可調(diào)燈光系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 課程名稱 單片機(jī)原理與接口技術(shù) 題目名稱 可調(diào)燈光系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 2015 年 1 月 16 日 目 錄 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 程序流程圖 3 九級(jí)調(diào)光源程序代碼 4 無級(jí)調(diào)光源程序代碼 7 調(diào)試結(jié)果 10 設(shè)計(jì)感想與體會(huì) 11 1 廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書廣東工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目名稱 基于單片機(jī)與基于單片機(jī)與 PWMPWM 技術(shù)的可調(diào)技術(shù)的可調(diào) 燈光系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)燈光系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)院信息工程學(xué)院信息工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 信息工程 應(yīng)用電子方向 信息工程 應(yīng)用電子方向 1212 1 1 班班 姓 名翁桂林翁桂林 學(xué) 號(hào) 一 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容從下面兩個(gè)方面任選一個(gè) 一是在學(xué)院的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行 開發(fā)一 個(gè)基于單片機(jī)與 PWM 技術(shù)的燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng) 主要開發(fā)內(nèi)容為按鍵定義 輸入與防抖動(dòng)技術(shù) PWM 調(diào) 節(jié)技術(shù)以及顯示技術(shù)等程序設(shè)計(jì) 二是利用 51 系列單片機(jī)及必要的外圍芯片 輸入輸出等接口電路 設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)簡易的單片機(jī)系統(tǒng) 在此基礎(chǔ)上 自行設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用程序來實(shí)現(xiàn)一些實(shí)用的功 能 通過這些內(nèi)容的設(shè)計(jì) 開發(fā) 安裝 調(diào)試等一系列工作 熟練掌握單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)流程與工 作機(jī)理 加深對(duì)所學(xué)課程知識(shí)的理解與把握 為將來相關(guān)的研究開發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 二 課程設(shè)計(jì)的要求與數(shù)據(jù) 1 全面掌握硬件結(jié)構(gòu)與電路原理 2 自行設(shè)計(jì)開發(fā) 編輯 調(diào)試應(yīng)用程序 3 必須有完善的功能介紹與調(diào)試過程說明 4 提供完整的軟件流程框圖 5 提供完整的程序清單 三 課程設(shè)計(jì)應(yīng)完成的工作 1 硬件理解與安裝調(diào)試 2 軟件設(shè)計(jì)與開發(fā) 調(diào)試 3 軟硬件聯(lián)合調(diào)試與實(shí)驗(yàn) 4 按照學(xué)校要求撰寫并上交完整的課程設(shè)計(jì)報(bào)告 5 完成課程設(shè)計(jì)答辯 2 四 課程設(shè)計(jì)進(jìn)程安排 序號(hào)設(shè)計(jì)各階段內(nèi)容地點(diǎn)起止日期 1 查找資料 熟悉硬件電路或?qū)嶒?yàn)平臺(tái)的資源 圖書館或?qū)嶒?yàn) 1 號(hào)館 404 2015 年 1 月 5 日 7 日 2 整體方案設(shè)計(jì) 輸入輸出通道定義 方案一 或硬件安裝 調(diào)試與檢查 方案二 宿舍或 實(shí)驗(yàn) 1 號(hào)館 404 1 月 8 日 9 日 3 軟件設(shè)計(jì)與流程圖編寫 宿舍或 實(shí)驗(yàn) 1 號(hào)館 404 1 月 10 日 4 程序編寫 宿舍 實(shí)驗(yàn) 1 號(hào)館 404 1 月 11 日 12 日 5 軟件調(diào)試 與硬件聯(lián)合調(diào)試 宿舍或 實(shí)驗(yàn) 1 號(hào)館 404 1 月 13 日 6 撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告 宿舍或 實(shí)驗(yàn) 1 號(hào)館 404 