基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)的設計電子科技畢業(yè)論文

..../基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)的設計摘要隨著信息技術的飛速發(fā)展和社會的不斷進步，人們都市生活的迅速發(fā)展，新型半導體材料LED照明應用得到普與，人們對LED照明的高效控制和功能多樣化的要求也不斷提高。燈飾除了有普遍的照明作用之外，還有廣泛的工業(yè)用途。針對普通的LED光源存在光譜不全這個問題，本文介紹了一套小型智能燈，它是基于光敏電阻的照明系統(tǒng)，主要的功能是用光照強度來調(diào)節(jié)LED燈的亮度，就是通過光敏電阻接收到的外界不同的照度來控制LED燈不同的亮度，也就是說，本設計通過環(huán)境光照度的強弱對LED燈進行控制，而且可以自動變換，使生活和工業(yè)生產(chǎn)更加現(xiàn)代化和節(jié)能環(huán)保。這個設計的核心在于單片機控制模塊，光敏電阻通過外界照度的不同產(chǎn)生不同大小的電信號，本設計先根據(jù)電信號的大小規(guī)定好對應的數(shù)字信號，這樣單片機就可以根據(jù)輸入的數(shù)值信號發(fā)出紅綠黃三路通路/截止的命令，達到辨色的目的，判斷光強度做好防護，并且可從液晶屏上讀出光照強度，調(diào)控LED光強,這樣的設備在溫棚、禽舍、曬相、電路板生產(chǎn)等方面都得到廣泛的應用。關鍵詞：LED(發(fā)光二極管)光敏電阻單片機液晶顯示屏LIGHTINGCONTROLSYSTEMDESIGNBASEDONPHOTORESISTORABSTRACTWiththerapiddevelopmentofinformationtechnologyandsocialprogressaswellastherapiddevelopmentofurbanlife,newapplicationsofsemiconductormaterialsarepopularLEDlightingproducts.EfficientLEDlightingandfunctionaldiversificationoftherequirementsisalsorising.Lightingnotonlyhavelightingeffect,butalsohaveextensivefunctionofindustry.Thispaperintroducesasetofsmallsmartlights,thelightingsystemwhichisbasedonphotosensitiveresistance,tosolveLEDlightsourceforgeneralspectruminsufficiencyproblem.Itsmainfunctionistoautomaticallyselectthelightcolor.PhotoresistorreceivesdifferentilluminationofthelightoutsidetocontrolthethreeRGY-LEDworkornot.Inotherwords,alampcanautomaticallytransformseveralcolorslight.Itwillsavetheenergysourcesmakeourlifemoremodern.TheSCM(

SingleChipMicyoco)moduleisthecoreofthisdesign.Photoresistorgenerateddifferentsignalsbydifferentexternalillumination.Thedesignfirstturnanalogsignalsintodigitalsignals.Accrodingthedigitalsignals,SCMwillreleasetheorderstocontrolRGY-LEDworkornot.Inthisway,thepurposeisabletochoosecolorsofthelightintellectuality.AtthesametimeitcanreadthelightintensityOntheLCDpaneltoregulattheintensityofLightingsystem.SuchequipmentHaveextensiveapplicationonGreenhouse,birdhouse,baskinphase,circuitboardproduction.Keywords:LED(LightEmittingDiode)PhotoresistorSCMLCD目錄摘要IABSTRACTII1前言11.1選題的目的意義11.2國外研究綜述11.3研究目標11.4研究容21.5關鍵問題21.6基本思路21.7研究方法22基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)的設計和論證32.1設計要求32.2設計方案32.3方案選取63基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)的設計73.1基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