單片機(jī)控制220V燈泡亮暗實(shí)踐報(bào)告

1、基于51單片機(jī)控制燈泡亮度TxTxTxTxTx*1*1*1*1*1*1*1*TxTxTxTxTxTxTxTOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2一、51單片機(jī)及其特點(diǎn)1 HYPERLINK l bookmark4二、基本控制原理12.1.系統(tǒng)控制基本原理22.2.按鍵控制單元22.3.過(guò)零檢測(cè)組件22.4.驅(qū)動(dòng)電路單元3 HYPERLINK l bookmark6三、總電路原理圖4 HYPERLINK l bookmark8四、系統(tǒng)軟件（控制程序）5 HYPERLINK l bookmark10五、元器件參數(shù)列表8基于51單片機(jī)控制燈泡亮度一、51單片機(jī)及其特點(diǎn)8

2、051單片機(jī)最早由Intel公司推出，其后，多家公司購(gòu)買了8051的內(nèi)核，使得以8051為內(nèi)核的MCU系列單片機(jī)在世界上產(chǎn)量最大，應(yīng)用也最廣泛，有人推測(cè)8051可能最終形成事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)MCU芯片。51系列特點(diǎn)之一是它從內(nèi)部的硬件到軟件有一套完整的按位操作系統(tǒng)，稱作位處理器，或布爾處理器。它的處理對(duì)象不是字或字節(jié)而是位。它不光能對(duì)片內(nèi)某些特殊功能寄存器的某位進(jìn)行處理，如傳送、置位、清零、測(cè)試等，還能進(jìn)行位的邏輯運(yùn)算，其功能十分完備，使用起來(lái)得心應(yīng)手。雖然其他種類的單片機(jī)也具有位處理功能，但能進(jìn)行位邏輯運(yùn)算的實(shí)屬少見(jiàn)。51系列在片內(nèi)RAM區(qū)間還特別開(kāi)辟了一個(gè)雙重功能的地址區(qū)間，十六個(gè)字節(jié)，單元地址

3、20H2FH,它既可作字節(jié)處理，也可作位處理作位處理時(shí)，合128個(gè)位，相應(yīng)位地址為OOH7FH,使用極為靈活?？傮w來(lái)看51單片機(jī)有以下特點(diǎn)：有優(yōu)異的性能價(jià)格比;集成度高、體積小、有很高的可靠性。單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小，對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作;控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令I(lǐng)/O口的邏輯操作以及位處理功能。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī);低功耗、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品;外部總線增加了IC(

4、Inter-IntegratedCircuit)及SPI(SerialPeripheralInterface)等串行總線方式，進(jìn)一步縮小了體積，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu);單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展和系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。二、基本控制原理在日常生活中，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(guò)單片機(jī)控制雙向可控硅的導(dǎo)通來(lái)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(guò)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(guò)零點(diǎn)后一段時(shí)間才觸

5、發(fā)雙向可控硅開(kāi)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。控制部分：選擇可多次寫(xiě)入的可編程器件ATMEL的AT89C51單片機(jī)。驅(qū)動(dòng)部分：要驅(qū)動(dòng)的是交流，可以用繼電器或光耦+可控硅來(lái)驅(qū)動(dòng)?？煽毓柙陔娐分心軌?qū)崿F(xiàn)交流電的無(wú)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控制。負(fù)載部分：本電路以單片機(jī)控制白熾燈的亮度變化。30pVCC10u130p*XTAL1較TAL2ST1918U131XTAL1XTAL2RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0

6、.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD73837363534-32RST123678PSENALEEAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A152122232T2T26-2T-2TP2.0P2.2P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INTLP3.3/INT1P3.4/T0P3.5/TTP3.6/WRP3.7/RD102351780C512.1.系統(tǒng)控制基本原理控制基本原理圖2.2.按鍵控制單元按鍵單元采用高電位無(wú)效低電位有效地輸入方式，使得輸入的電

