)際必要性的考慮，只需要分成大約 100

4、份左右即可，實(shí)際采用的值是 95?？煽毓璧?觸發(fā)脈沖寬度 要根據(jù)具體的光耦結(jié)合示波器觀察而定， 在本設(shè)計(jì)中取20 as程序中使用T1來控制這個(gè)時(shí)間。對(duì)兩個(gè)調(diào)光按鍵的處理有兩種方式： 一種是每次按鍵， 無論時(shí)間的長(zhǎng)短，都只調(diào)整一個(gè)臺(tái)階 （亮或暗 ）；另一種是隨按鍵時(shí)間的不同，調(diào)整方法不同：短按只調(diào)整一個(gè)臺(tái)階，長(zhǎng)按可以連續(xù)調(diào)整。如前面所述，由于本設(shè)計(jì)中的臺(tái)階數(shù)為 95（N=95） ，如果使用前一種方式，操作太麻煩，所以用后者較為合 理。2 各單元電路及說明2 1 交流電壓過零點(diǎn)信號(hào)提取交流電壓過零點(diǎn)信號(hào)提取電路如圖 2 所示，圖中的同步信號(hào)就是我們需要的交流電壓過零點(diǎn)信號(hào)。各部分波形如圖3 所示。

5、查看原圖（大圖）圖中整流后波形中的水平虛線表示光藕P52l 輸入二極管的門限電壓。引腳圖中器件名的后綴 “-1”表示P521 是 TLP521 的簡(jiǎn)稱， 下圖是其引腳圖 包含一組光藕。2. 2 主控單元查看原圖（大圖）主控單元以 AT89C51 單片機(jī)為核心，交流電壓過零點(diǎn)信號(hào)提取電路中 產(chǎn)生的同步信號(hào) SYN 接到 AT89C5l 的 INT0 ，此信號(hào)的 下降沿 將使AT89-C51 產(chǎn)生中斷，以此為延時(shí)時(shí)間的起點(diǎn)。三個(gè)按鍵只用于控制一路燈：一個(gè)為開關(guān)，另外兩個(gè)分別為提高亮度和 降低亮度。74HC573 用于輸出控制可控硅的導(dǎo)通的觸發(fā)信號(hào)。220V 交流主電源導(dǎo)通區(qū)間、同步信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)的

6、時(shí)序關(guān)系如圖 6 所 示。查看原圖（大圖）圖中的陰影部分表示可控硅的導(dǎo)通區(qū)間，它的大小決定了燈的亮度。改 變延時(shí)時(shí)間可改變觸發(fā)信號(hào)和同步信號(hào)的相位關(guān)系， 也改變了可控硅的導(dǎo)通 區(qū)間的大小，達(dá)到調(diào)光的目的。2 3 驅(qū)動(dòng)單元查看原圖（大圖）圖中，L1_D是單片機(jī)輸出的觸發(fā)信號(hào)，該信號(hào)通過光控可控硅MOC3022去驅(qū)動(dòng)可控硅T435。受控的白熾燈接在LI和零線（圖中未畫出） 之間。MOC3022是DIP-6封裝的光控可控硅。其1、2腳分別為二極管的正、 負(fù)極：4、 6腳為輸出回路的兩端； 3、 5腳不用連接。如圖 8所示。查看原圖（大圖）T435-400 是可控硅， “4表”示主回路電流是 4A ；“35表”示觸發(fā)端的最大電流是 35mA ，一般該端有最大電流的 5就可保證可靠地觸發(fā)。 T435-400外型圖如圖 9 所示。3 程序流程圖查看原圖（大圖）4 結(jié)束語(yǔ)本控制器使用了三個(gè)開關(guān)控制一路燈， 主要是為了在教學(xué)過程中降低難 度。也可改為一個(gè)開關(guān)控制一路燈，比如短按為開、關(guān)，第一次長(zhǎng)按為降低 亮度，連續(xù)的第二次長(zhǎng)按為提高亮度等。 電路不用改動(dòng)，