)的整體電路原理方框73.2電源設計73.3控制電路73.3.1STC12C5A60S283.3.2信號采集電路103.3.3LCD顯示電路113.3.4驅(qū)動調(diào)光電路124單片機編程154.1程序流程框圖154.2信號采集程序154.2.1AD初始化程序154.2.2AD轉(zhuǎn)換程序164.3顯示屏程序164.3.1寫指令函數(shù)164.3.2寫數(shù)據(jù)函數(shù)164.3.3顯示函數(shù)174.3.4對1602液晶的模式進行設置184.4主程序（選擇紅、綠、黃指示燈的程序）184.5PWM程序195焊接與調(diào)試215.1焊接215.1.1制作注意事項215.1.2實物展示215.2軟件調(diào)試225.3PWM波形測量圖256元件清單與性能參數(shù)267結(jié)論27參考文獻29附錄301整體電路設計圖302單片機全部程序31辭371前言1.1選題的目的意義照明燈的應用一直以來都是相當?shù)膹V泛和重要。隨著人們都市生活的發(fā)展，燈飾不僅有普遍的照明作用，還可以為家居營造夢幻般的氣氛。本課題為基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)，就是通過CDS光敏電阻(LXD5537)接收到的外界不同的照度來控制照明燈不同顏色的亮滅，也就是說，一盞燈能有幾種顏色，而且可以自動變換，使生活更加現(xiàn)代化。這個設計的核心在于單片機控制模塊，光敏電阻通過外界照度的不同產(chǎn)生不同大小的電信號，我先根據(jù)電信號的大小規(guī)定好對應的數(shù)字信號，這樣單片機就可以根據(jù)輸入的數(shù)值信號發(fā)出GRB三路通路/截止的命令，從而達到選色的目的。本課題的照明燈是當今的新型半導體光源——LED，這種器件具有壽命長、啟動時間短、色彩豐富飽滿、可做全彩變化、低壓安全等特點，除了節(jié)約能源、綠色環(huán)保、健康安全之外，還可以做出布線靈活、控制方便、安全可靠的產(chǎn)品詳見李鐵楠：《城市道路照明設計》[M]，機械工業(yè)2006年版。由此可見，這種智能的照明系統(tǒng)在日常照明、景觀照明、舞臺燈光控制、城市建筑物、餐廳與家居美化詳見李鐵楠：《城市道路照明設計》[M]，機械工業(yè)2006年版1.2國外研究綜述基于光敏電阻的照明系統(tǒng)除具靈敏度高，反應速度快，光譜特性等特點外，在高溫，多濕的惡劣環(huán)境下，還能保持高度的穩(wěn)定性和可靠性，可廣泛應用于照相機，太陽能庭院燈，路燈，驗鈔機，迷你小夜燈，光聲控開關，自動開關以與各種光控玩具，光控燈飾等光自動開關控制領域。之后，光敏電阻在照明系統(tǒng)上的應用也就不限制于日常照明，還推動了我國的生態(tài)農(nóng)業(yè)，光控捕蟲燈就是一個典型的例子。

在氣體發(fā)光取代鎢絲發(fā)光成為主流后，LED（發(fā)光二極管）又被喻為新一代技術。2009年，飛利浦公司就推出了LivingColors系列的產(chǎn)品這是智能感應照明系統(tǒng)的佳作之一。它是一款小巧的圓形燈具，置紅、藍、綠四件LED光源，可隨意配置出1600萬種色調(diào)，具有自動變色、手動遙控變色、控制色彩強弱等功能，只要輕觸“感應式調(diào)色環(huán)”，就能選擇你想要的燈光顏色，還可切換自動變色模式。而我的靈感則是來源于LivingColorsMINI，我的照明燈控制系統(tǒng)則是把光敏電阻和LED聯(lián)系在一起，首先給光敏電阻連接一個電源，再用一個AD采集光敏電阻的電壓，因為阻值的不同，光敏電阻的電壓發(fā)生變化，然后利用單片機得到這些參數(shù)，經(jīng)過單片機的運算通過PWM再去控制一個LED驅(qū)動器，這個LED驅(qū)動器就是用來控制LED的亮度的。1.3研究目標本設計主要采用光敏電阻來完成照明燈控制系統(tǒng)的設計。要求通過光敏電阻接收到的外界不同的照度，通過顯示照度來自動調(diào)控來或模擬調(diào)控與自動調(diào)控相結(jié)合控制照明燈的亮度。1.4研究容（1）采集信號部分——光敏電阻光電轉(zhuǎn)化電路（2）控制電路部分——單片機（3）照明電路部分——大功率LED（3）指示電路部分——紅綠黃指示燈被選擇亮，LCD液晶顯示屏顯示讀數(shù)，1.5關鍵問題通過單片機實現(xiàn)LED選色控制模塊。根據(jù)外界光源的光照度的變化，控制模塊的CDS光敏電阻(LXD5537)會產(chǎn)生不同的電信號，這些信號就會輸進單片機里。單片機是控制模塊的核心，它用來完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，選色顯示，PWM調(diào)控等功能。PWM調(diào)光亮度的程序是本設計的關鍵。我初步設想，首先先確定出光敏電阻在光源為最亮和最暗兩種環(huán)境下的輸出電流信號或者電壓信號，并發(fā)給LCD顯示，并按規(guī)定數(shù)字信號里的“0”或是“1”到底是針對你的模擬信號的多少安培的電流值或是多少伏特的電壓值，接著經(jīng)過單片機編程（大多使用while、if、break等語句）發(fā)出GRB三路通路/截止的命令以便于知道現(xiàn)在的光偏于那種顏色，來調(diào)節(jié)LED的亮度來適合蔬菜或花兒生長或?qū)馍蟾叩牡胤健?.6基本思路基于光敏電阻的照明系統(tǒng)包括電源電路、A/D轉(zhuǎn)換電路控制電路、負載LED發(fā)光電路、PWM調(diào)光電路。