基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的調(diào)光實(shí)驗(yàn)

1、 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的調(diào)光控制器設(shè)計(jì)學(xué)院： 專業(yè)：學(xué)號(hào)：姓名： 目錄0.引言21.總體設(shè)計(jì)22.硬件實(shí)現(xiàn)32.1 I/O 通道的設(shè)計(jì)32.1.1 同步信號(hào)采集電路32.1.2可控硅觸發(fā)電路52.2 單片機(jī)控制電路72.2.1 STC89C52單片機(jī)72.2.2 時(shí)鐘電路112.2.3 復(fù)位電路112.2.4 按鍵控制電路122.2.5 控制原理133.軟件實(shí)現(xiàn)153.1主程序流程圖153.2中斷處理程序流程164.相關(guān)計(jì)算164.1 同步信號(hào)采集電路相關(guān)參數(shù)計(jì)算164.1.1與DB107相連接的電路參數(shù)計(jì)算164.1.2與TLP521-1相連接的電路參數(shù)計(jì)算174.2可控硅觸發(fā)電路相關(guān)參數(shù)計(jì)算17

2、4.2.1與可控硅相連的電阻回路計(jì)算174.2.2光耦MOC3022所在回路相關(guān)計(jì)算175.元器件的選型176.控制源程序187.原理圖228.參考文獻(xiàn)23 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的調(diào)光控制器設(shè)計(jì)0.引言現(xiàn)今很多學(xué)校、辦公室、地鐵里等地方,對(duì)照度要求比較高,但是在大部分時(shí)間里,外部環(huán)境的照明很高,如果經(jīng)常全功率連續(xù)開燈運(yùn)行來學(xué)習(xí),辦公或者運(yùn)營,既會(huì)造成電能的浪費(fèi)又增加運(yùn)營的成本。節(jié)能是照明燈光控制中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前，存在模擬調(diào)光控制系統(tǒng)和數(shù)字調(diào)光控制系統(tǒng)。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

3、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.總體設(shè)計(jì) 本數(shù)字式調(diào)光控制器總體設(shè)計(jì)如圖1所示 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，本設(shè)計(jì)方案中選用的是宏晶科技STC89C52RD單片機(jī)。 驅(qū)動(dòng)部分：由于驅(qū)動(dòng)的對(duì)象是交流負(fù)載，且為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)的目的，本電路中采用了無觸點(diǎn)開關(guān)元

4、件雙向可控硅。雙向可控硅能夠?qū)涣麟娫吹膶?dǎo)通進(jìn)行無觸點(diǎn)連續(xù)控制，以小電流控制大電流，且動(dòng)作快、壽命長(zhǎng)、可靠性高。 負(fù)載部分：本電路的負(fù)載是白熾燈(純阻負(fù)載)。2.硬件實(shí)現(xiàn)2.1 I/O 通道的設(shè)計(jì) 可以從本調(diào)光控制器的總體設(shè)計(jì)圖看出，該設(shè)計(jì)應(yīng)包括兩部分。一部分用于檢測(cè)反映交流信號(hào)的過零點(diǎn)，以達(dá)到精確控制觸發(fā)信號(hào)的在何時(shí)發(fā)出，此部分電路為同步信號(hào)采集電路；另一部分為驅(qū)動(dòng)控制部分，單片機(jī) I/O 口輸出的電流為毫安級(jí)，基本不能去直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，需要加入驅(qū)動(dòng)電路用以控制負(fù)載（燈泡）的電壓電流信號(hào)，此部分電路為可控硅觸發(fā)電路。 2.1.1 同步信號(hào)采集電路 交流電源同步信號(hào)的產(chǎn)生如圖2電路所示，圖中的同

