电子科学与技术毕业论文基于光敏电阻的照明灯控制系统的设计

电子科学与技术毕业论文基于光敏电阻的照明灯控制系统的设计内容摘要：

TL 负载，同样地若将端口 1 的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。 如果是使用 8052 或是 8032 的话， 又当做定时器 2 的外部脉冲输入脚，而 可以有 T2EX 功能，可以做外部中断输入的触发脚位。 ～ ：端口 3 也具有内部提升电路的双向 I/O 端口，其输出缓冲器可以推动 4个 TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。 其引脚分配如下： ： RXD，串行通信输入。 XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 10 ： TXD，串行通信输出。 ： INT0，外部中断 0输入。 ： INT1，外部中断 1输入。 ： T0，计时计数器 0输入。 ： T1，计时计数器 1输入。 ： WR：外部数据存储器的写入信号。 ： RD，外部数据存储器的读取信号 3。 图 33 STC12C5A60S2单片机最小系统线路图 要让单片机工作起来，就得满足单片机最小硬件电路组成： （ 1） 电源电 路：向单片机供电 （第 40 脚接 Vcc，第 20 脚接 GND）。 （ 2） 时钟电路：单片机工作的时间基准，决定单片机工作速度 （第 1 19 脚接晶振）。 （ 3） 复位电路： 确定单片机 的起始状态，完成单片机的启动过程 （第 9脚 RST/VPD）。 另外，第 31脚 EXLVD作下载程序只用。 信号采集电路 在信号采集方面，我选用了光敏电阻和电位器来大构成信号采集电路，如图 34 所示。 3 详见李广弟 ： 《单片机基础》 [M]， 北京航天航空出版社 2020年 版 XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 11 由于光敏电阻在黑夜里阻值无限大，在灯亮处阻值较小，所以，在电位器的阻值 固定下来的时候，根据光敏电阻的阻值随着外界光源照度的提高 而减小 4， 出的电压就会改变，这样就能得到变化的输入信号了。 图 34 信号采集电路 LCD 显示电路 我用的是 LCD1602液晶， LCD1602 一共有 16 个脚，如图 35 所示。 其 主要技术参数：显示容量 :162 个字符 ； 芯片工作电压 :— ； 工作电流 :()； 模块最佳工作电压 :； 字符尺寸 :(WH)mm 5。 图 35 LCD1602 字符型液晶显示器 引脚 图 4 详见 全新实用电路集粹丛书编辑委员会 ： 《 灯光控制应用电路集粹 》 [M]， 机械 工业出版社 2020年版 5 详见孙余凯、吴鸣山 ： 《 电子元器件检测、选用、代换手册》 [M]， 电子工业出版社 2020 年 XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 12 LCD1602 的实际电路连线如图 36 所示。 在单片机的输出端 P01P07 均用于连接LCD1602 显示屏，为了避免电流太大，烧坏显示屏，我串上排阻，已达到分压降流的 目的。 排阻之后还有一块芯片，是拿来锁存数据之用的。 图 36 LCD1602 的线路连接图 驱动 调光电路 1. BUCK 电路、 BOOST 电路、 BUCKBOOST 电路的原理。 （ 1） Buck 变换器：也称降压式变换器，是一种输出电压小于输入电压的单管不隔离直流变换器 ，如 图 311所示。 图 311 BUCK电路 Q为开关管，其驱动电压一般为 PWM(Pulse width modulation 脉宽调制 )信号，信号XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 13 周期为 Ts，则信号频率为 f=1/Ts，导通时间为 Ton，关断时间为 Toff，则周期 Ts=Ton+Toff，占空比 Dy= Ton/Ts。 （ 2） Boost 变换器：也称升压式变换器，是一种输出电压高于输入电压的单管不隔离直流变换器 ，如 图 312所示。 图 312 BOOST电路 开关管 Q也为 PWM 控制方式，但最大占空比 Dy 必须限制，不允许在 Dy=1的状态下工作。 电感 Lf在输入侧，称为升压电感。 Boost 变换器也有 CCM 和 DCM 两种工作方式 （ 3） BuckBoost 变换器：也称升降压式变换器，是一种输出电压既可低于也可高于输入电压的单管不隔离直流变换器，但其输出电压的极性与输入电压相反。 BuckBoost 变换器可看做是 Buck 变换器和 Boost 变换器串联而成，合并了开关管 6。 如图 313所示。 图 313 BuckBoost电路 而本设计在 LED 驱动电路上就采用了 Buck 变换器 ，它被集成在 CL6808驱动模块上。 调光 PWM 调节是指通过一个周期内脉宽占空比的形式来驱动 LED 的方式， LED 的平均驱动电流取决于脉冲波形的占空比和 LED 额定驱动电流，在驱动电流固定时，通过改变PWM 占空比可以调节驱动电流大 小。 