主電路部分主要是LED驅(qū)動電路和PWM調(diào)光，里邊包括降壓的分立元件電路，我打算用CL6808LED驅(qū)動芯片來驅(qū)動大功率LED：在編程前，我確定了照度的算法，自動控制的PID算法，我測試光敏電阻在強光、弱光、無光三種明顯狀態(tài)下所產(chǎn)生的電流值，待模數(shù)轉(zhuǎn)換后，我再界定它們分別對應的數(shù)字信號，通過單片機，控制LED的RGB三路各自的通與斷。1.7研究方法我的畢業(yè)論文研究方法主要是信息研究法和實驗法。信息研究法就是通過對信息的收集、傳遞、加工和整理獲得知識，并應用于實踐，以實現(xiàn)新的目標。而實驗法則是通過主支變革、控制研究對象來發(fā)現(xiàn)與確認事物間的因果聯(lián)系的一種科研方法詳見周樹南，張伯頤：《電路與電子學基礎》[M]，詳見周樹南，張伯頤：《電路與電子學基礎》[M]，科學2006年版在實際操作中，我首先收集資料，從資料中分析、提取、總結(jié)自己需要的信息，然后通過軟件的仿真、編程來證實信息的對錯，再在硬件的設計和制作中反復試驗，最后得到一種較為完善設計方案。2基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)的設計和論證2.1設計要求晴天的中午太照射在照明系統(tǒng)的光明電阻上時，光敏電阻的阻值最小，此時，紅燈亮；夜晚時，光敏電阻不受影響，阻值最大，此時，黃燈亮；除了以上這兩種外，照明燈發(fā)出路燈亮。2.2設計方案方案一：采用宏晶STC12C5A60S2單片機和點接觸直插型LED，直接從P1.0輸入光敏電阻的模擬信號，通過單片機部的A\D轉(zhuǎn)換并選擇，從而達到在不同光照度下選擇不同顏色燈亮的目的。硬件圖如下：圖2-1采用STC12C5A60S2的光敏電阻選色燈硬件電路圖②宏晶STC12C5A60S2單片機編寫程序③評價：優(yōu)點：本設計電路和程序都簡單，材料普通，程序成本低；缺點：成品工作不穩(wěn)定，光敏電阻會由于光照角度的不同而無常選擇燈光顏色。方案二：使用飛思卡爾的HCS12XS128、紅綠藍三色一體大功率LED、LED恒流驅(qū)動芯片PT4115和M2L587T-ADJ開關電源穩(wěn)壓ic構(gòu)成整體電路。由于紅綠藍三色一體大功率LED是高功率容電器，如果直接把它直接接在單片機的輸出端，單片機無法驅(qū)動LED正常工作，因此，我需要用到高功率LED驅(qū)動芯片PT4115來做驅(qū)動，另外，要是LED長時間穩(wěn)定工作，還需要LED升壓變壓器芯片LM2587T-ADJ來供給恒流源。①硬件電路圖電源模塊：M2L587T-ADJ開關電源穩(wěn)壓ic構(gòu)成整體電路如圖2-2所示；圖2-2LM2587T-ADJ開關電源穩(wěn)壓ic構(gòu)成整體電路驅(qū)動模塊：LED恒流驅(qū)動芯片PT4115如圖2-3所示；圖2-3LED恒流驅(qū)動芯片PT4115控制模塊：MC9S12XS128（飛思卡爾單片機）如圖2-4所示；圖2-4飛思卡爾引腳圖驅(qū)動模塊：LED恒流驅(qū)動芯片PT4115如圖2-4所示；圖2-5驅(qū)動芯片PT4115圖②用飛思卡爾單片機HCS12XS128編寫程序③評價：優(yōu)點：飛思卡爾的HCS12XS128是一款高新能單片機，加上LED升壓變壓器芯片LM2587T-ADJ有利于LED的長時工作。缺點：材料太高級，成本較高。方案三：依然使用宏晶STC12C5A60S2單片機和點接觸直插型LED，但增添PWM（脈寬調(diào)制功能）和液晶輸出，隨著照度的不同，不但有不同顏色的LED發(fā)光，而且亮度能夠自動調(diào)節(jié)，還會顯示當前照度值，并有鎖存功能。評價：優(yōu)點：材料普通，成本底，功能完善，有較廣泛的工業(yè)用途。缺點：點接觸直插型LED的發(fā)光功率低，在照明方面亮度可能不夠2.3方案選取從總體方案上來說，方案一比方案二成本要低，但方案二比方案一電路比較穩(wěn)定；在元器件上，飛思卡爾的HCS12XS128的工作頻率比宏晶STC12C5A60S2要高，這就使燈變色的反應要快多了；另外，紅綠藍三色一體大功率LED的亮度要比點接觸直插型LED（圓帽型，一般作指示燈用）高得多，更適合于照明。而雖然方案三與方案二相比，功能完善了不少，還針對方案一工作不穩(wěn)定的缺點進行了補救，就是使用PWM脈沖調(diào)制來固定LED的工作電信號，這樣就不會因為外界照度的不均勻而造成LED工作混亂的現(xiàn)象；而與方案二相比，方案三的材料比較普遍，容易購買到器件，而且成本低，雖然在照明方效果上并沒有方案二那么出眾，從成品的實用性和擴展性來說，方案三的更符合未來照明系統(tǒng)智能化、工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測自動化的趨勢。因此最后決定按方案三進行本次畢業(yè)設計。