5、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。圖2 同步信號(hào)提取電路圖3 同步信號(hào)波形圖1.DF107(DB107)單相橋式整流器參數(shù)：最大重復(fù)峰值反向電壓：1000 V 最大有效值電壓：700 V 最大直流隔離電壓：700 V平均正向電流：1 A 最大工作溫度：+ 150 C最小工作溫度：- 55 C 正向電壓下降：1.1 V 幾點(diǎn)電容：25pF2.TLP521-1詳細(xì)參數(shù)：工作溫度：-55100隔離電壓：2500V工作電壓：5V正向電流：25mA集電極電流：10mA(最大)LED：正向電流：6-15mA反向電壓：5V節(jié)點(diǎn)溫度：125光敏三極管：集射極電壓：55V射集極電壓：

6、7V集電極電流：50mA集電極功率損耗：150mW2.1.2 可控硅觸發(fā)電路圖4 可控硅接線圖 圖4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Ll和零線之間。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。1. MOC3022具體參數(shù)：輸入端：反向電壓：3V正向電流：60mA輸出端：截止輸出端電壓：400V最大重復(fù)浪涌電流：1A隔離浪涌電壓：7500V總功率損耗：330mV工作溫度范圍：-4085焊接溫度：2602. BT136-600E具體參數(shù)：可控硅是

7、可控硅整流元件的簡(jiǎn)稱,是一種具有三個(gè)PN 結(jié)的四層結(jié)構(gòu)的大功率半導(dǎo)體器件,一般由兩晶閘管反向連接而成.它的功用不僅是整流，還可以用作無觸點(diǎn)開關(guān)以快速接通或切斷電路，實(shí)現(xiàn)將直流電變成交流電的逆變，將一種頻率的交流電變成另一種頻率的交流電等等?？煽毓韬推渌雽?dǎo)體器件一樣，其有體積小、效率高、穩(wěn)定性好、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。它的出現(xiàn)，使半導(dǎo)體技術(shù)從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強(qiáng)電領(lǐng)域，成為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、軍事科研以至商業(yè)、民用電器等方面爭(zhēng)相采用的元件。參數(shù)如圖4 所示。圖4 BT136-600E詳細(xì)參數(shù) 2.2 單片機(jī)控制電路本次燈光亮度控制系統(tǒng)需要用到六個(gè)I/O口，四個(gè)用于按鍵輸入，一個(gè)個(gè)外部中斷輸入以及一個(gè)脈

8、沖出，STC89C52有32個(gè)通用I/O口，兩個(gè)外部中斷，STC89C52采用12M晶振，運(yùn)行速度能滿足設(shè)計(jì)要求，所以系統(tǒng)CPU選擇STC89C52。單片機(jī)AT89C52有內(nèi)部RAM，可以作為各種數(shù)據(jù)區(qū)使用，內(nèi)部閃電存儲(chǔ)器存放燈光亮度控制的控制程序。它的主要功能是已中斷的方式采集到交流電壓的過零點(diǎn)、掃描按鍵，通過一定的算法，延時(shí)輸出一個(gè)低電平脈沖用于觸發(fā)雙向可控硅來控制燈光的亮度。2.2.1 STC89C52單片機(jī) STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C

9、52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選。STC89C52具有下列主要性

10、能參數(shù)：1. 增強(qiáng)型8051 單片機(jī)，6 時(shí)鐘/機(jī)器周期和12 時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意 選擇，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051.2. 工作電壓：5.5V3.3V（5V 單片機(jī)）/3.8V2.0V（3V 單片機(jī)） 3. 工作頻率范圍：040MHz，相當(dāng)于普通8051 的080MHz，實(shí)際工作 頻率可達(dá)48MHz 4. 用戶應(yīng)用程序空間為8K 字節(jié) 5. 片上集成512 字節(jié)RAM 6. 通用I/O 口（32 個(gè)），復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0 口是漏極開路輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為 I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。 7. ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP

11、（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無 需專用仿真器，可通過串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片 8. 具有EEPROM 功能 9. 具有看門狗功能 10. 共3 個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2 11. 外部中斷4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 12. 通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART 13. 工作溫度范圍：-40+85（工業(yè)級(jí)）/075（商業(yè)級(jí)） 14. PDIP 封裝（1）主電源引腳(a).Vcc 電源端(b).GND 接地端（2）外接晶

