單片機(jī)控制可控硅

1、1調(diào)光控制器設(shè)計在日常生活中，我們常常需要對燈光的亮度進(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)通來實現(xiàn)白熾燈（純阻負(fù)載）亮 度的調(diào)整。雙向可控硅的特點是導(dǎo)通后即使觸發(fā)信號去掉，它仍將保 持導(dǎo)通；當(dāng)負(fù)載電流為零（交流電壓過零點）時，它會自動關(guān)斷。所以 需要在交流電的每個半波期間都要送出觸發(fā)信號，觸發(fā)信號的送出時 間就決定了燈泡的亮度。調(diào)光的實現(xiàn)方式就是在過零點后一段時間才觸發(fā)雙向可控硅開 關(guān)導(dǎo)通，這段時間越長，可控硅導(dǎo)通的時間越短，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，并以此為基礎(chǔ)，確定觸發(fā) 信號的送出時間，達(dá)到調(diào)光的目的。1. 1硬件部分本調(diào)光控制器的

2、框圖如下：圖1調(diào)光控制器框圖查看原圖（大圖）控制部分：為了便于靈活設(shè)計，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)動部分：由于要驅(qū)動的是交流，所以可以用繼電器或光耦+可 控硅（晶閘管SCR）來驅(qū)動。繼電器由于是機(jī)械動作，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)交流電的無觸點控制，以小 電流控制大電流，并且不象繼電器那樣控制時有火花產(chǎn)生，而且動作 快、壽命長、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。1. 2軟件部分要控制的對象是50Hz的正弦交流電，通過光耦取出其過零點的 信號（同步信號），將這個信號送至

3、單片機(jī)的外中斷，單片機(jī)每接收到 這個同步信號后啟動一個延時程序，延時的具體時間由按鍵來改變。 當(dāng)延時結(jié)束時，單片機(jī)產(chǎn)生觸發(fā)信號，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。延時越長，亮的時間就越短，燈的 亮度越暗（并不會有閃爍的感覺，因為重復(fù)的頻率為100Hz,且人的 視覺有暫留效應(yīng)）。由于延時的長短是由按鍵決定的，所以實際上就 是按鍵控制了光的強(qiáng)弱。理論上講，延時時間應(yīng)該可以是010ms內(nèi)的任意值。在程序 中，將一個周期均分成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際必要性的考慮，只需要分成大約100份左右即可，實際采用的值是

4、95。可控硅的觸發(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)計中取20 s程序中使用T1來控制這個時間。對兩個調(diào)光按鍵的處理有兩種方式：一種是每次按鍵，無論時間 的長短，都只調(diào)整一個臺階（亮或暗）；另一種是隨按鍵時間的不同， 調(diào)整方法不同：短按只調(diào)整一個臺階，長按可以連續(xù)調(diào)整。如前面所 述，由于本設(shè)計中的臺階數(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交流電壓過零點信號提取交流電壓過零點信號提取電路如圖2所示，圖中的同步信號就是 我們需要的交流電壓過零點信號。各部分波形如圖3所示。圖2過零點信號（同步信號）提取電路3過零點信號

5、（同步信號）波形圖查看原圖（大圖）圖中整流后波形中的水平虛線表示光藕P521輸入二極管的門限 電壓。P521是TLP521的簡稱，下圖是其引腳圖。引腳圖中器件名 的后綴“-1”表示包含一組光藕。TLP521-1圖4 P521引腳圖2. 2主控單元一，枝.11 vcc作黑黑ME聚維網(wǎng)星申3*圖5單片機(jī)電路圖查看原圖（大圖）主控單元以AT89C51單片機(jī)為核心，交流電壓過零點信號提取 電路中產(chǎn)生的同步信號SYN接到AT89C51的INT0，此信號的下降 沿將使AT89-C51產(chǎn)生中斷，以此為延時時間的起點。三個按鍵只用于控制一路燈：一個為開關(guān)，另外兩個分別為提高 亮度和降低亮度。74HC573用于

6、輸出控制可控硅的導(dǎo)通的觸發(fā)信號。220V交流主電源導(dǎo)通區(qū)間、同步信號和觸發(fā)信號的時序關(guān)系如 圖6所示。220V交流,同步信號彳延時觸發(fā)信號圖6主電源導(dǎo)通區(qū)間、同步信號和觸發(fā)信號時序圖查看原圖（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。改變延時時間可改變觸發(fā)信號和同步信號的相位關(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)動單元圖7可控硅主電源導(dǎo)通區(qū)間、同步信號和觸發(fā)信號的時序圖查看原圖（大圖）圖中，L1_D是單片機(jī)輸出的觸發(fā)信號，該信號通過光控可控硅去驅(qū)動可控硅T435。受控的白熾燈接在Ll和零線（圖中未畫出）之間。MOC3022是DIP-6封裝的

7、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。圖8 M0C3022引腳圖圖9 T435-400外形圖查看原圖（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T1中斷流程圖停 It T1觸發(fā)值早電平口儂圖10程序流程圖查看原圖（大圖）4結(jié)束語本控制器使用了三個開關(guān)控制一路燈，主要是為了在教學(xué)過程中降低難度。也可改為一個開關(guān)控制一路燈，比如短按為開、關(guān)，第一 次長按為降低亮度，連續(xù)的第二次長按為提高亮度等。電路