智能LED控制照明系統(tǒng)

1、 2010級學(xué)生電子技術(shù)綜合設(shè)計 智能LED照明控制系統(tǒng)報告書課題名稱智能LED照明控制系統(tǒng)姓 名 大宇、學(xué) 號1026、1028院、系、部機械電子工程學(xué)院專 業(yè)應(yīng)用電子指導(dǎo)教師黎萬平老師2012年 5月 目錄一、設(shè)計目的二、設(shè)計思路三、設(shè)計過程四、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計五、硬件電路總圖設(shè)計六、系統(tǒng)軟件七、系統(tǒng)設(shè)計與分析八、設(shè)計總結(jié)與建議摘要：該系統(tǒng)以AT89C51單片機作為控制核心,可以選擇以鍵盤手動控制和根據(jù)外界光照強度自動控制兩種方式調(diào)節(jié)流經(jīng)LED的電流,即可改變其亮度。鍵盤手動控制方式步進為1mA,可以實現(xiàn)電流增減;自動控制方式以光敏電阻作為光傳感器,將外界光強度變化轉(zhuǎn)化為阻值變化,進而實現(xiàn)

2、智能調(diào)節(jié)LED亮度的功能。關(guān)鍵詞：智能控制LED照明 自動控制 手動控制 光敏電阻 亮度智能LED照明控制系統(tǒng)一、設(shè)計目的（1）該系統(tǒng)以AT89C51單片機作為控制核心,可以選擇以鍵盤手動控制和根據(jù)外界光照強度自動控制兩種方式調(diào)節(jié)流經(jīng)LED的電流,即可改變其亮度。鍵盤手動控制方式步進為1mA,可以實現(xiàn)電流增減;自動控制方式以光敏電阻作為光傳感器,將外界光強度變化轉(zhuǎn)化為阻值變化,進而實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)LED亮度的功能。二、 設(shè)計思路（1）以單片機AT89C51為核心部件（2）利用光線度檢測技術(shù)、光電傳感接收技術(shù)實現(xiàn)開關(guān)的自動化（3）利用開關(guān)控制實現(xiàn)手動方式（4）以LCD1602實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示三、 設(shè)計

3、過程 3.1測量系統(tǒng)方框圖如圖1所示。被測量數(shù)字信號模擬信號開關(guān)信號調(diào)理MCU顯示按鍵傳感器 圖1 測量系統(tǒng)方框圖3.2智能LED照明控制系統(tǒng)總體方案如圖2所示。LED照明系統(tǒng)光強采集電路調(diào)理A/DMCU顯示按鍵調(diào)理D/A 圖2 智能LED照明控制系統(tǒng)總體方案圖四、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計1、 單元電路設(shè)計（1） mcu單元采用51系列單片機（2） LED照明系統(tǒng)12只高亮度白光LED（3） 光線強弱采集光敏電阻：與光線強弱有關(guān)。（亮電阻：10K；暗電阻：8M）U亮=2.5VU暗=0V U0=0-2.5v(4)、調(diào)理模塊 將輸出信號調(diào)整到合適的電壓范圍以便后級AD采樣。由于本系統(tǒng)中光強采集電路的輸出電

4、壓范圍為0到2.5V，在AD采樣范圍內(nèi)，因此系統(tǒng)中可不用調(diào)理電路。（5）、A/D轉(zhuǎn)換單元 分辨率：與能轉(zhuǎn)換的二進制位數(shù)有關(guān)，位數(shù)越多，分辨率越高。 誤差：一個或半個最小數(shù)的量的模擬量。 分類：積分型：分辨率高但轉(zhuǎn)換速率極低逐次比較型：速度高，功耗低，分辨率低，價格便宜，但高精度的價格很高 數(shù)據(jù)輸出形式：串行A/D 并行A/D（我們選擇串行A/D）（6）、TLC1543與單片機的通信6.1、TLC1543的主要技術(shù)參數(shù) 電 源：+5V 通 道：11 轉(zhuǎn)換精度:10位 接口方式：SPI串口6.2、TLC1543引腳圖202x216 10k jpg（7）、TLC與單片機的硬件接口 （8）、D/A轉(zhuǎn)換