3基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)的設計3.1基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)的整體電路原理方框圖3-1基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)原理框圖3.2電源設計本次設計我選用的降壓穩(wěn)壓部分由三端穩(wěn)壓管7805、電解電容和普通電容組成，將9V-6V轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V。升壓穩(wěn)壓部分是將6V-9V轉(zhuǎn)為穩(wěn)定的12V給LED驅(qū)動器供電，為電燈控制電路提供了工作電壓。電路圖3-1所示：圖3-2電源電路3.3控制電路控制電路主要由STC12C5A60S2單片機來完成，就硬件而言，分成單片機的輸入、輸出兩大部分，而輸入部分主要是信號采集電路，經(jīng)過單片機部的數(shù)模轉(zhuǎn)換，見能把信號輸出，輸出部分主要包括紅、綠、黃指示燈選擇開啟、液晶屏顯示照度，脈寬調(diào)制（PWM）控制照明燈的亮度，如圖3-2所示，也可見附錄1整體電路設計圖。圖3-2控制電路線路圖3.3.1STC12C5A60S2STC12C5A60S2/AD/PWM系列單片機是宏晶技術生產(chǎn)的單時鐘/機器周期的單片機，是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。部集成MAX810專用的復位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換，針對電機控制，強干擾場合。圖3-2STC12C5A60S2單片機的引腳圖VCC：電源正端輸入，接+5V。GND：電源地端。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。反向振蕩放大器的輸入與部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設計上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。NA：為0時，表示此腳為弱上拉，無任何功能；為1時，表示此腳為I/O口。ALE：為0時表示復位后只有在用MOVX指令訪問片外擴展器件時才有信號輸出；為1時表示通過將此腳設置為I/O口。EX_LVD：為0時，復位后此腳是外部低壓檢測腳，可使用查詢方式后設置成中斷來檢測1；當為1時，此腳設置為I/O口。P0.0～P0.7：端口0是一個8位寬的開路汲極（OpenDrain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態(tài)，而是部有一提升電路，P0在當做I/O用時可以推動8個LS的TTL負載。如果當EA引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數(shù)據(jù)存儲器），P0就以多工方式提供地址總線（A0～A7）與數(shù)據(jù)總線（D0～D7）。設計者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0～A7，再配合端口2所送出的A8～A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。P2.0～P2.7：端口2是具有部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可以推動4個LS的TTL負載，若將端口2的輸出設為高電平時，此端口便能當成輸入端口來使用。P2除了當做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴充外接程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，也提供地址總線的高字節(jié)A8～A15，這個時候P2便不能當做I/O來使用了。P1.0～P1.7：端口1也是具有部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個LSTTL負載，同樣地若將端口1的輸出設為高電平，便是由此端口來輸入數(shù)據(jù)。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當做定時器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷輸入的觸發(fā)腳位。P3.0～P3.7：端口3也具有部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制與外部數(shù)據(jù)存儲器容的讀取或?qū)懭肟刂频裙δ?。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計時計數(shù)器0輸入。P3.5：T1，計時計數(shù)器1輸入。P3.6：WR：外部數(shù)據(jù)存儲器的寫入信號。P3.7：RD，外部數(shù)據(jù)存儲器的讀取信號詳見李廣弟：《單片機基礎》[M]，航天航空2002年版詳見李廣弟：《單片機基礎》[M]，航天航空2002年版圖3-3STC12C5A60S2單片機最小系統(tǒng)線路圖要讓單片機工作起來，就得滿足單片機最小硬件電路組成：（1）電源電路：向單片機供電（第40腳接Vcc，第20腳接GND）。