1 月 14 日 7 課程設(shè)計(jì)答辯 實(shí)驗(yàn) 1 號(hào)館 404 1 月 15 日 16 日 五 應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1 吳寧 80X86 Pentium 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用 M 北京 電子工業(yè)出版社 2004 1 249 2 蔡美琴 MCS 51 系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用 M 北京 高等教育出版社 2003 1 169 3 段晨東 單片機(jī)原理與接口技術(shù) M 北京 清華大學(xué)出版社 2013 1 333 4 吳黎明等 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 M 廣州 廣東工業(yè)大學(xué)教材科 2014 發(fā)出任務(wù)書日期 發(fā)出任務(wù)書日期 20152015 年年 1 1 月月 5 5 日日 指導(dǎo)教師簽名 指導(dǎo)教師簽名 計(jì)劃完成日期 計(jì)劃完成日期 20152015 年年 1 1 月月 1616 日日 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章 基層教學(xué)單位責(zé)任人簽章 主管院長簽章 主管院長簽章 3 一 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)背景設(shè)計(jì)背景 現(xiàn)當(dāng)今 單片機(jī)的應(yīng)用無處不在 利用單片機(jī)控制燈具的實(shí)例也不勝枚舉 可控制燈具的芯片也相當(dāng)之多 而利用單片機(jī)控制燈具 達(dá)到人們預(yù)想效果的方法最 為廣泛 它有功能多 價(jià)格優(yōu) 外部電路簡單的特點(diǎn) 深受單片機(jī)愛好者及燈具控制制造商 的青昧 用 80C51 單片機(jī)及少數(shù)外部電路控制燈光 使燈具產(chǎn)生明暗效果 本次課設(shè)基于 AMC51 單片機(jī)綜合開發(fā)系統(tǒng) 利用單片機(jī)的定時(shí)中斷生成不同的 PWM 波 形 通過調(diào)整 PWM 的周期 PWM 的占空比從而控制輸出平均電壓 進(jìn)而達(dá)到對(duì)電燈進(jìn)行光 度亮暗的控制調(diào)節(jié)的效果 實(shí)現(xiàn)對(duì)電燈的 PWM 調(diào)光控制 完成的功能及效果與目標(biāo) 完成的功能及效果與目標(biāo) 電燈 9 級(jí) PWM 亮度調(diào)節(jié) 設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)思路 AMC51 單片機(jī)綜合開發(fā)系統(tǒng) 利用單片機(jī)的定時(shí)中斷生成不同的 PWM 波形 設(shè)置為手動(dòng)控制 分三個(gè)按鍵 九級(jí)調(diào)光 通過輸出不同的 PWM 占空比對(duì)電燈進(jìn)行控制 從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)光度的調(diào)節(jié) 進(jìn)行電燈的亮度調(diào)節(jié) 其中 K1 鍵增加亮度 K2 鍵降低亮度 K3 檔實(shí) 現(xiàn)電燈的開關(guān)控制 工作原理 工作原理 對(duì)于控制電燈由亮到暗或由暗到亮 采用的是脈寬 PWM 法 它是把每一脈沖 寬度均相等的脈沖列作 PWM 波形 通過改變脈沖占空比可以調(diào)壓 采用適當(dāng)控制方法即可使 電壓與頻率協(xié)調(diào)變化 可以通過調(diào)整 PWM 的占空比而達(dá)到控制電流的目的 PWM 簡介 簡介 脈沖寬度調(diào)制 PWM 是英文 Pulse Width Modulation 的縮寫 簡稱脈寬調(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 2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 源程序流程圖源程序流程圖 4 2 源程序源程序 九級(jí)調(diào)光源程序九級(jí)調(diào)光源程序 DIRLOP EQU 38H 顯示字節(jié)數(shù) LDAN EQU 58H 電燈亮度檔值 T2H EQU 59H T1 高 8 位定時(shí)值存儲(chǔ)器 T2D EQU 5AH T1 低 8 位定時(shí)值存儲(chǔ)器 LAMP EQU P1 2 電燈控制位 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP TIME1 T0 中斷程序 產(chǎn)生 PWM 基頻 ORG 001BH LJMP TIME2 T1 中斷程序 控制脈沖寬度 ORG 0030H 5 START SETB LAMP 程序初始化 MOV A 0 MOV LDAN A MOV TMOD 11H 設(shè)定兩定時(shí)器為 16 位定時(shí)器 