智能LED控制照明系統(tǒng)

1、 2010級(jí)學(xué)生電子技術(shù)綜合設(shè)計(jì) 智能LED照明控制系統(tǒng)報(bào)告書課題名稱智能LED照明控制系統(tǒng)姓 名 大宇、學(xué) 號(hào)1026、1028院、系、部機(jī)械電子工程學(xué)院專 業(yè)應(yīng)用電子指導(dǎo)教師黎萬(wàn)平老師2012年 5月 目錄一、設(shè)計(jì)目的二、設(shè)計(jì)思路三、設(shè)計(jì)過程四、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)五、硬件電路總圖設(shè)計(jì)六、系統(tǒng)軟件七、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析八、設(shè)計(jì)總結(jié)與建議摘要：該系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)作為控制核心,可以選擇以鍵盤手動(dòng)控制和根據(jù)外界光照強(qiáng)度自動(dòng)控制兩種方式調(diào)節(jié)流經(jīng)LED的電流,即可改變其亮度。鍵盤手動(dòng)控制方式步進(jìn)為1mA,可以實(shí)現(xiàn)電流增減;自動(dòng)控制方式以光敏電阻作為光傳感器,將外界光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)化為阻值變化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)

2、智能調(diào)節(jié)LED亮度的功能。關(guān)鍵詞：智能控制LED照明 自動(dòng)控制 手動(dòng)控制 光敏電阻 亮度智能LED照明控制系統(tǒng)一、設(shè)計(jì)目的（1）該系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)作為控制核心,可以選擇以鍵盤手動(dòng)控制和根據(jù)外界光照強(qiáng)度自動(dòng)控制兩種方式調(diào)節(jié)流經(jīng)LED的電流,即可改變其亮度。鍵盤手動(dòng)控制方式步進(jìn)為1mA,可以實(shí)現(xiàn)電流增減;自動(dòng)控制方式以光敏電阻作為光傳感器,將外界光強(qiáng)度變化轉(zhuǎn)化為阻值變化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)LED亮度的功能。二、 設(shè)計(jì)思路（1）以單片機(jī)AT89C51為核心部件（2）利用光線度檢測(cè)技術(shù)、光電傳感接收技術(shù)實(shí)現(xiàn)開關(guān)的自動(dòng)化（3）利用開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)手動(dòng)方式（4）以LCD1602實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示三、 設(shè)計(jì)

3、過程 3.1測(cè)量系統(tǒng)方框圖如圖1所示。被測(cè)量數(shù)字信號(hào)模擬信號(hào)開關(guān)信號(hào)調(diào)理MCU顯示按鍵傳感器 圖1 測(cè)量系統(tǒng)方框圖3.2智能LED照明控制系統(tǒng)總體方案如圖2所示。LED照明系統(tǒng)光強(qiáng)采集電路調(diào)理A/DMCU顯示按鍵調(diào)理D/A 圖2 智能LED照明控制系統(tǒng)總體方案圖四、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)1、 單元電路設(shè)計(jì)（1） mcu單元采用51系列單片機(jī)（2） LED照明系統(tǒng)12只高亮度白光LED（3） 光線強(qiáng)弱采集光敏電阻：與光線強(qiáng)弱有關(guān)。（亮電阻：10K；暗電阻：8M）U亮=2.5VU暗=0V U0=0-2.5v(4)、調(diào)理模塊 將輸出信號(hào)調(diào)整到合適的電壓范圍以便后級(jí)AD采樣。由于本系統(tǒng)中光強(qiáng)采集電路的輸出電

4、壓范圍為0到2.5V，在AD采樣范圍內(nèi)，因此系統(tǒng)中可不用調(diào)理電路。（5）、A/D轉(zhuǎn)換單元 分辨率：與能轉(zhuǎn)換的二進(jìn)制位數(shù)有關(guān)，位數(shù)越多，分辨率越高。 誤差：一個(gè)或半個(gè)最小數(shù)的量的模擬量。 分類：積分型：分辨率高但轉(zhuǎn)換速率極低逐次比較型：速度高，功耗低，分辨率低，價(jià)格便宜，但高精度的價(jià)格很高 數(shù)據(jù)輸出形式：串行A/D 并行A/D（我們選擇串行A/D）（6）、TLC1543與單片機(jī)的通信6.1、TLC1543的主要技術(shù)參數(shù) 電 源：+5V 通 道：11 轉(zhuǎn)換精度:10位 接口方式：SPI串口6.2、TLC1543引腳圖202x216 10k jpg（7）、TLC與單片機(jī)的硬件接口 （8）、D/A轉(zhuǎn)換