（2）時鐘電路：單片機工作的時間基準，決定單片機工作速度（第18、19腳接晶振）。（3）復位電路：確定單片機的起始狀態(tài)，完成單片機的啟動過程（第9腳RST/VPD）。另外，第31腳EX-LVD作下載程序只用。3.3.2信號采集電路在信號采集方面，我選用了光敏電阻和電位器來大構(gòu)成信號采集電路，如圖3-4所示。由于光敏電阻在黑夜里阻值無限大，在燈亮處阻值較小，所以，在電位器的阻值固定下來的時候，根據(jù)光敏電阻的阻值隨著外界光源照度的提高而減小詳見詳見全新實用電路集粹叢書編輯委員會：《燈光控制應用電路集粹》[M]，機械工業(yè)2005年版圖3-4信號采集電路3.3.3LCD顯示電路我用的是LCD1602液晶，LCD1602一共有16個腳，如圖3-5所示。其主要技術參數(shù)：顯示容量:16×2個字符；芯片工作電壓:4.5—5.5V；工作電流:2.0mA(5.0V)；模塊最佳工作電壓:5.0V；字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm詳見孫余凱、吳鳴山：詳見孫余凱、吳鳴山：《電子元器件檢測、選用、代換手冊》[M]，電子工業(yè)2007年圖3-5LCD1602字符型液晶顯示器引腳圖LCD1602的實際電路連線如圖3-6所示。在單片機的輸出端P01-P07均用于連接LCD1602顯示屏，為了避免電流太大，燒壞顯示屏，我串上排阻，已達到分壓降流的目的。排阻之后還有一塊芯片，是拿來鎖存數(shù)據(jù)之用的。圖3-6LCD1602的線路連接圖3.3.4驅(qū)動調(diào)光電路1.BUCK電路、BOOST電路、BUCK-BOOST電路的原理。（1）Buck變換器：也稱降壓式變換器，是一種輸出電壓小于輸入電壓的單管不隔離直流變換器，如圖3-11所示。圖3-11BUCK電路Q為開關管，其驅(qū)動電壓一般為PWM(Pulsewidthmodulation脈寬調(diào)制)信號，信號周期為Ts，則信號頻率為f=1/Ts，導通時間為Ton，關斷時間為Toff，則周期Ts=Ton+Toff，占空比Dy=Ton/Ts。（2）Boost變換器：也稱升壓式變換器，是一種輸出電壓高于輸入電壓的單管不隔離直流變換器，如圖3-12所示。圖3-12BOOST電路開關管Q也為PWM控制方式，但最大占空比Dy必須限制，不允許在Dy=1的狀態(tài)下工作。電感Lf在輸入側(cè)，稱為升壓電感。Boost變換器也有CCM和DCM兩種工作方式（3）Buck-Boost變換器：也稱升降壓式變換器，是一種輸出電壓既可低于也可高于輸入電壓的單管不隔離直流變換器，但其輸出電壓的極性與輸入電壓相反。Buck-Boost變換器可看做是Buck變換器和Boost變換器串聯(lián)而成，合并了開關管詳見楊建寧：《電子技術》[M]，詳見楊建寧：《電子技術》[M]，科學2005年版圖3-13Buck-Boost電路而本設計在LED驅(qū)動電路上就采用了Buck變換器，它被集成在CL6808驅(qū)動模塊上。2.PWM調(diào)光PWM調(diào)節(jié)是指通過一個周期脈寬占空比的形式來驅(qū)動LED的方式，LED的平均驅(qū)動電流取決于脈沖波形的占空比和LED額定驅(qū)動電流，在驅(qū)動電流固定時，通過改變PWM占空比可以調(diào)節(jié)驅(qū)動電流大小。為了避克閃爍，故PWM調(diào)節(jié)的頻率選擇在500Hz左右。PWM占空比從0至100%。從圖中可以清楚的看到，通過改變不同的PWM占空比可以調(diào)節(jié)額定電流，如圖3-13所示。圖3-13外加PWM脈沖驅(qū)動信號和輸出驅(qū)動電流的測量結(jié)果這里我用的是CL6808大功率LED驅(qū)動芯片，它是一款高側(cè)電流感應的高亮度LED驅(qū)動控制器，設計運用于高效驅(qū)動由高于LED正向?qū)?，具體電路如圖3-13所示。電壓的電源供電的單個或多個串聯(lián)LED。該裝置的運作是在8V到40V之間，提供了一個外部可調(diào)的高達1.5A的輸出電流。根據(jù)電力供應的電壓和外部元件，可以提供高達32瓦的輸出功率。圖3-11PWM調(diào)光電路CL6808包括輸出開關和一個高側(cè)的輸出電流傳感電路,可利用外部電阻器來設定的平均輸出電流或由精心設計的直流電壓或PWM信號來加載AD腳來調(diào)節(jié)輸出電流。4單片機編程4.1程序流程框圖圖4-1程序流程框圖4.2信號采集程序4.2.1AD初始化程序voidADC_P11_inti(){ unsignedchara,b;//定義變量a,b P1ASF=P11ASF; //AD相關寄存器初始化 ADC_CONTR=ADC_POWER;for(b=1;b>0;b--) //等待AD初始化完成 for(a=47;a>0;a--);}4.2.2AD轉(zhuǎn)換程序unsignedcharADC_P11(){ unsignedcharAD;//AD初值 ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDHH|ADC_START|ADC_CHS0; //AD控制模塊設定 _nop_(); //等待設定完成 _nop_(); _nop_(); _nop_(); while(!