基于stm8sf103k3的交流LED调光控制系统毕业设计Word下载.docx
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3.零点检测电路设计 错误!
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3.1零点检测电路设计需要 错误!
3.2零点检测电路实现 15
4.旋转编码开关、LED灯与红外设计 18
4.1旋转编码开关 18
4.1.1旋转编码开关工作原理 18
4.1.2开关外围设计电路实现 19
4.2旋转指示LED灯设计 20
4.2.1LED灯指示原理 20
4.2.2实现电路 20
4.3程序设计 21
4.4红外设计 23
4.5器件和原理 23
4.5.1发射步骤 26
4.5.2遥控信号接收 27
4.5.3电路连接 错误!
4.5.4NEC协议解析与编程流程图 28
5.主电路及驱动电路设计 31
6.软件开发及流程图编写 34
6.1IAR集成开发环境 34
6.2系统软件设计流程图编写 36
7.PCB制作 39
8.实验结果记录和实物照片 42
参考文献 49
致 谢 50
摘要
节能减排是我国可持续发展的重要策略,随着节能LED灯的发展,其控制问题显得越来越重要。
本文采用交流电后沿触发方式设计出一款交流LED灯调压调光控制系统。
系统采用8位高性价比的stm8s103k3单片机为主控芯片,对输入220VAC进行零点检测,按照旋钮编码开关或红外一体接收电路信号的指令,控制交流LED灯供电周期的切相时间的长短,从而实现LED灯的调压调光控制。
本系统的创新点在于采用开关电路作为交流LED灯供电电路的负载,能够克服传统可控硅前沿触发方式的缺点,实现节能。
通过实物制作与测试,该控制系统能够实现LED灯的调压调光控制功能,具有操作方便、可靠性高,实用性强,效率高等特点。
关键词:
stm8s103k3;
交流LED调光;
信号处理;
红外接收;
编码开关
IV
ABSTRACT
EnergyconservationisanimportantstrategyforsustainabledevelopmentinChina,withthedevelopmentofenergy-savingLEDlights,thecontrolissuesbecomeincreasinglyimportant.
Inthispaper,triggermodeoftheACtrailingedgeisutilizedinthevoltageregulatorACLEDlightsdimmingcontrolsystem.Systemuseseighthighcoststm8s103k3micro-controllerasthemasterchip,Directlyto220VACinput,itisusedforzeropointdetection,inaccordancewiththerotaryencoderswitchorinfraredsignalreceivingcircuitintegratedcommand,itcouldcontrolACpoweredLEDlightscyclethelengthoftimeofphasecutinordertoachieveLEDregulatingthelampdimmingcontrol.TheinnovationofthissystemistheuseofLEDlightswitchcircuitasanACload.Powersupplycircuitisabletoovercomethetraditionalshortcomingsofsiliconedgetriggermode,toachieveenergysaving.Throughin-kindproductionandtesting,thecontrolsystemcanachievearegulatorLEDlightsdimmingcontrolfunction,witheasyoperation,highreliability,practicabilityandhighefficiency.
Keywords:
stm8s103k3;
AcLEDdimmer;
signalprocessing;
infrared
Receiver;
codeswitch
1.绪论
1.1课题研究的背景与目的
随着高频逆变技术应用于一些可调光新型电子照明系统,原有的前沿相位控制调光器已不能适应这些新系统,一种后沿相位控制调光器已开发成功,本文讨论了两种调光器的原理和应用范围,分析了由于误用所导致的危害,总结了两种调光器在应用于不同阻抗特性的可调光照明系统的正确选择。
前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、容易远距离操纵等优点,在市场上占主导地位,多数厂家的产品都是这种类型调光器.前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件,所以又称为可控硅调光器.可控硅调光器虽然电路简单、成本低廉,但由于可控硅开关时会产生较强的无线电干扰,若不采取有效的滤波措施,将会妨碍许多电器的使用.另外,可控硅调光器在开通时有一个很陡的前沿,电压波形从零电压突然跳高,这对白炽灯类电阻性负载的影响不大,但却不适合气体放电光源的调光使用.因为多数气体放电光源都需要驱动电路来配合工作,而驱动电路是一种容性负载,可控硅调光器产生的电压跳变会在容性负载上产生很大的浪涌电流,使电路工作不稳定,甚至造成驱动电路烧毁的故障。