12、體引腳XTAL1和XTAL2(a).XTAL1 接外部晶體的一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸入端。當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)，該引腳接收振蕩器的信號(hào)，既把此信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。(b).XTAL2 接外部晶體的另一個(gè)引腳。在單片機(jī)內(nèi)部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。(3).控制或與其它電源復(fù)用引腳RST、ALE/PROG、/PSEN和/EA/Vpp(a).RES 復(fù)位輸入端。 當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，在該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。(b).ALE/PROG 當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)

13、器，ALE端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號(hào)。因此，它可用作對(duì)外輸出的時(shí)鐘，或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/PROG）。如果需要的話，通過對(duì)專用寄存器（SFR）區(qū)中8EH單元的D0位置數(shù)，可禁止ALE操作。該位置數(shù)后，只有在執(zhí)行一條MOVX或MOVC指令期間，ALE才會(huì)被激活。另外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，該設(shè)定禁止ALE位無效。(c). /PSEN 程序存儲(chǔ)允許（/PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。當(dāng)STC89C52/LV51

14、由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或常數(shù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效（既輸出2個(gè)脈沖）。但在此期間內(nèi)，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。(d)./EA/Vpp 外部訪問允許端。要使CPU只訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），則/EA端必須保持低電平（接到GND端）。然而要注意的是，如果保密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)在內(nèi)部會(huì)鎖存/EA端的狀態(tài)。當(dāng)/EA端保持高電平（接Vcc端）時(shí)，CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。在Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳也用于施加12V的編程允許電源Vpp（如果選用12V編程）。（4）輸入/輸出引腳 P0.0 P0.7、P10.P

15、1.7、P2.0 P2.7 和P3.0P3.7(a).P0端口（P0.0 P0.7） P0是一個(gè)8位漏極開路型雙向I/O端口。作為輸出口用時(shí)，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL輸入，對(duì)端口寫1時(shí)，又可作高阻抗輸入端用。在訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)多路轉(zhuǎn)換的地址（低8位）/數(shù)據(jù)總線，在訪問期間激活了內(nèi)部的上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0端口接收指令字節(jié)；而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。(b).P1端口（P1.0 P1.7） P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P1的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上

16、拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。作輸入口時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 在對(duì)Flash編程和程序驗(yàn)證時(shí)，P1接收低8位地址。(c).P2端口 （P2.0P2.7） P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P2作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX DPIR指令）時(shí)，P2送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

17、器（如執(zhí)行MOVX RI指令）時(shí)，P2口引腳上的內(nèi)容（就是專用寄存器（SFR）區(qū)中P2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。在對(duì)Flash編程和程序驗(yàn)證期間，P2也接收高位地址和一些控制信號(hào)。（d）.P3端口（P3.0P3.7） P3 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流方式）4個(gè)TTL輸入。對(duì)端口寫1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。P3作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號(hào)拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 在STC89C52中，P3端口還用于一些專門功能，這些兼用功能見表1表 1端口引腳兼 用 功 能P3.0R

18、XD （串行輸入口）P3.1TXD （串行輸出口）P3.2/INT0 （外部中斷0）P3.3/INT1 （外部中斷1）P3.4T0 （ 定時(shí)器0的外部輸入）P3.5T1 （定時(shí)器1的外部輸入）P3.6/WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7/RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）2.2.2 時(shí)鐘電路  在MCS51單片機(jī)片內(nèi)有一個(gè)高增益的反相放大器，反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時(shí)鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時(shí)鐘方式。根據(jù)硬件電路的不同，單片機(jī)的時(shí)鐘連接方式可分為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式，如圖所示。內(nèi)部時(shí)鐘原理圖（就是一個(gè)自激振蕩電路）在內(nèi)部方式