(ADC_CONTR&ADC_FLAG))；//如果AD設定完成 AD=ADC_RES<<2;//AD結(jié)果獲取 returnAD; //返回AD值}4.3顯示屏程序4.3.1寫指令函數(shù)voidwrite_(unsignedchar){ lcdrs=0; //寫指令選擇 P0=; //位選 lcden=1; //標志位 delay_ms(20); lcden=0;}4.3.2寫數(shù)據(jù)函數(shù)voidwrite_data(unsignedchardate){ lcdrs=1;//寫數(shù)據(jù)選擇P0=date;//寫數(shù)據(jù) lcden=1; delay_ms(20); lcden=0;}4.3.3顯示函數(shù)voiddisplay(unsignedintillusion){ unsignedintqian,bai,shi,ge,num1; qian=illusion/1000;//千位 bai=illusion%1000/100; //百位 shi=illusion%100/10; //十位 ge=illusion%10;//個位,速度圍為0至9999. for(num1=0;num1<20;num1++)//顯示前面一段字符 { write_data(table[num1]); delay_ms(20); } write_(0x80+0x41);//顯示光照強度 write_data(0x30+qian); write_(0x80+0x42); write_data(0x30+bai); write_(0x80+0x43); write_data(0x30+shi); write_(0x80+0x44); write_data(0x30+ge); write_(0x80+0x47); for(num1=0;num1<2;num1++) { write_data(table1[num1]); delay_ms(20); } write_(0x80);//顯示數(shù)據(jù)尾}4.3.4對1602液晶的模式進行設置voidlcd_init(){lcden=0; //初始化write_(0x38);//設置16*2顯示，5*7點陣，8位數(shù)據(jù)接口write_(0x0c);//設置開顯示，不顯示光標write_(0x06);//寫一個字符后地址指針加一write_(0x01);//顯示清零，數(shù)據(jù)指針清零} 4.4主程序（選擇紅、綠、黃指示燈的程序）voidmain(void){ADC_P11_inti();//AD初始化lcd_init(); //LCD初始化TMOD=0x20; //中斷設定SCON=0x50; //串口初始化TH1=0xFD; //波特率設置 TR1=1;TL1=TH1; while(1) { unsignedcharR,a; a=ADC_P11(); //讀取AD數(shù)據(jù) SBUF=a; //寫串口 if(a<0x40)//顏色選擇 { LED_y=0; LED_g=1; LED_r=1; } elseif(a<0xc0) { LED_y=1; LED_g=0; LED_r=1; } else { LED_y=1; LED_g=1; LED_r=0; };if(a!=0) { delay_ms(10); if(a!=0)//防止誤判 { for(a=10;a>0;a--) {R=a*4; R/=1000; display(R);//顯示照度 }};};}}4.5PWM程序voidPWM_init(void){CMOD=0x02;//PCA工作模式設定CL=0x00;//PCA計數(shù)器低8位置0CH=0x00;//PCA計數(shù)器高8位置0CCAPM0=0x42;//設置為脈寬調(diào)節(jié)PWM方式（01000010）CCAP0L=0x00;//CCAP0L復位CCAP0H=0x00;//CCAP0H復位CR=1;//啟動PCA定時器}/**********PWM1占空比賦值函數(shù)***********************************/voidPWM1_set(uchara){//輸出為可調(diào)方波CCAP0L=a;//CCAP1L賦值CCAP0H=a;//CCAP1H賦值}/**********PWM1函數(shù)***********************************/voidpwm_tiaoguang(void){PWM_init();//照度信號檢測while(1){if(ads>="0xc0")PWM1_set(0x40);if(ads>="0x40"&&ads<="0xc0")PWM1_set(0x80);elseif(ads<="0x10"&&ads<="0x40")PWM1_set(0xc0);//P1.1口模擬量轉(zhuǎn)換elsePWM1_set(0xff);//轉(zhuǎn)換結(jié)果為PWM賦值}}5焊接與調(diào)試5.1焊接5.1.1制作注意事項(1)首先檢查你的印刷電路是否設計正確，元器件位置是否安裝正確。特別是7805芯片、顯示屏、開關、電位器等極性不要裝錯。(2)焊接質(zhì)量尤其重要。