后沿相位控调光器除了具有可控硅调光器的优点外,一个重要的特性就是能适应气体放电灯的调光需要.随着世界范围内对白炽灯的淘汰不断加快,用户对呈容性阻抗的电子节能灯等光源进行调光的需求开始逐渐增多,而后沿调光器正好适应这种市场变化.后沿相位控制调光器一般使用MOSFET作为开关器件,所以又称为MOSFET调光器。
LED(LightEmittingDiode),中文含义是发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,可以直接把电转化为光,具有体积小、耗电量低、使用寿命长、亮度高、热量低、环保、耐用等特点。
主要应用于各种室内、户外显示屏,汽车内部的仪表板、刹车灯、尾灯,电子手表,手机等.作为目前全球最受瞩目的新一代光源,LED因其高亮度、低热量、长寿命、无毒、可回收再利用等优点,被称为是21世纪最有发展前景的绿色照明光源。
我国的LED产业起步于20世纪70年代,经过近40年的发展,现已形成上海、大连、南昌、
厦门、深圳、扬州和石家庄7个国家半导体照明工程产业化基地,产品广泛应用
9
于景观照明和普通照明领域,我国已成为世界第一大照明电器生产国和第二大照明电器出口国。
本系统实用新型提供一种不用开关电源驱动,可直接使用交流电驱动的交流
LED灯泡,并具有成本低、体积小、转换效率高的优点。
交流LED灯泡,包括灯罩、LED光源模组板、散热体、连接头和灯头,所述散热体和灯头通过连接头连接在一起,所述光源模组板上设置有直流LED,还包括驱动板,所述驱动板与光源模组板电连接,所述直流LED是由蓝光LED芯片和带有余辉特性的黄色荧光粉封装而成。
本实用新型利用普通蓝光LED芯片加有余辉特性的黄色荧光粉,在
220V或110V交变电压下直接点亮,同时荧光粉具有20ms以上高余辉亮度,保证在不低于50Hz的交流电源下工作时,可以弥补间歇时间的发光亮度,消除频闪效应,得到稳定的白光。
图1-1LED射灯
本系统采用LED射灯5X1W,GU10,E27,如图1-1所示。
广泛应用于家庭普通照明,办公室,餐厅,酒店,商场,娱乐场,酒吧,珠宝店,服装店,会所等外壳是采用车铝,散热更可靠,产品安全;
灯头是GU10接口,无120HZ闪灯问题。
调光系统的组成与未来发展完善的智能控制系统应该具有手动的控制、智能控制、光控、时控及故障报警控制功能。
当太阳下山天色渐暗后能自动点亮,午夜12点后灯的照度能自动减半;
天亮后,灯能自动熄灭;
特殊情况下,人能够手工控制;
而在灯具发生故障时,控制系统能自动报警。
智能调光系统主要由服务器、控制器、单片控制器及信号检测电路四大部分组成。
服务器:
由上位机和上位机软件组成,主要实现监控操作和报警功能。
服务器位于路灯管理等控制中心,其与控制器之间的联系可采用电力载波、网络或无线方式。
控制器:
负责接受服务器发来的信号,并解码后发送至单元控制器,实现控制,同时将信号检测的结果传送至服务器。
信号检测电路:
检测环境亮度、驱动电源电压、电流。
并将检测所得的信号发送至单元控制器或者控制器。
单元控制器:
每一盏LED灯配有一
个单元控制器,通过接收控制器的指令,对LED进行调光或者开与关控制,同时将LED灯的驱动电压、电流通过信号检测电路送到控制器。
当LED灯具出现故障时将故障信号传送至控制器。
目前在道路照明领域,LED的应用正在迅速普及,长寿命和可靠性仍是目前考虑的第一要素,但随着技术的发展,当寿命和可靠性问题在一定程度上得已解决时,LED照明应用必然朝智能化调光系统大步迈进。
对于单元控制器的发展更是层次不齐,越来越重视成本和体积等考虑。
后沿相位控制调光器除了具有可控硅调光器的优点外,一个重要的特性就是能适应气体放电灯的调光需要.随着世界范围内对白炽灯的淘汰不断加快,用户对呈容性阻抗的电子节能灯等光源进行调光的需求开始逐渐增多,而后沿调光器正好适应这种市场变化.后沿相位控制调光器一般使用MOSFET作为开关器件,所以又称为MOSFET调光器.可控硅调光器虽然电路简单、成本低廉,但由于可控硅开关时会产生较强的无线电干扰,
前沿调光器具有调节精度高、效率高、体积小、重量轻、容易远距离操纵等优点,在市场上占主导地位,多数厂家的产品都是这种类型调光器.前沿相位控制调光器一般使用可控硅作为开关器件,所以又称为可控硅调光器。
可控硅调光器虽然电路简单、成本低廉,但由于可控硅开关时会产生较强的无线电干扰,若不采取有效的滤波措施,将会妨碍许多电器的使用.另外,可控硅调光器在开通时有一个很陡的前沿,电压波形从零电压突然跳高,这对白炽灯类电阻性负载的影响不大,但却不适合气体放电光源的调光使用.因为多数气体放电光源都需要驱动电路来配合工作,而驱动电路是一种容性负载,可控硅调光器产生的电压跳变会在容性负载上产生很大的浪涌电流,使电路工作不稳定,甚至造成驱动电路烧毁的故障。
1.2课题的主要研究内容
不用开关电源驱动,可直接使用交流电驱动的交流LED灯泡,并具有成本低、体积小、转换效率高和智能化便利的优点。
其主要包含以下几个方面的内容:
(1)STM8S单片机最小系统的制作
详细论述了STM8S单片机供电电源的要求和实现方法、电路设计。
考虑成本和体积,采用阻容式降压电路。
(2
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