MOV IE B 開啟兩定時(shí)器的中斷請(qǐng)求 MOV TH0 0FCH 設(shè)定 PWM 基頻 500Hz MOV TL0 18H SETB TR0 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 T0 MAIN ACALL KEY 調(diào)動(dòng)鍵掃描子程序 ACALL TRANS 調(diào)動(dòng)顯示拆字子程序 ACALL DISP 調(diào)動(dòng)串行顯示子程序 ACALL DLYK 調(diào)動(dòng) 20ms 延時(shí)程序 NOP NOP SJMP MAIN KEY MOV P2 0FFH 向 P2 口寫 1 準(zhǔn)備讀取數(shù)據(jù) NOP NOP KEY1 JNB P2 0 K1 判斷電燈變亮或變暗 JNB P2 1 K2 JNB P2 2 K3 BACK ACALL DONE 調(diào)用亮度值到 PWM 定時(shí)值轉(zhuǎn)換程序 RET K1 ACALL DLYK 按鍵防抖動(dòng)延時(shí) JB P2 0 BACK J1 JNB P2 0 J1 亮度檔值加 1 INC LDAN MOV A LDAN CJNE A 9 BACK 限定最高檔值為 8 DEC LDAN SJMP BACK K2 ACALL DLYK 按鍵防抖動(dòng)延時(shí) JB P2 1 BACK J2 JNB P2 1 J2 亮度檔值減 1 MOV A LDAN CJNE A 0 J22 SJMP BACK J22 DEC LDAN 按鍵防抖動(dòng)延時(shí) SJMP BACK K3 ACALL DLYK JB P2 2 BACK J3 JNB P2 2 J3 開關(guān)電燈 CPL TR0 NOP 6 NOP SETB LAMP SJMP BACK DLYK MOV R4 4AH 20ms 定時(shí)程序 DLYK1 MOV R5 62H DLYK2 DJNZ R5 DLYK2 DJNZ R4 DLYK1 RET DONE MOV A LDAN 亮度值到 PWM 定時(shí)值轉(zhuǎn)換程序 CJNE A 0 DJ0 RET DJ0 CJNE A 1 DJ1 設(shè)定 1 檔定時(shí)值 MOV T2H 0FFH MOV T2D 83H RET DJ1 CJNE A 2 DJ2 設(shè)定 2 檔定時(shí)值 MOV T2H 0FFH MOV T2D 06H RET DJ2 CJNE A 3 DJ3 設(shè)定 3 檔定時(shí)值 MOV T2H 0FEH MOV T2D 89H RET DJ3 CJNE A 4 DJ4 設(shè)定 4 檔定時(shí)值 MOV T2H 0FEH MOV T2D 0CH RET DJ4 CJNE A 5 DJ5 設(shè)定 5 檔定時(shí)值 MOV T2H 0FDH MOV T2D 8FH RET DJ5 CJNE A 6 DJ6 設(shè)定 6 檔定時(shí)值 MOV T2H 0FDH MOV T2D 12H RET DJ6 CJNE A 7 DJ7 設(shè)定 7 檔定時(shí)值 MOV T2H 0FCH MOV T2D 95H DJ7 RET TIME1 MOV TH0 0FCH 定時(shí)中斷 0 MOV TL0 18H PUSH ACC 7 PUSH PSW MOV A LDAN CLR P1 2 開燈 CJNE A 0 TM1 0 檔時(shí)立刻關(guān)掉電燈 SETB P1 2 SJMP TBACK TM1 CJNE A 8 TM2 8 檔時(shí)亮度調(diào)到最大 CLR TR1 關(guān)閉定時(shí)器 1 SJMP TBACK TM2 MOV TH1 T2H 1 至 7 檔時(shí)輸入 T2 定時(shí)值控制脈沖寬度 MOV TL1 T2D SETB TR1 啟動(dòng)定時(shí)器 1 TBACK POP PSW POP ACC RETI TIME2 SETB P1 2 關(guān)掉電燈 CLR TR1 關(guān)閉定時(shí)器 1 RETI TRANS MOV 3CH LDAN 亮度檔值顯示拆字 MOV 3EH 16 MOV 3FH 17 RET DISP MOV DIRLOP 4 串行顯示程序 4 位數(shù)碼管 MOV R0 3FH 3CH 到 3FH 是顯示緩沖區(qū) DL0 MOV A R0 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR 查得相應(yīng)的七段代碼 MOV SBUF A 串行發(fā)送 DL1 JNB TI DL1 CLR TI DEC R0 DJNZ DIRLOP DL0 RET TAB DB 0FCH 60H 0DAH 0F2H 66H 0B6H 共陰七段數(shù)碼管代碼表 DB 0BEH 0E0H 0FEH 0E6H 0EEH 03EH 9CH DB 7AH 9EH 8EH 02H 1CH END 無級(jí)調(diào)光源程序無級(jí)調(diào)光源程序 DIRLOP EQU 38H 顯示字節(jié)數(shù) DISP0 EQU 39H 串行顯示寄存器 0 DISP1 EQU 3AH 串行顯示寄存器 1 DISP2 EQU 3BH 