5、單元 選10位串行D/A（9）、TLC5615與單片機(jī)的通信9.1、 TLC5615基本技術(shù)參數(shù)：10位(CMOS電壓輸出)+5V單電源供電輸出電壓最大值為 基準(zhǔn)電壓的兩倍串行輸出電壓與基準(zhǔn)電壓極性一致9.2、TLC5615引腳圖 9.3、TLC5615與單片機(jī)的硬件連接 TLC5615 單片機(jī) DIN P3.2 AGNDGND SCLKP3.1 REFIN+2.5V CS P3.0 VCC +5V （10）、顯示單元 LCD1602（2*16個(gè)字符） 10.1、LCD1602的基本技術(shù)指標(biāo) 供電電壓：4.55.5V 顯示容量：16*2個(gè)字符 最佳工作電壓：5V 工作電流：2.0mA(5.0V

6、) 10. 2、封裝 共 16引腳 1：VSS為地電源 2：VDD(+5V) 3：VL 接地(可接滑動(dòng)變阻器) 4：RS 高電平：數(shù)據(jù)寄存器 低電平：指令寄存器 5：RW 高電平：讀操作 低電平：寫操作 6：E 使能端 高電平：讀狀態(tài)/數(shù)據(jù) 高脈沖：寫指令/數(shù)據(jù) 714：D0D7數(shù)據(jù)段 15：背光源正極 16：背光源負(fù)極10.3、LCD1602與單片機(jī)的接口 1和3GND 2+5V RSP1.0 RWP1.1 EP1.2 7-14P0.0P0.7 15+5V 16GND （11）、按鍵輸入單元 采用獨(dú)立按鍵 三個(gè)鍵：功能切換信號(hào)、光線增強(qiáng)信號(hào)（遞增）、光線減弱信號(hào)（遞減）五、硬件電路總圖設(shè)計(jì)六

7、、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)41 主函數(shù)4.2 LCD1602 4.3 TLC1543 4.4 TLC5615 4.5 手動(dòng)模式 4.5 自動(dòng)模式 七、系統(tǒng)測(cè)試與分析1、儀器：萬(wàn)用表 穩(wěn)壓電源2、方法：（1）LCD1602的顯示：通過程序植入使LCD1602初始化、寫指令、寫數(shù)據(jù)、忙檢測(cè)等幾個(gè)指令使液晶屏顯示目標(biāo)字符，如“A”，從而驗(yàn)證液晶顯示屏硬件電路的正確性以及液晶顯示程序的正確與否。 （2）TLC1543 A/D轉(zhuǎn)換電路：模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，同時(shí)在液晶顯示屏顯示當(dāng)前模擬量的具體值。如：ad1543（unsiged char port）附初值從而得到一個(gè)具體數(shù)值在液晶屏上顯示，通過萬(wàn)用表測(cè)量輸入模擬量

8、數(shù)值，與液晶屏顯示數(shù)值差距，判斷該段子程序是否正確。 （3）TLC1543 D/A轉(zhuǎn)換電路：數(shù)字量向模擬量的轉(zhuǎn)換，同時(shí)在控制燈的亮度，實(shí)現(xiàn)智能控制的目的。如：TLC1543（unsiged char port）附初值從而得到一個(gè)具體數(shù)值通過TLC1543的7腳輸出具體電壓，通過萬(wàn)用表測(cè)量輸出模擬量數(shù)值，或與LCD燈的亮暗進(jìn)行對(duì)比，判斷該段子程序是否可行。 （4）按鍵測(cè)試：通過顯示屏觀察，按切換鍵是否能顯示自動(dòng)、手動(dòng)之間的轉(zhuǎn)化，來判斷自動(dòng)手動(dòng)之間的轉(zhuǎn)化硬件，軟件電路的正確性。當(dāng)切換到手動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通過按加減鍵觀察顯示屏電流的增減情況，同時(shí)觀察燈的明暗狀態(tài)，判斷按鍵電路的可行性。是八、設(shè)計(jì)總結(jié)與建議 1、設(shè)計(jì)總結(jié) 該智能LED照明控制系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，且自動(dòng)方式可根據(jù)外界光照強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)整LED的照明亮度。光敏電阻有測(cè)光強(qiáng)范圍寬、靈敏度高、工作電流大等特點(diǎn)，適合作為光傳感器。LED驅(qū)動(dòng)電路為電流源，可以驅(qū)動(dòng)LED照明系