智能LED控制照明系统.doc

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应用电子1002班※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2010级学生电子技术综合设计智能LED照明控制系统报告书课题名称智能LED照明控制系统姓名大宇、学号1026、1028院、系、部机械电子工程学院专业应用电子指导教师黎万平老师2012年5月-9- 应用电子1002班目录一、设计目的二、设计思路三、设计过程四、系统硬件电路设计五、硬件电路总图设计六、系统软件七、系统设计与分析八、设计总结与建议摘要：该系统以AT89C51单片机作为控制核心,可以选择以键盘手动控制和根据外界光照强度自动控制两种方式调节流经LED的电流,即可改变其亮度。键盘手动控制方式步进为1mA,可以实现电流增减;自动控制方式以光敏电阻作为光传感器,将外界光强度变化转化为阻值变化,进而实现智能调节LED亮度的功能。关键词：智能控制LED照明自动控制手动控制光敏电阻亮度-9- 应用电子1002班智能LED照明控制系统一、设计目的（1）该系统以AT89C51单片机作为控制核心,可以选择以键盘手动控制和根据外界光照强度自动控制两种方式调节流经LED的电流,即可改变其亮度。键盘手动控制方式步进为1mA,可以实现电流增减;自动控制方式以光敏电阻作为光传感器,将外界光强度变化转化为阻值变化,进而实现智能调节LED亮度的功能。二、设计思路（1）以单片机AT89C51为核心部件（2）利用光线度检测技术、光电传感接收技术实现开关的自动化（3）利用开关控制实现手动方式（4）以LCD1602实现数据的显示三、设计过程3.1测量系统方框图如图1所示。被测量数字信号模拟信号开关信号调理MCU显示按键传感器图1测量系统方框图-9- 应用电子1002班3.2智能LED照明控制系统总体方案如图2所示。LED照明系统光强采集电路调理A/DMCU显示按键调理D/A图2智能LED照明控制系统总体方案图四、系统硬件电路设计1、单元电路设计（1）mcu单元采用51系列单片机（2）LED照明系统12只高亮度白光LED（3）光线强弱采集光敏电阻：与光线强弱有关。（亮电阻：10K；暗电阻：8M）U亮=2.5VU暗=0V∴U0=0-2.5v-9- 应用电子1002班(4)、调理模块将输出信号调整到合适的电压范围以便后级AD采样。由于本系统中光强采集电路的输出电压范围为0到2.5V，在AD采样范围内，因此系统中可不用调理电路。（5）、A/D转换单元分辨率：与能转换的二进制位数有关，位数越多，分辨率越高。误差：一个或半个最小数的量的模拟量。分类：积分型：分辨率高但转换速率极低逐次比较型：速度高，功耗低，分辨率低，价格便宜，但高精度的价格很高数据输出形式：串行A/D并行A/D（我们选择串行A/D）（6）、TLC1543与单片机的通信6.1、TLC1543的主要技术参数电源：+5V通道：11转换精度:10位接口方式：SPI串口6.2、TLC1543引脚图202x21610kjpg（7）、TLC与单片机的硬件接口-9- 应用电子1002班（8）、D/A转换单元选10位串行D/A（9）、TLC5615与单片机的通信9.1、TLC5615基本技术参数：10位(CMOS电压输出)+5V单电源供电输出电压最大值为基准电压的两倍串行输出电压与基准电压极性一致9.2、TLC5615引脚图9.3、TLC5615与单片机的硬件连接TLC5615单片机DIN——P3.2AGND——GNDSCLK——P3.1REFIN——+2.5VCS——P3.0VCC——+5V（10）、显示单元LCD1602（2*16个字符）10.1、LCD1602的基本技术指标供电电压：4.5~5.5V显示容量：16*2个字符最佳工作电压：5V工作电流：2.0mA(5.0V)10.2、封装共16引脚1：VSS为地电源2：VDD(+5V)3：VL接地(可接滑动变阻器)4：RS高电平：数据寄存器低电平：指令寄存器5：RW高电平：读操作低电平：写操作-9- 应用电子1002班6：E使能端高电平：读状态/数据高脉冲：写指令/数据7—14：D0—D7数据段15：背光源正极16：背光源负极10.3、LCD1602与单片机的接口1和3——GND2——+5VRS——P1.0RW——P1.1E——P1.27---14——P0.0~P0.715——+5V16——GND（11）、按键输入单元采用独立按键三个键：功能切换信号、光线增强信号（递增）、光线减弱信号（递减）五、硬件电路总图设计六、系统软件设计4．1主函数4.2LCD16024.3TLC1543-9- 应用电子1002班4.4TLC56154.5手动模式4.5自动模式七、系统测试与分析1、仪器：万用表稳压电源2、方法：（1）LCD1602的显示：通过程序植入使LCD1602初始化、写指令、写数据、忙检测等几个指令使液晶屏显示目标字符，如“A”，从而验证液晶显示屏硬件电路的正确性以及液晶显示程序的正确与否。（2）TLC1543A/D转换电路：模拟量向数字量的转换，同时在液晶显示屏显示当前模拟量的具体值。如：ad1543（unsigedcharport）附初值从而得到一个具体数值在液晶屏上显示，通过万用表测量输入模拟量数值，与液晶屏显示数值差距，判断该段子程序是否正确。（3）TLC1543D/A转换电路：数字量向模拟量的转换，同时在控制灯的亮度，实现智能控制的目的。如：TLC1543（unsigedcharport）附初值从而得到一个具体数值通过TLC1543的7脚输出具体电压，通过万用表测量输出模拟量数值，或与LCD灯的亮暗进行对比，判断该段子程序是否可行。（4）按键测试：通过显示屏观察，按切换键是否能显示自动、手动之间的转化，来判断自动手动之间的转化硬件，软件电路的正确性。当切换到手动状态时，通过按加减键观察显示屏电流的增减情况，同时观察灯的明暗状态，判断按键电路的可行性。是八、设计总结与建议1、设计总结该智能LED照明控制系统以单片机为核心，有手动和自动两种控制方式，且自动方式可根据外界光照强度自动调整LED的照明亮度。光敏电阻有测光强范围宽、灵敏度高、工作电流大等特点，适合作为光传感器。LED驱动电路为电流源，可以驱动LED照明系统正常工作。此外，单片机内置的高精度AD、DA模块可以满足系统的数据采集及转换的进行。2、对设计的建议我希望老师在我们动手制作之前应先告诉我们一些关于所做电路的资料、原理，以及如何检测电路的方法，还有关于检测芯片的方法。这样会有助于我们进一步的进入状态，完成设计。-9- 应用电子1002班-9-