LED16级斩波调光控制系统设计.docx
- 文档编号:23735738
- 上传时间:2023-05-20
- 格式:DOCX
- 页数:17
- 大小:165.34KB
LED16级斩波调光控制系统设计.docx
《LED16级斩波调光控制系统设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《LED16级斩波调光控制系统设计.docx(17页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
LED16级斩波调光控制系统设计
课程设计说明书
题目:
LED16级斩波调光控制系统设计
院(系):
电子工程与自动化学院
专业:
自动化
学生姓名:
黄建锦
学号:
0800320115
指导教师:
赵学军
2010年01月18日
摘要
脉冲宽度调制(PWM),是英文“PulseWidthModulation”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。
脉宽调制是开关型稳压电源中的术语。
这是按稳压的控制方式分类的,除了PWM型,还有PFM型和PWM、PFM混合型。
脉宽调制式开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下,通过电压反馈调整其占空比,从而达到稳定输出电压的目的。
PWM的LED调光控制法以大于100HZ的开关工作频率,以脉宽调制的方法改变LED驱动电流的脉冲占空比来实理LED的调光控制,选用大于100HZ开关调光控制频率主要是为了避免人眼感觉到调光闪烁现象,在LED的PWM调光控制下,LED的发光亮度正比于PWM的脉冲占空比,在这种调光控制方法下,可以在高度调光比范围内保持LED的发光颜色不变。
线性LED调光控制方法就是采用模拟调光控制方法,在模拟调光控制下,通过调节LED的正向工作电流来实现LED的调光控制。
PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,无需进行数模转换。
让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。
噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时,也才能对数字信号产生影响。
对噪声抵抗能力的增强是PWM相对于模拟控制的另外一个优点,而且这也是在某些时候将PWM用于通信的主要原因。
从模拟信号转向PWM可以极大地延长通信距离。
在接收端,通过适当的RC或LC网络可以滤除调制高频方波并将信号还原为模拟形式。
总之,PWM既经济、节约空间、抗噪性能强,是一种值得广大工程师在许多设计应用中使用的有效技术。
引言
1课程设计概述
1.1课程设计题目
1.2主要仪器设备
2硬件设计
2.1单片机部分
2.2执行部件
3软件设计
3.1流程图设计
3.1.1主程序流程图
3.1.2按键控制流程图
3.2控制算法设计
3.2.1方波的产生
3.2.2调节方波的占空比
4系统调试
4.1亮度的调节与蜂鸣器发声响度的调节
5结果分析与结论
5.1系统性能分析
6总结
参考文献
附录
引言
在今天LED已经随处可见,其靠着低能耗,体积小,便宜等优点迅速抢占了市场。
所以我们完全有必要来学习LED的亮度调节方法。
1课程设计概述
1.1课程设计题目
设计16级斩波调光控制系统,灯光亮度存储于24C02当中。
题目分析:
斩波调光既是通过改变方波的占空比来控制灯光的亮度。
此题目的重点在于产生占空比可调的方波。
利用单片机的方法为使用单片机的定时器来定时产生波形。
图1-1灯光亮度控制系统的基本组成
1.2主要仪器设备
单片机1片
按键4个
白色高亮度LED8个
直流稳压电源(DF1731SC3A)1台
数字万用表1块
2硬件设计
整个系统以单片机为核心部件,直接利用系统端口驱动8个LED。
LED正常发光时,LED上的电压降为1.7V,流过的电流为3~10MA。
故需要接330~1000欧姆的限流电阻,需要亮度比较高的,限流电阻就选择比较小的。
控制按键直接连到端口即可,24C02的串行数据线以及串行时钟线,则需通过上拉电阻连接到端口。
2.1单片机部分
本设计选择的单片机芯片是STC89C51,其原理图如2-1所示。
该芯片的P2.2,P2.0,P2.4,P2.7用作按键数字量输入,为了防止干扰使键盘处于低电平,加入了上拉电阻时按键未按下时始终处于高电平状态;
P1作为单片机的模拟量输出端口;
P3.0,P3.1作为24C02串行时钟以及数据线接口连线
灯光控制系统原理图
与原理图相应的PCB布线图
2.2执行部件
执行部件既是高亮度的LED,电源经过1K的排阻,并正向通过LED接到P1口。
当P1口输出为低电平时,LED则发光。
通过控制方波的频率在一定的范围之内,灯光就不会引起视觉闪烁。
看到灯是一直亮的。
3软件设计
3.1流程图设计
3.1.1主程序流程图
利用了单片机的两个定时器,使其工作在模式1,即16位的定时器,可以计数65536.。
利用一个定时器产生高电平,另外一个定时器产生低电平,根据产生低电平时间的不同就可以产生了不同占空比的的波形。
关键在于选好主程序的初值,使其产生合适的频率,不要使其产生发光间断,避免引起视觉闪烁
3.1.2按键控制流程图
此灯光控制系统用到了4个控制按键,一个是增加灯光亮度按键,一个是降低灯光亮度按键,一个是最高亮度按键,一个是最低亮度按键。
3.1.324C02的存储
3.2完整的程序
PWMDATA50H给PWM定义一个存储空间
K1BITP2.0亮度增加按键
K2BITP2.2亮度降低按键
K3BITP2.4亮度最高按键
K4BITP2.7亮度最低按键
ORG0000H
AJMPLOOP1跳入主程序
ORG000BH
AJMPMOTHER定时器0的中断程序,产生频率
ORG001BH定时器1的中断程序,产生波形