为了避克闪烁，故 PWM 调节的频率选择在 500Hz左右。 PWM 占空比从 0 至 100%。 从图中可以清楚的看到，通过改变不 同的 PWM 占空比可以调节额定电流，如图 313 所示。 6 详见杨建宁 ： 《 电子技术》 [M]， 科学出版社 2020年 版 XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 14 图 313 外加 PWM 脉冲驱动信号和输出驱动电流的测量结果 这里我用的是 CL6808 大功率 LED 驱动芯片，它是一款高侧电流感应的高亮度 LED 驱动控制器，设计运用于高效驱动由高于 LED 正向导通 ，具体电路如图 313 所示。 电压的电源供电的单个或多个串联 LED。 该装置的运作是在 8V到 40V 之间，提供了一个外部可调的高达 的输出电流。 根据电力供应的电压和外部元件，可以提供高达 32瓦的输出功率。 图 311 PWM调光电路 CL6808 包括输出开关和一个高侧的输出电流传感电路 , 可利用外部电阻器来设定的平均输出电流或由精心设计的直流电压或 PWM信号来加载 AD 脚来 调节输出电流。 XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 15 4 单片机编程 程序 流程框图 图 41 程序流程框图 信号采集程序 AD 初始化 程序 void ADC_P11_inti() XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 16 { unsigned char a,b。 //定义变量 a,b P1ASF=P11ASF。 //AD 相关寄存器初始化 ADC_CONTR=ADC_POWER。 for(b=1。 b0。 b) //等待 AD初始化完成 for(a=47。 a0。 a)。 } AD 转换 程序 unsigned char ADC_P11() { unsigned char AD。 //AD 初值 ADC_CONTR=ADC_POWER|ADC_SPEEDHH|ADC_START|ADC_CHS0。 //AD 控制模块设定 _nop_()。 //等待设定完成 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 while(!(ADC_CONTRamp。 ADC_FLAG))； //如果 AD 设定完成 AD=ADC_RES2。 //AD 结果获取 return AD。 //返回 AD值 } 显示屏 程序 写指令函数 void write_(unsigned char ) { lcdrs=0。 //写指令选择 P0=。 //位选 lcden=1。 //标志位 delay_ms(20)。 lcden=0。 } 写数据函数 void write_data(unsigned char date) { XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 17 lcdrs=1。 //写数据选择 P0=date。 //写数据 lcden=1。 delay_ms(20)。 lcden=0。 } 显示函数 void display(unsigned int illusion) { unsigned int qian,bai,shi,ge,num1。 qian=illusion/1000。 //千位 bai=illusion%1000/100。 //百位 shi=illusion%100/10。 //十位 ge=illusion%10。 //个位 ,速度范围为 0 至 9999. for(num1=0。 num120。 num1++) //显示前面一段字符 { write_data(table[num1])。 delay_ms(20)。 } write_(0x80+0x41)。 //显示光照强度 write_data(0x30+qian)。 write_(0x80+0x42)。 write_data(0x30+bai)。 write_(0x80+0x43)。 write_data(0x30+shi)。 write_(0x80+0x44)。 write_data(0x30+ge)。 write_(0x80+0x47)。 for(num1=0。 num12。 num1++) { write_data(table1[num1])。 delay_ms(20)。 } write_(0x80)。 //显示数据尾 } XX学院 2020届 本科 生毕业 设计 18 对 1602 液晶的模式进行设置 void lcd_init() { lcden=0。 //初始化 write_(0x38)。 //设置 16*2 显示， 5*7 点阵， 8位数据接口 write_(0x0c)。 //设置开显示，不显示光标 write_(0x06)。 //写一个字符后地址指针加一 write_(0x。