线灯光亮度控制.doc

目录 1 方案论证 2 1、1 单片机选型 2 1、2 键盘模块 3 1、3 红外接收装置 3 1、4 LED驱动装置 4 2 详细软硬件设计 4 2、1硬件设计 4 2、1、1键盘模块 4 2、1、2 红外发射模块 5 2、1、3 红外接收模块 7 2、1、4恒流驱动LED模块 8 2、2 软件设计 9 3. 测试说明 12 3、1 调试与测试所用仪器 12 3、2 调试测试方法 12 3、2、1 模块调试测试 12 3、2、2系统整体测试 12 3、3 测试数据 12 3、3、1 基本要求测试 12 3、3、2 LED亮度控制波形 13 3、4 测试结果分析 12 总结 附录 摘要：本系统以AT89C51单片机和AT89C051单片机作为主控核心的设计方法,与按键、红外发射器、红外接收器、LED等较少的辅助硬件电路相结合，实现红外通信控制LED的四种功能。 利用软件程序调节脉宽调节方式实现对LED的控制。本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作等优点。 1 方案论证 根据题目要求和本系统的设计思想，系统主要包括图 1.1所示的模块。 图1.1 红外遥控系统总框图 单片机选型 方案一：专用的红外遥控编码及解码集成电路，具有制作简单等特点，由于这些芯片价格较贵，功能键数及功能受到特定的限制，且相互之间采用的遥控编码格式可能互不兼容。 方案二：用单片机进行遥控系统的应用设计，具有硬件接口简单方便，编程灵活多样，操作码个数可随意设定等优点。在此我们选用AT89C51作为遥控发射单片机。AT89C51单片机有8位CPU，3个16位定时器，5个中断源，2个中断优先级，4个8位I/O接口，内部有256字节RAM和集成8KB字节程序区，AT89C52单片机定义有40个引脚，正常工作电压为+5V，有低功耗空闲和掉电工作模式。因为该款单片机I/O接口较多，易于满足对多键盘接口的要求，其强大的程序存储器和数据存储器可满足软件编程设计的需要。还用AT89C2051作为接收单片机，正常工作电压为+5V，定义有20个引脚，有8位CPU和Flash存储单元，2个16位定时器，6个中断源，15个双向I/O接口，内部有128*8字节RAM，可直接驱动LED。所以相对于其他类型的51系列单片机，AT89C2051更易于满足对LED的要求。 键盘模块 方案一：独立式键盘可以工作在多种方式下，如中断方式，程序查询方式，定时查询发送和中断查询方式等。独立式结构键盘能将键盘的开合状态转换为电信号供单片机查询识别，且其结构简单，电路连接方便。独立式键盘尤其更适用于操作简单，所需按键个数较小的系统中，基于我们所设计的系统的要求及最优实现的原则，我们选用独立式键盘。 方案二: 矩阵式键盘是一种扫描式键盘。其工作过程要比独立式按键复杂。矩阵式键盘由行线、列线及位于行列线交*点上的按键等部分组成。当应用系统需要的按键数量比较多时采用矩阵式键盘。考虑到在我们所设计的系统中要实现功能较少, 矩阵组合编码结构式键盘的使用会比较麻烦。 红外接收装置 方案一：红外线接收器是红外线通信成败的关键所在，以前大多采用红外线接收专用芯片CA20106A以及外围部分元器件(红外线接收管、电阻、电容等)。实际使用时常出现接收灵敏度过高或过低，工作欠稳定。加之装配焊接麻烦、调试不便、体积大、抗干扰能力较差等等 方案二：。目前采用最多的是一种一体化的红外线接收头HS0038，体积小巧(外形类似三极管)、价格低廉、使用方便、无须调整、抗干扰能力强、工作稳定可靠。 LED驱动装置 方案一：模拟、可控硅(TRA JC)。模拟调光的缺点是LED电流的调节范围局限在最大值至该最大值10％ 之间(调光范围10：1)。可控硅调光方案也是一种过渡方案．同样存在着很多不尽如人意的地方。 方案二： PWM调光方案：性能很好,因为PWM调光输出功率采用了功率校正电路，可以提供最好的性能选择,效率更高;用PWM调光从零光到最大光．始终不会有闪烁现象不管调光程度有多大，允许LED一直在优化的和恒定的电流下工作；在整个调光范围内LED颜色色调保持一致，不但能确保输出电流大小均匀．而且也能确保画面有极高的光暗对比度：使用成本极低，用PWM调整占空比来调光，不需要太多额外的控制电路成本。 2 详细软硬件设计 2、1硬件设计 本系统由发射装置和接收控制装置组成。发射部分即遥控器(包括独立式键盘、AT89C51单片机、555多谢振荡器、红外发送二极管)；接收部分（包括红外一体化接收头、AT89C2051单片机、驱动电路）。系统总体电路图如图2.1所示。 图2.1 系统总电路图 2、1、1键盘模块 我们用八个按钮实现4种功能，按钮一端接地，一端接单片机P1口和高电压，通过上拉电阻限流如图2.2。单片机通过读I/O状态