AJMPCHIRD
ORG100H
LOOP1:
主程序
MOVPWM,#0EFH定时器1的初值
AJMPLOOP
LOOP:
JNBK1,ADDK1检测是否有按键按下,有则转入对应程序
JNBK2,SUBK2
JNBK3,MAX
JNBK4,MIN
SETBP2.3蜂鸣器端口,不给其发声
AJMPLOOP
ADDK1:
亮度增加
ACALLDELAY按键消抖
JBK1,LOOP
AAAA:
JBK1,NEXT1按键从按下到恢复为一次有效的行动
SJMPAAAA
NEXT1:
MOVA,PWM
CJNEA,#0FFH,ADK1判断是否为最高亮度
CLRP2.3是则,蜂鸣器响
ACALLDELAY
MOVA,PWM
ACALLWRITEBYT写字节到2402
AJMPLOOP返回主程序
ADK1:
非最高亮度
CLRCY
ADDA,#01H增加亮度
MOVPWM,A
ACALLWRITEBYT
ACALLMAIN
AJMPLOOP
SUBK2:
亮度降低
ACALLDELAY
JBK2,LOOP按键消抖
BBBB:
JBK2,NEXT2
AJMPBBBB按键从按下到恢复为一次有效的行动
NEXT2:
MOVA,PWM
CJNEA,#0F0H,SUK2判断是否为最低亮度
CLRP2.3是则,报警
ACALLDELAY
MOVA,PWM
ACALLWRITEBYT写字节到2402
AJMPLOOP返回主程序
SUK2:
不是进行降低操作
CLRCY
SUBBA,#01H降低亮度操作
MOVPWM,A
ACALLWRITEBYT写字节到2402
ACALLMAIN
AJMPLOOP返回主程序
MAX:
亮度最高
ACALLDELAY
JBK3,LOOP按键消抖
CCCC:
JBK3,NEXT3
AJMPCCCC按键从按下到恢复为一次有效的行动
NEXT3:
CLRP2.3
ACALLDELAY
MOVPWM,#0FFH
MOVA,PWM
ACALLMAIN
CLRTR0
ACALLWRITEBYT
AJMPLOOP
MIN:
亮度最低
ACALLDELAY
JBK4,LOOP
DDDD:
JBK4,NEXT4
AJMPDDDD
NEXT4:
CLRP2.3
ACALLDELAY
MOVPWM,#0F0H
MOVA,PWM
ACALLMAIN
ACALLWRITEBYT
AJMPLOOP
MAIN:
MOVTMOD,#11H定时器0和定时器1工作在模式1
MOVTH0,#0EFH定时器0赋初值
MOVTL0,#00H
MOVTH1,PWM定时器1赋初值
MOVTL1,#00H
SETBEA开启总中断
SETBET0开启定时器0中断
SETBTR0启动定时器0
SETBET1开启定时器1中断
SETBTR1启动定时器1
MOVP1,#0FFH将P1口拉高
RET
MOTHER:
定时器0中断程序
MOVP1,#0FFH
MOVTH0,#0EFH重装初值
MOVTL0,#00H
MOVTH1,PWM
MOVTL1,#00H
RETI
CHIRD:
MOVP1,#00H拉低P1口
RETI
DELAY:
延迟程序
MOVR6,#100
MOVR7,#100
DLY1:
DJNZR7,$
DJNZR6,DLY1
RET
WRITEBYT:
2402写字节程序
ACALLSTART
ACALLWRBYT
ACALLSTOP
RET
START:
开始信号
SETBP1.1
SETBP1.0
NOP
NOP
CLRP1.1
NOP
NOP
CLRP1.0
RET
WRBYT:
写字节
MOVR0,#08H
ZLL:
RLCA
JCW1
AJMPW0
ZLL1:
DJNZR0,ZLL
NOP
RET
W1:
SETBP1.1
SETBP1.0
NOP
NOP
CLRP1.0
CLRP1.1
AJMPZLL1
W0:
CLRP1.1
SETBP1.0
NOP
NOP
CLRP1.0
AJMPZLL1
STOP:
结束信号
CLRP1.1
SETBP1.0
NOP
NOP
SETBP1.1
NOP
NOP
CLRP1.0
RET
END程序结束
4系统调试
4.1亮度的调节与蜂鸣器发声响度的调节
想要将LED的发光量亮度上升一个台阶,则必须降低限流电阻的大小,但是要在合理的范围,否则会烧坏LED。
高亮度一般取330欧姆为宜。
蜂鸣器的报警则是利用三极管的放大作用,流过其的电流越大,声音越清脆。
则基极的限流电阻不要过大,一般取330欧姆为宜。
5结果分析与结论
5.1系统性能分析
制作出来的硬件系统满足了课程设计的要求,实现了16级的逐级调光,并有最高与最低按键调节,一步到位,不需要多次调节。
6总结
此灯光调试系统是高度白色的单色灯光控制系统,适用于照明。
如果混合其它颜色的灯光一起使用,将会组合产生梦幻的色彩。
此系统的局限在于需要人为的操作来调节。
高一级的系统可以自动根据外界的需要来改变灯光的亮度。
此时就要引入传感器部件,去感受外部环境的变化,并对外界环境的变化做出响应。
不管是什么系统其最终都必须朝着智能化方向发展,模拟人的思维方式。
那是就不需要过多的人为操作。
参考文献
[1]马忠梅,马 岩,张 凯,等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京:
北京航空航天大学出版社,1997.
[2]李朝青.PC机及单片机数据通信技术[M].北京:
北京航空航天大学出版社,2000.
[8]徐爱钧彭秀华.单片机高级C51应用程序设计[M].北京:
中国计量出版社,2001.
[9]马盅梅.单片机的汇编语言应用程序设计[M].北京:
北京航空航天大学出版社2003.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- LED 16级斩波调光控制系统设计 16 级斩波 调光 控制系统 设计
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)