7、流不大，保護(hù)單片機(jī)芯片安全。按鍵操作有兩種方式：一種是短時(shí)間按動(dòng)按鍵，只調(diào)整一個(gè)臺(tái)階（亮或暗）；另一種是長(zhǎng)時(shí)間按住按鍵，根據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度連續(xù)調(diào)整亮暗變化。2.3.過(guò)零檢測(cè)組件由于系統(tǒng)采用的是延時(shí)給脈沖的工作方式，必須準(zhǔn)確計(jì)算延時(shí)的時(shí)間，延時(shí)必須每次在工頻信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)開(kāi)始算起，因此需準(zhǔn)確采集工頻信號(hào)的零點(diǎn)。下圖為過(guò)零檢測(cè)的電路圖:彎100HX過(guò)零檢測(cè)原理工頻信號(hào)經(jīng)整流、二極管、光耦后會(huì)輸出一個(gè)頻率為100Hz的脈沖信號(hào),過(guò)零信號(hào)波形時(shí)序圖脈沖對(duì)應(yīng)工頻信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)。此脈沖信號(hào)作為系統(tǒng)的中斷輸入（P3.2口丿，控制延時(shí)計(jì)算的開(kāi)始。2.4.驅(qū)動(dòng)電路單元及負(fù)載系統(tǒng)采用雙向可控晶閘管控制電路通斷，給脈沖后管子

8、導(dǎo)通，過(guò)零后自動(dòng)關(guān)斷。脈沖的給定是在中斷延時(shí)到后有CPU的P3.0口輸出到驅(qū)動(dòng)電路，控制管子導(dǎo)通。負(fù)載則為一盞白熾燈（或純阻性負(fù)載丿。觸發(fā)信號(hào)電路如下圖：主電源導(dǎo)通區(qū)間和觸發(fā)信號(hào)時(shí)序關(guān)系觸發(fā)信號(hào)直接決定晶閘管的導(dǎo)通時(shí)間，從而控制主電源輸出有效值，間接調(diào)控?zé)襞萘涟?。三、總電路原理圖同步信號(hào)作為系統(tǒng)的中斷輸入（經(jīng)全橋整流DB107,光耦隔離P521,從P3.2口輸入丿，控制延時(shí)計(jì)算的開(kāi)始；8051執(zhí)行程序，觸發(fā)信號(hào)由8051的P3.0口提供一個(gè)輸出控制脈沖，再經(jīng)光耦MOS3022間接控制電源導(dǎo)通。VCCC1XTAL130p12MHZXTAL2C230pRSTC3R110k10uU1XTAL119X

9、TAL1XTAL218XTAL2RST9RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD721kRwR310kVCCU229303112345678PSENALEEAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.780C51VCCP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD01234567R5A

10、C1R630kAC230kKBP206U3A12TPL521R75.1K65P3.24P3.0VCCR10R8U5161805.1kR924R11270MOC30221kU4L401E3AC1AC2主電路原理四、系統(tǒng)軟件（控制程序）ORG0000HSJMPMAIN;主程序入口ORG0003HAJMPOUTPUT;中斷輸出子程序入口ORG0050HMAIN:MOVSP,#30HSETBIT0SETBEACLREX0;初始化，設(shè)置中斷MOVR0,#7FH;初始亮度為中間值UNHOLD:ORLP2,#01H;開(kāi)機(jī)鍵掃描LCALLDELAYKEYMOVC,P2.0JCUNHOLD;低電平開(kāi)機(jī)CLRCS

11、TART:;開(kāi)機(jī)運(yùn)行程序ORLP2,#01H;關(guān)機(jī)鍵掃描LCALLDELAYKEYMOVC,P2.0JNCUNHOLD;低電平關(guān)機(jī)SETBEX0;開(kāi)中斷MOVP1,R0ORLP2,#06H;檔位變化鍵掃描LCALLDELAYKEYJNBP2.1,UPR0;進(jìn)入降低亮度子程序JNBP2.2,DOWNR0;進(jìn)入增加亮度子程序AJMPSTARTUPR0:MOVA,R0ADDA,#0FHJCUPFULL;判斷極值MOVR0,ALJMPSTARTUPFULL:MOVR0,#0FFHLJMPSTARTDOWNR0:MOVA,R0SUBBA,#0FHJCDOEMPUTY;判斷極值MOVR0,ALJMPSTARTDOEMPUTY:MOVR0,00HLJMPSTARTOUTPUT:;輸出子程序PUSHACCSETBP3.0MOVA,R0LCALLDELAYCLRP3.0;低電平觸發(fā)NOPNOPNOPSETBP3.0POPACCRETIDELAY:MOVR1,A;延時(shí)子程序D1:MOVR2,#14DJNZR2,$DJNZR1,D1RETDELAYKEY:;延時(shí)消抖子程序RETMOVR1,#20DEL2:MOVR2,#10DEL1:MOVR3,#124NOPDEL0:NOPNOPDJNZR3,DEL0DJNZR2,DEL1DJNZR1,DEL2RETSJMP$