19、時(shí)鐘電路中，必須在XTAL1和XTAL2引腳兩端跨接石英晶體振蕩器和兩個(gè)微調(diào)電容構(gòu)成振蕩電路，通常C1和C2一般取30-50pF，晶振的頻率取值在1.2MHz12MHz之間。對(duì)于外接時(shí)鐘電路，要求XTAL1接地，XTAL2腳接外部時(shí)鐘，對(duì)于外部時(shí)鐘信號(hào)并無特殊要求，只要保證一定的脈沖寬度，時(shí)鐘頻率低于12MHz即可。     晶體振蕩器的振蕩信號(hào)從XTAL2端送入內(nèi)部時(shí)鐘電路，它將該振蕩信號(hào)二分頻，產(chǎn)生一個(gè)兩相時(shí)鐘信號(hào)P1和P2供單片機(jī)使用。時(shí)鐘信號(hào)的周期稱為狀態(tài)時(shí)間S，它是振蕩周期的2倍，P1信號(hào)在每個(gè)狀態(tài)的前半周期有效，在每個(gè)狀態(tài)的后半周期

20、P2信號(hào)有效。CPU就是以兩相時(shí)鐘P1和P2為基本節(jié)拍協(xié)調(diào)單片機(jī)各部分有效工作的。2.2.3 復(fù)位電路單片機(jī)復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復(fù)位信號(hào)。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷復(fù)位信號(hào)，以防電源開關(guān)或電源插頭分-合過程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。STC89C52的上電復(fù)位電路如圖所示，只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個(gè)電阻到地即可。對(duì)于CMOS型單片機(jī)，由于在RST端內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至10uF。上電復(fù)位的工作過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電 容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信

21、號(hào)隨著Vcc對(duì)電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長(zhǎng)的時(shí)間。手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平（圖1）。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。2.2.4 按鍵控制電路對(duì)于單片機(jī)I/O內(nèi)部有上拉電阻的微控制器而言，還可以省掉外部的那個(gè)上拉電阻。簡(jiǎn)單分析一下按鍵檢測(cè)的原理。當(dāng)按鍵沒有按下的時(shí)候，單片機(jī)I/

22、O通過上拉電阻R接到VCC，我們?cè)诔绦蛑凶x取該I/O的電平的時(shí)候，其值為1(高電平); 當(dāng)按鍵S按下的時(shí)候，該I/O被短接到GND，在程序中讀取該I/O的電平的時(shí)候，其值為0(低電平) 。這樣，按鍵的按下與否，就和與該按鍵相連的I/O的電平的變化相對(duì)應(yīng)起來。所以我們?cè)诔绦蛑型ㄟ^檢測(cè)到該I/O口電平的變化與否，即可以知道按鍵是否被按下，從而做出相應(yīng)的響應(yīng)。按鍵的配置見表2表2：P10按鍵SB1（開）P11按鍵SB2（關(guān)）P12按鍵SB3（減光）P13按鍵SB4（增光）在我們通過上面的按鍵檢測(cè)原理檢測(cè)按鍵時(shí)，其實(shí)忽略了一個(gè)重要的問題，那就是現(xiàn)實(shí)中按鍵按下時(shí)候的電平變化狀態(tài)。我們的結(jié)論是基于理想的情

23、況得出來的，而實(shí)際中，由于按鍵的彈片接觸的時(shí)候，并不是一接觸就緊緊的閉合，它還存在一定的抖動(dòng)，盡管這個(gè)時(shí)間非常的短暫，但是對(duì)于我們執(zhí)行時(shí)間以u(píng)s為計(jì)算單位的微控制器來說，這個(gè)抖動(dòng)很漫長(zhǎng)可能引起誤動(dòng)作。因此需要在程序中加以處理，用軟件來延時(shí)一小段時(shí)間（10ms）在判斷按鍵的狀態(tài)。這樣才能得到一個(gè)準(zhǔn)確的按鍵狀態(tài)。 2.2.5 控制原理本控制器主控單元以STC89C52單片機(jī)為核心，同步信號(hào)采集電路中產(chǎn)生的同步信號(hào)SYN接到STC89C52的INT0，此信號(hào)的下降沿將使STC89C52產(chǎn)生中斷，以此為延時(shí)時(shí)間的起點(diǎn)。四個(gè)按鍵只用于控制一路燈：兩個(gè)為開和關(guān)，另外兩個(gè)分別為提高亮度和降低亮度。單片機(jī)整體