焊接時間較長易損壞元器件，焊點處理是否合理，有沒有焊接點短路、虛焊、多余管腳是否剪去王俊峰：《王俊峰：《電子制作的經(jīng)驗與技巧》[M]，機械工業(yè)2007年版5.1.2實物展示圖5-1實物正面圖圖5-2實物反面圖5.2軟件調(diào)試1、發(fā)現(xiàn)問題圖5-3發(fā)現(xiàn)錯誤圖5-4尋找位置2修改程序圖5-5修改程序3再次調(diào)試圖5-6再次修改圖5-7進行調(diào)試4得到結(jié)果圖5-8得到結(jié)果5.3PWM波形測量圖按照理論上來說，PWM調(diào)光時控制脈沖占空比為80％時的輸出電流，如圖5-3所示。圖5-9PWM的理論輸出效果圖利用數(shù)字示波器，可以的到圖5-4的實際輸出圖。圖5-10PWM的實際輸出效果圖由此可見，通過CL6808驅(qū)動模塊上的Buck-Boost變換器，的確可以起到穩(wěn)流穩(wěn)壓的作用。這樣，實際輸出電流與PWM脈沖的占空比一樣，進而實現(xiàn)LED亮度的調(diào)節(jié)。元件清單與性能參數(shù)表6-1元件清單與性能元器件名稱數(shù)量備注STC12C5A60S21有A/D端口、PWM輸出LCD16021液晶屏NY7805C1電源芯片CL68081穩(wěn)壓集成塊排阻A103J1晶振JYH1L05921普通低功率LED（D1、D2、D3）3紅、綠、黃三種顏色大功率LED極管（D4）1工作電壓為3V開關2光敏電阻1電位器2中阻值為20KW電容8（不計集成塊置的電容）C1、C2：0.1uFC3、C4：30pFC6、C7：470uFC8:10uF電阻6R1、R4：1KR2、R3：10KR5：20KSTC單片機編譯器1小型照度計1萬用板5中等規(guī)格Keil編譯系統(tǒng)光盤1STC燒寫程序光盤17結(jié)論歷時幾個月的畢業(yè)設計終于快到了尾聲，通過這次畢業(yè)設計，使我將以前所學的知識很好的應用在實際生產(chǎn)過程中，使我們步入社會參與實際工作的一次極好的演示。當然，我在做畢業(yè)設計中也遇到了好多技術性的難題，但我在老師的提示和鼓勵下，上網(wǎng)，看書本，查資料，終于在所規(guī)定的時間里完成本次的畢業(yè)設計。在本次畢業(yè)設計中，我做的課題為《基于光敏電阻的照明燈控制系統(tǒng)》，容涉與到學過的許多專業(yè)課程。由于所學的專業(yè)知識有限，難免有些難以解決的問題，所以這次畢業(yè)設計的資料來源廣泛。既有我從圖書館找來的專業(yè)書籍，還有部分從互聯(lián)網(wǎng)上搜尋到的相關的信息容，力求使做出來的設計與自己所學的專業(yè)構(gòu)架緊密聯(lián)系。綜上所述，加之自己水平有限，所以這次畢業(yè)設計難免有所紕漏，以與與某些資料相出處，懇求指導老師點評！本次畢業(yè)設計論文主要是在參考各種資料和相關的專業(yè)文獻的基礎上完成的，所參考的專業(yè)文獻在論文中已經(jīng)列單出來，但還有部分來源資料參差不齊不能在論文中詳細列出，在這里也說明一下。論文的整個制作過程的確不容易，現(xiàn)在回想一下那段時日，有艱辛的一面，亦有喜悅的一面，但整個過程總結(jié)來說還是蠻充實的，畢竟在整個設計的過程中，自己又對已經(jīng)學過的專業(yè)課知識梳理了一下，而且對于實際的應用和需求也參考了各個方面的資料，所以整個設計過程下來，自己整體的專業(yè)知識水平又進行了一次升華。在這段畢業(yè)設計過程中，我的心思有一半要花在畢業(yè)論文的整理和撰寫上，還有一部分要花在實物的制作上。由于自己的水平有限，做實物的時候投入了大量的心血，連續(xù)好多天在老師的實驗室努力的奮斗。每次焊完成品后，懷著激動地心情進行調(diào)試，卻屢屢遭到挫折。調(diào)試的過程充滿了艱辛，元器件的更換使整塊萬能板都變的黑黑的。有很多次有要放棄的念頭，還好有老師的提示和解答，還有一起做實物的同學的鼓勵，在焊壞了幾塊萬能板后，我終于完成這個實物的焊接。看著能實現(xiàn)功能的實物，我的心情只剩下激動。老師，也一起做實物的同學們。在設計論文中，自己對于某些方面的知識還不是很精確的了解和熟知。比如在做設計的時候，不知道延時電路的延時時間和什么有關，還有整流橋的各個管腳的接法和整流后電流的變化，還有光敏電阻的參數(shù)影響等等。因此，在遇到這些問題時，還是到網(wǎng)上和圖書館里查了很多有關資料。每次上網(wǎng)或看書找資料就會覺得自己的知識完完全全的不夠用，真的希望自己以后能多學一些實際應用的東西，來豐富自己的專業(yè)經(jīng)驗。從這次的畢業(yè)設計中我真正感覺到了經(jīng)驗真的很重要，正應了那句話“實踐是檢驗真理的唯一標準”；不管你學的知識如何的專業(yè)和豐富，都要在實踐中檢驗一下，才能證明自己真正的能力。除了以上的問題外，還有就是仿真部分。這確實使我難為了好長時間，因為電子線路原理圖、電器元件圖等要用專業(yè)的畫圖軟件來做。有的圖是自己用專業(yè)的軟件畫的，還有的是復制資料上的，當然部分圖的質(zhì)量不是太好，希望以后可以做的更好。對于這份已經(jīng)完稿的畢業(yè)設計論文來說，本人真是有很多的感觸，但是真要用完整的文字把它描述出來，我也真的不知道該怎么表達出來?；厥姿哪昀锩篮玫拇髮W時光，有值得回憶的往事，也有不堪講述的瑣事，也許真的一言難盡；做畢業(yè)設計的這段時光讓我感到充實，做完畢業(yè)設計后，我才猛然發(fā)現(xiàn)到了該安靜地離開這個祥和又充滿希望的校園了，我會在以后的工作中不斷地學習，不僅是做人處事方面，還有很多要學習的理論和實踐知識。