单片机LED灯调光毕业设计论文精品.doc

单片机LED灯调光毕业设计论文 2 一 项目概述和原理 3 11 单片机基础知识 3 12 PWM简介 4 13 PWM控制LED亮暗原理 4 二 程序设计思路 5 三 总体方案设计 7 31 主控电路 7 32 LED驱动 8 33 手动控制 9 四系统软件设计 10 41 系统软件设计 10 42 控制程序代码 10 五 总结 13 前 言 二十世纪跨越了三个电的时代即电气时代电子时代和现已进入的电脑时代不过这种电脑通常是指个人计算机简称PC机还有一类大多数人不怎么熟悉的计算机这就是把智能赋予各种机械的单片机亦称微控制器顾名思义这种计算机的最小系统只用了一片集成电路即可进行简单运算和控制它的出现是近代计算机技术发展史上的一个里程碑因为它体积小通常都藏在被控机械的肚子里起着有如人脑的作用 单片机具有体积小功能强应用面广等优点目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地它的这些优点为学习应用和开发提供了便利条件同时学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择 现在这种单片机的使用领域已十分广泛彩电冰箱空调录像机VCD遥控器游戏机电饭煲等无处不见单片机的影子单片机早已深深地融入我们每个人的生活之中不但如此他还能大大地提高这些产品的智能性易用性及节能性等主要性能指标在给我们的生活带来舒适和方便的同时在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量 项目概述和原理 11 单片机基础知识 单片机又称单片微控制器它不是完成某一个逻辑功能的芯片而是把一个计算机系统集成到一个芯片上概括的讲一块芯片就成了一台计算机按用途大体上可分为两类一种是通用型单片机另一种是专用型单片机 MCS-51单片机是美国INTEL公司于1980年推出的产品与MCS- 48单片机相比它的结构更先进功能更强在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令指令数达111条MCS-51单片机可以算是相当成功的产品一直到现在MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品各高校及专业学校的培训教材仍与MSC-51单片机作为代表进行理论基础学习 MCS-51系列单片机主要包8751等通用产品 12 PWM简介 脉冲宽度调制 PWM 是英文Pulse Width Modulation的缩写简称脉宽调制是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术广泛应用在从测量通信到功率控制与变换的许多领域中脉冲宽度调制是一种模拟控制方式其根据相应载荷的变化来调制晶体管栅极或基极的偏置来实现开关稳压电源输出晶体管或晶体管导通时间的改变这种方式能使电源的输出电压在工作条件变化时保持恒定是利用微处理器的数字信号对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术PWM控制技术以其控制简单灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式也是人们研究的热点 随着电子技术的发展出现了多种PWM技术其中包括相电压控制PWM脉宽PWM法随机PWMSPWM法线电压控制PWM等 13 PWM控制LED亮暗原理 对于控制LED灯由亮到暗或由暗到亮采用的是脉宽PWM法它是把每一脉冲宽度均相等的脉冲列作PWM波形通过改变脉冲列的周期可以调频改变脉冲的宽度或占空比可以调压采用适当控制方法即可使电压与频率协调变化可以通过调整PWM的周期PWM的占空比而达到控制充电电流的目的 这次设计利用51单片机产生占空比可变的矩形波当产生此矩形波的IO通过滤波电路再与LED灯相连接后由于输出矩形波占空比不断变化那么一个周期内有一部分时间LED导通一部分时间截止从整体来看有一个平均电压因为PWM信号频率周期很高我们无法通过肉眼来观察到每一个周期LED灯亮灭的变化过程所以通过平均电压的方式来决定LED灯的亮的程度随着波形占空比的不断变化LED灯也会有着由暗到亮或由亮到暗的不断变化 以下是基本原理电路图 程序设计思路 采用单片机定时器产生PWM波然后控制LED灯的亮度首先对定0赋初值使之中断定时5ms再让其中断10次次数可设定只是输出波占空比变化快慢不同而已再定义两个变量cc 0ee 10H不同的值会有不同的周期即PWM波的周期周期不能太大否则会闪烁ccee--当cc 10Hee 0时再cc--ee在主程序中令P20口当cc从0到10H的时间为高电平而ee从10H到0的时间为低电平由于定时器的中断cc不断增加ee不断减少则高电平时间越来越长低电平时间越来越短总周期不变 为了反映出定时器中断对脉冲变化的影响在P10口接一按键按住时P10低电平中断次数25次125ms脉冲变化一次可看到波形占空比变化较慢按键松开时P10高电平中断10次则波形占空比变化较快 以下是实验仿真电路图 两个三极管有驱动作用电感和电容起滤波作用保证LED不至于太过