基于51單片機的PWM調光燈設計綜述

摘要目前市場上的LED臺燈，作為LED的綠色護眼光源產品而進行開發(fā)和研究，還是作為我國的照明推廣家用型產品。隨著時代的變遷，社會的發(fā)展，節(jié)能和環(huán)保這一主題已經是當今社會必要發(fā)展的目標了、健康與人們的日常生活變得密不可分，科技的進步，也使家電更加智能化和人性化。臺燈作為家電中基礎的，也是必不可少的，所以，提出PWM調光燈設計。本設計主要是將STC89C51RC單片機作為控制核心，這是將多種功能集于一體的智能LED臺燈。該臺燈具有手動、自動兩種調節(jié)亮度的方式；主要的產品功能有呼吸模式、紅外遙控操作等等。硬件的設計部分為單片機控制模塊、按鍵控制模塊、照明顯示模塊、光敏感應模塊、 LED燈指示報警模塊、遠程遙控模塊等組成。單片機主要控制芯片型號選用STC89C51RC,LED指示報警模塊選擇三種顏色不同的LED指示燈來顯示三種不同的工作模式，通過按鍵控制模塊進行調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,光敏感應模塊采用可以對光敏信號的采集芯片ADC0832,并利用PWM調光技術對LED進行光度的自動調節(jié)?？梢酝ㄟ^紅外遙控遠距離無線遙控，通過單片機C語言編程進行軟件設計，將所需的設計要求全部可以進行功能的控制。關鍵詞LED臺燈光度PWM調光自動調節(jié)第5章調試硬件調試硬件調試主要是對自己所做好的電子電路板進行通電前的萬用表檢查，看看有無短路、斷路的現象， 通過通電時， 用示波器進行觀察電路輸出部分的電壓屬不屬于正常范圍內， 通過示波器觀察輸出波形是不是符合指標，在檢查硬件電路時要注意用電的安全性。硬件電路調試可分為靜態(tài)調試過程與動態(tài)調試過程兩個階段進行。靜態(tài)調試階段是在電路系統(tǒng)沒有通電時的一種硬件電路中的元器件檢測。第一步：直觀目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有少焊、斷點的現象。第二步： 用萬用表測試。 先用萬用表一一檢查電路中元器件的兩端電壓實屬正常， 的連接點，再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現象。第三步： 通電檢測。 通過電源電壓的連接使得電路板通電， 檢測所有插座或是器件的電壓是否符合在要求的值范圍內。第四步： 程序功能調試檢查。 將單片機通過最小系統(tǒng)模塊進行燒寫程序， 將單片機安裝到項目系統(tǒng)內，進行控制PW快行光的調速功能。動態(tài)調試是在通電條件的情況下發(fā)現和排除系統(tǒng)硬件中存在的器件內部故障、 器件連接邏輯錯誤等的一種硬件檢查。 動態(tài)調試的一般方法是由部分到整體， 由簡單到復雜。 由部分到整體是指首先按邏輯功能硬件電路分為幾個部分， 只進行某一部分電路模塊的調試， 這樣可以將故障的范圍限定在最小的局面上。 當各模塊電路無故障后， 將各電路組合加入系統(tǒng)中，在對各電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進行調試。 由簡單到復雜是將信號流經的各器件按照距離單片機的邏輯距離進行由簡單到復雜的分層， 然后分層調試。 調試時，仍采用去掉無關元件的方法，逐層調試下去，就會排查到哪些元件出現了故障。軟件調試軟件調試是通過對程序的編寫， 以及對程序的燒寫操作進行連接、 執(zhí)行進行判斷系統(tǒng)電路的運行狀況， 通過程序中的編譯進行檢查是否存在語法錯誤與邏輯錯誤， 可以及時在程序上進行錯誤的修改， 也可以通過仿真軟件進行仿真電路， 觀察仿真效果， 這樣可以減少在設計過程中不必要的錯誤。第6章總結基于STC89C51RC系列的單片機進行控制PWM的轉動速度從而進行臺燈的調光技術， 主要以STC89C51作為主控芯片模塊、 手動控制模塊、 自動控制模塊和呼吸模式模塊組成。手動控制模塊中，設置十個檔，通過輸出不同的 PWM占空比對光度進行手動調節(jié)換擋。自動控制模塊中，通過 ADC0832模數轉換芯片不斷測量光敏電阻兩端的電壓來測量感應的光度， 將電壓和預設的閾值進行對比，調整PWM的占空比從而進行對光度的自動調節(jié)。 PWM調速LED臺燈電路簡單，節(jié)能環(huán)保，燈的使用壽命強，適合學生及長期工作在燈光下的人群。呼吸模式模塊中設定小夜燈可以進行夜起時的照明?？刂品矫嬖黾恿诉h程遙控功能，減少了人力，使用更加方便。最后，在本次課程設計中，主要有以下體會：1、對LED的驅動電路有進一步的學習，明白了如何對 LED進行規(guī)定電流驅動，并通過輸出不同的占空比來調節(jié) LED的亮度，從而對LED的耗電進行相應的管理；2、掌握了AD轉換的原理和相關芯片的應用電路， 比如通過 ADC0832芯片對外界的模擬量進行轉換等等。3、熟悉掌握了紅外遠程遙控的應用電路。4、培養(yǎng)了自己的項目意識，遇到困難可以及時請教老師和同學，使得自己的能力得到很到的提高， 作為一名大學生， 并且還是一個即將踏入社會的大學生，多增加一些知識是非常有必要的選擇， 通過此次項目的研究與學習， 我感覺我會更加的努力奮進，去迎接更好更充實的自己。參考文獻周明珠.無觸點開關在控制中的應用 [J].現代電子技術，2002,4(1):62-71趙玉安.人體熱釋電紅外傳感器介紹 [J].中國電子制作，2006,9(1):35-40俞海珍，李憲章，馮浩 .熱釋電紅外傳感器及其應用 [J].電子照明技術 ,2006.(1):25-28曹巧媛.單片機原理及應用 [M].北京：北京 :電子工業(yè)出版社， 1997謝曉軍.紅外遙控技術在付費率電度表中應用 [J],電測與儀表，1996,4(1):24-26吳可久.8031單片機在遙控解碼方面的應用 [J].電子技術， 1993,2:13-15張友德等 .單片機原理應用與實驗 [M].上海：復旦大學出版社， 1992(王幸之.單片機應用系統(tǒng)抗干擾技術 [M].北京:北京航空航天大學出版社 ,2001,69-78TOC\o"1-5"\h\z張義和,王敏男 ,許宏昌等 .例說51單片機 .北京 :人民郵電出版社 ,2008劉坤 ,宋戈 ,趙波等 .51單片機C語言應用技術開發(fā)技術大全 .北京 :人民郵電出版社 ,2008白延敏.51單片機典型系統(tǒng)開發(fā)實例精講 .北京 :電子工業(yè)出版社 ,2009周麗娜.Protel99SE電路設計技術 .北京 :中國鐵道出版社 ,2009王為青，程國鋼.單片機KeilCX51應用開發(fā)技術.北京:人民郵電出版社，2007江志紅.51單片機技術與應用系統(tǒng)開發(fā)案例精選 .北京 :清華大學出版社 ,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//調用單片機頭文件//調用單片機頭文件#defineucharunsignedchar//無符號字符型 宏定義變量范圍0~255#defineuintunsignedint//無符號整型 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++);}/***********讀數模轉換數據********************************************************///請先了解 ADC0832模數轉換的串行協(xié)議，再來讀本函數，主要是對應時序圖來理解，本函數是模擬 0832的串行協(xié)議進行的//110通道//111通道unsignedcharad0832read(bitSGL,bitODD){unsignedchari=0,value=0,value1=0;SCL=0;DO=1;CS=0; //開始SCL=1; //第一個上升沿SCL=0;DO=SGL;SCL=1; //第二個上升沿SCL=0;DO=ODD;SCL=1; //第三個上升沿SCL=0; //第三個下降沿DO=1;for(i=0;i<8;i++)(SCL=1;SCL=0;//開始從第四個下降沿接收數據value>>=1;if(DO)value++;}for(i=0;i<8;i++){ //接收校驗數據value1>>=1;