畢業(yè)設計初步完成后，我把整篇論文拿給我的輔導老師田剛老師看過，給了我一些修改方面的建議，在此特別表示感！通過本次做課程設計學到很多新的知識，而且還把以前的學過的相關知識用到其中，讓自己對以前的知識復習了一次。特別是關于模電中的一些知識，如放大電路、有關相應的波形、二極管的作用、二極管的特性等一些相關的知識。在此設計中還學會了怎樣使用仿真軟件，得到了很多的收獲。本設計的重點是在于對電路的連接和分析，同時還要掌握對大量元件的認識與使用。但是由于知識有限，設計中難免會出現(xiàn)錯誤，希望老師和同學指出，我一定認真改正。參考文獻[1]鐵楠：《城市道路照明設計》[M]，機械工業(yè)2006年，第116-117頁.[2]周樹南，伯頤：《電路與電子學基礎》[M],科學2006年，第153-324頁.[3]廣弟：《單片機基礎》[M]，航天航空2002年，第98-135頁.[4]全新實用電路集粹叢書編輯委員會：《燈光控制應用電路集粹》[M],:機械工業(yè)2005年，第134-205頁.[5]余凱，吳鳴山：《電子元器件檢測、選用、代換手冊》[M]，電子工業(yè)2007年，第1-415頁.[6]建寧：《電子技術》[M]，科學2005年，第1-262頁.[7]王俊峰：《電子制作的經(jīng)驗與技巧》[M]，機械工業(yè)2007年，第179頁.[8]鈴木雅臣：《晶體管電路設計（上）》[M]，科學2003年，第92-93頁.[9]王秋爽，曾昭龍：《單片機開發(fā)基礎與經(jīng)典設計實例》[M],機械工業(yè)2008年，第97-107頁.[10]戴仙金，冼進：《51單片機與其C語言程序開發(fā)室例》[M]，清華大學2008年，第116-150頁.附錄1整體電路設計圖：2單片機全部程序：#include<stc12c5a60s2.h>#include<intrins.h>#defineV_START 100/*******定義要使用的函數(shù)*****************/sbitLED_r=P2^2;sbitLED_y=P2^3;sbitLED_g=P2^1;sbitlcden=P2^6;sbitlcdrs=P2^4;sbitlcdrw=P2^5;unsignedchartable[]="theillustionis";unsignedchartable1[]="lx";/***********延時timems**********************/voiddelay_ms(unsignedinttime){ for(;time>0;time--) { TH0=0; TL0=0; TR0=1; while(TH0!=0x07||TL0<0xCF); TR0=0; }}/*******AD初始化**********/voidADC_P11_inti(){ unsignedchara,b; P1ASF=P11ASF; ADC_CONTR=ADC_POWER;for(b=1;b>0;b--) for(a=47;a>0;a--);}/*******AD轉(zhuǎn)換**********/unsignedcharADC_P11(){ unsignedcharAD; ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDHH|ADC_START|ADC_CHS0; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); while(!(ADC_CONTR&ADC_FLAG)); AD=ADC_RES<<2; returnAD;}/***********寫指令函數(shù)************/voidwrite_(unsignedchar){ lcdrs=0;//lcdrw=0; P0=; //delay(5); lcden=1; delay_ms(20); lcden=0;}/*********寫數(shù)據(jù)函數(shù)*************/voidwrite_data(unsignedchardate){ lcdrs=1;//delay(5);//lcdrw=0; P0=date;// delay(5); lcden=1; delay_ms(20); lcden=0;}/*************顯示函數(shù)********************/voiddisplay(unsignedintillusion){ unsignedintqian,bai,shi,ge,num1; qian=illusion/1000; bai=illusion%1000/100; shi=illusion%100/10; ge=illusion%10;//速度圍為0至9999. for(num1=0;num1<20;num1++)//顯示前面一段字符 { write_data(table[num1]); delay_ms(20); }; write_(0x80+0x41);//顯示光照強度 write_data(0x30+qian); write_(0x80+0x42); write_data(0x30+bai); write_(0x80+0x43); write_data(0x30+shi);