24、控制電路如圖5所示。 圖5 單片機(jī)控制電路220V交流主電源導(dǎo)通區(qū)間、同步信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)的時(shí)序關(guān)系如圖6所示。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。圖6 主電源導(dǎo)通區(qū)、同步信號(hào)和觸發(fā)信號(hào)時(shí)序圖3.軟件實(shí)現(xiàn)3.1主程序流程圖3.2中斷處理程序流程4.相關(guān)計(jì)算4.1 同步信號(hào)采集電路相關(guān)參數(shù)計(jì)算4.1.1與DB107相連接的電路參數(shù)計(jì)算選擇15K 2W電阻的原因：由于DB107的正向壓降為1.1V，可計(jì)算,因此選擇2W，15K的電阻合適。由于夾在DB107交流測(cè)的電壓為1.1V，所

25、以直流輸出側(cè)的電壓為輸入側(cè)的0.9倍?？梢灾苯尤ヲ?qū)動(dòng)TLP521-1。4.1.2與TLP521-1相連接的電路參數(shù)計(jì)算光敏三極管的飽和壓降按1V計(jì)算，集電極最大電流為10mA，可得因此選擇5.1K的電阻合適。當(dāng)光敏三極管截止時(shí)，灌電流；符合要求。 4.2可控硅觸發(fā)電路相關(guān)參數(shù)計(jì)算 4.2.1與可控硅相連的電阻回路計(jì)算 選擇的燈泡為220V/60W,計(jì)算可得其熱態(tài)電阻為，冷態(tài)電阻為熱態(tài)電阻的1/16,所以冷態(tài)電阻為50。當(dāng)MOC3022導(dǎo)通時(shí)通態(tài)電壓為3V，可控硅門極所加電壓： 可以驅(qū)動(dòng)可控硅所以選1k和1804.2.2光耦MOC3022所在回路相關(guān)計(jì)算選擇電阻270的原因：MOC3022發(fā)光二

26、極管側(cè)最小觸發(fā)電流為10mA，觸發(fā)電壓為1.5V，極限條件下，所以電阻應(yīng)該比350小，應(yīng)該選270。 因?yàn)镸OC3022的發(fā)光燈驅(qū)動(dòng)電流是10mA，所以可以驅(qū)動(dòng)MOC3022.5.元器件的選型1、單片機(jī)最小系統(tǒng)表3元器件名稱型號(hào)/規(guī)格數(shù)量51單片機(jī)芯片STC89C52RC1片開關(guān)觸點(diǎn)型1個(gè)電解電容10uF1個(gè)電阻碳膜型，1/4W,10K1個(gè)瓷片電容30pF2個(gè)晶振12M1個(gè)2、過零點(diǎn)檢測(cè)單元表4元器件名稱型號(hào)/規(guī)格數(shù)量整流橋DB1071個(gè)光電隔離器TLP521-11個(gè)電阻金屬膜，2W,15K2個(gè)電阻碳膜，1/4W，5.1K1個(gè)3、按鍵控制單元表5元器件名稱型號(hào)/規(guī)格數(shù)量開關(guān)觸點(diǎn)型4個(gè)電阻碳膜型，1/4W，10K4個(gè)4、驅(qū)動(dòng)電路單元表6元器件名稱型號(hào)/規(guī)格數(shù)量電阻碳膜型，1/4W，5.1K1個(gè)電阻碳膜型，1/4W，2701個(gè)電阻碳膜型，1/4W， 1K1個(gè)電阻金屬膜，2W,1K1個(gè)電阻金屬膜，2W,1801個(gè)光電隔離器MOC30221片雙向可控硅BT1361個(gè)白熾燈220V/60W1個(gè)6.控制源程序#include <reg52.h>#define uchar unsignedchar#define uint unsigned intsbit key1=P10; /開sbit key2=P11; /關(guān)sbit key3=P12; /減sbit key4=P13; /增s