if(DO)value1+=0x80;SCL=1;SCL=0;}CS=1;SCL=1;if(value==value1) //與校驗數據比較，正確就返回數據，否則返回 0returnvalue;return0;}ucharkey_can;/********************獨立按鍵程序*****************/voidkey()staticucharkey_new;key_can=20;if((P2&0xf0)!=0xf0){delay_1ms(1);

if(((P2&0xf0)!=0xf0)&&(key_new==1))key_new=0;switch(P2&0xf0)red=0;case0xd0:key_can=1;break;//左邊第1個case0xb0:key_can=2;break;//左邊第2case0xd0:key_can=1;break;//左邊第1個case0xb0:key_can=2;break;//左邊第2個case0x70:key_can=3;break;//左邊第3個delay_1ms(80);red=1;elsekey_new=1;/***************檔位***************/voidled_dangwei(uchardat)switch(dat)case7:TR1=0;//最亮td_led=0;break;case6:TR1=1;//亮f_pwm_l=20;break;case5:TR1=1;//亮f_pwm_l=40;break;case4:TR1=1;//亮f_pwm_l=60;break;case3:TR1=1;//亮f_pwm_l=80;break;case2:TR1=1;//亮f_pwm_l=90;break;case1:TR1=1;//亮f_pwm_l=95;break;case0:TR1=0;//滅td_led=1;break;}}/****************按鍵處理函數 ***************/voidkey_with(){if(key_can==1) //設置鍵{flag_moshi=~flag_moshi;}if(flag_moshi==1) //手動模式{if(key_can==2) //加{dangwei++;if(dangwei>=7)dangwei=7;if(key_can==3) //減{if(dangwei!=0)dangwei--;}led_dangwei(dangwei); //檔位}}/*************定時器0初始化程序 ***************/voidtime_init(){EA=1; //開總中斷TMOD=0X10; //定時器 1工作方式 1ET1=1; //開定時器 0中斷TR1=0; //允許定時器 0定時/*********************************************************************名稱:Main()

*功能:主函數輸入 :無輸出 :無***********************************************************************/voidMain(){//初始化定時器//初始化定時器red=0;f_pwm_l=99;while(1){key();if(key_can<10)key_with();if(flag_moshi==0) //自動模式red=1;elsered=0; //手動模式if(flag_moshi==0)//自動模式if(guangxian<=10)//開燈{TR1=0;//最亮td_led=0;}elseif(guangxian>=90)//關燈{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