串行顯示寄存器 2 8 LDAN EQU 58H 電燈亮度檔值 T2H EQU 59H T1 高 8 位定時(shí)值存儲(chǔ)器 T2D EQU 5AH T1 低 8 位定時(shí)值存儲(chǔ)器 LAMP EQU P1 2 電燈控制位 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP TIME1 T0 中斷程序 產(chǎn)生 PWM 基頻 ORG 001BH LJMP TIME2 T1 中斷程序 控制脈沖寬度 ORG 0030H START SETB LAMP 程序初始化 MOV A 0 MOV LDAN A MOV DISP0 A MOV DISP1 A MOV DISP2 A MOV TMOD 11H 設(shè)定兩定時(shí)器為 16 位定時(shí)器 MOV IE B 開啟兩定時(shí)器的中斷請(qǐng)求 MOV TH0 0FCH 設(shè)定 PWM 基頻 500Hz MOV TL0 18H SETB TR0 啟動(dòng)計(jì)數(shù)器 T0 MAIN ACALL KEY 調(diào)動(dòng)鍵掃描子程序 ACALL TRANS 調(diào)動(dòng)顯示拆字子程序 ACALL DISP 調(diào)動(dòng)串行顯示子程序 ACALL DELAY100 調(diào)動(dòng) 20ms 延時(shí)程序 NOP NOP SJMP MAIN KEY MOV P2 0FFH 向 P3 口寫 1 準(zhǔn)備讀取數(shù)據(jù) NOP NOP KEY1 JNB P2 0 K1 判斷電燈變亮或變暗 JNB P2 1 K2 JNB P2 2 K3 BACK ACALL DONE 調(diào)用亮度值到 PWM 定時(shí)值轉(zhuǎn)換程序 RET K1 ACALL DELAY100 按鍵防抖動(dòng)延時(shí) JB P2 0 BACK J1 亮度檔值加 1 INC LDAN MOV A LDAN CJNE A 0 BACK 限定最高檔值為 255 DEC LDAN 9 SJMP BACK K2 ACALL DELAY100 JB P2 1 BACK J2 亮度檔值減 1 MOV A LDAN CJNE A 0 J22 SJMP BACK J22 DEC LDAN SJMP BACK K3 ACALL DELAY100 JB P2 2 BACK J3 JNB P2 2 J3 開關(guān)電燈 CPL TR0 NOP NOP SETB LAMP SJMP BACK DLYK MOV R4 2AH 20ms 定時(shí)程序 DLYK1 MOV R5 32H DLYK2 DJNZ R5 DLYK2 DJNZ R4 DLYK1 RET DELAY100 MOV R4 7AH 小延遲程序 DLYK101 MOV R5 20H DLYK102 DJNZ R5 DLYK102 DJNZ R4 DLYK101 RET DONE MOV A LDAN 亮度值到 PWM 定時(shí)值轉(zhuǎn)換程序 CJNE A 0 DJ0 RET DJ0 MOV B 2H 亮度值轉(zhuǎn)化為定時(shí)器初始值 MUL AB CPL A MOV R1 A MOV A B CPL A MOV R2 A MOV T2H R2 MOV T2D R1 RET TIME1 MOV TH0 0FCH 定時(shí)中斷 0 MOV TL0 18H 10 PUSH ACC PUSH PSW MOV A LDAN CLR P1 2 開燈 CJNE A 0 TM1 0 檔時(shí)立刻關(guān)掉電燈 SETB P1 2 SJMP TBACK TM1 CJNE A 0 TM2 255 檔時(shí)亮度調(diào)到最大 CLR TR1 關(guān)閉定時(shí)器 1 SJMP TBACK TM2 MOV TH1 T2H 輸入不同的 T2 定時(shí)值控制脈沖寬度 MOV TL1 T2D SETB TR1 啟動(dòng)定時(shí)器 1 TBACK POP PSW POP ACC RETI TIME2 SETB P1 2 關(guān)掉電燈 CLR TR1 關(guān)閉定時(shí)器 1 RETI TRANS MOV A LDAN 將 LDAN 轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù) MOV B 64H DIV AB MOV DISP2 A MOV A 0AH XCH A B DIV AB MOV DISP1 A MOV DISP0 B MOV 3CH 16 RET DISP MOV DIRLOP 4 串行顯示程序 4 位數(shù)碼管 MOV R0 3CH 3CH 到 3FH 是顯示緩沖區(qū) DL0 MOV A R0 MOV DPTR TAB MOVC A A DPTR 查得相應(yīng)的七段代碼 MOV SBUF A 串行發(fā)送 DL1 JNB TI DL1 CLR TI DEC R0 DJNZ DIRLOP DL0 RET TAB DB 0FCH 60H 0DAH 0F2H 66H 0B6H 共陰七段數(shù)碼管代碼表 DB 0BEH 0E0H 0FEH 0E6H 0EEH 03EH 9CH DB 7AH 9EH 8EH 1CH 11 END 三 調(diào)試結(jié)