5、單元 選10位串行D/A（9）、TLC5615與單片機的通信9.1、 TLC5615基本技術(shù)參數(shù)：10位(CMOS電壓輸出)+5V單電源供電輸出電壓最大值為 基準(zhǔn)電壓的兩倍串行輸出電壓與基準(zhǔn)電壓極性一致9.2、TLC5615引腳圖 9.3、TLC5615與單片機的硬件連接 TLC5615 單片機 DIN P3.2 AGNDGND SCLKP3.1 REFIN+2.5V CS P3.0 VCC +5V （10）、顯示單元 LCD1602（2*16個字符） 10.1、LCD1602的基本技術(shù)指標(biāo) 供電電壓：4.55.5V 顯示容量：16*2個字符 最佳工作電壓：5V 工作電流：2.0mA(5.0V

6、) 10. 2、封裝 共 16引腳 1：VSS為地電源 2：VDD(+5V) 3：VL 接地(可接滑動變阻器) 4：RS 高電平：數(shù)據(jù)寄存器 低電平：指令寄存器 5：RW 高電平：讀操作 低電平：寫操作 6：E 使能端 高電平：讀狀態(tài)/數(shù)據(jù) 高脈沖：寫指令/數(shù)據(jù) 714：D0D7數(shù)據(jù)段 15：背光源正極 16：背光源負極10.3、LCD1602與單片機的接口 1和3GND 2+5V RSP1.0 RWP1.1 EP1.2 7-14P0.0P0.7 15+5V 16GND （11）、按鍵輸入單元 采用獨立按鍵 三個鍵：功能切換信號、光線增強信號（遞增）、光線減弱信號（遞減）五、硬件電路總圖設(shè)計六

7、、系統(tǒng)軟件設(shè)計41 主函數(shù)4.2 LCD1602 4.3 TLC1543 4.4 TLC5615 4.5 手動模式 4.5 自動模式 七、系統(tǒng)測試與分析1、儀器：萬用表 穩(wěn)壓電源2、方法：（1）LCD1602的顯示：通過程序植入使LCD1602初始化、寫指令、寫數(shù)據(jù)、忙檢測等幾個指令使液晶屏顯示目標(biāo)字符，如“A”，從而驗證液晶顯示屏硬件電路的正確性以及液晶顯示程序的正確與否。 （2）TLC1543 A/D轉(zhuǎn)換電路：模擬量向數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，同時在液晶顯示屏顯示當(dāng)前模擬量的具體值。如：ad1543（unsiged char port）附初值從而得到一個具體數(shù)值在液晶屏上顯示，通過萬用表測量輸入模擬量

8、數(shù)值，與液晶屏顯示數(shù)值差距，判斷該段子程序是否正確。 （3）TLC1543 D/A轉(zhuǎn)換電路：數(shù)字量向模擬量的轉(zhuǎn)換，同時在控制燈的亮度，實現(xiàn)智能控制的目的。如：TLC1543（unsiged char port）附初值從而得到一個具體數(shù)值通過TLC1543的7腳輸出具體電壓，通過萬用表測量輸出模擬量數(shù)值，或與LCD燈的亮暗進行對比，判斷該段子程序是否可行。 （4）按鍵測試：通過顯示屏觀察，按切換鍵是否能顯示自動、手動之間的轉(zhuǎn)化，來判斷自動手動之間的轉(zhuǎn)化硬件，軟件電路的正確性。當(dāng)切換到手動狀態(tài)時，通過按加減鍵觀察顯示屏電流的增減情況，同時觀察燈的明暗狀態(tài)，判斷按鍵電路的可行性。是八、設(shè)計總結(jié)與建議 1、設(shè)計總結(jié) 該智能LED照明控制系統(tǒng)以單片機為核心，有手動和自動兩種控制方式，且自動方式可根據(jù)外界光照強度自動調(diào)整LED的照明亮度。光敏電阻有測光強范圍寬、靈敏度高、工作電流大等特點，適合作為光傳感器。LED驅(qū)動電路為電流源，可以驅(qū)動LED照明系