led调光灯亮度自动控制系统课程设计(编辑修改稿)

led调光灯亮度自动控制系统课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

编程器编程，否则有可能将单片机内部已固化的 ISP 系统引导程序擦除，造成无法使用 STC 提供的 ISP 软件下载用户的程序代码。 LED 执行部件 如下图 23 所示， 输出 PWM 输出控制信号。 根据输出电压占空比不同，灯的亮度也不一样。 占空比越大，说明输出电压越大，灯就越亮；反之，占空比越小，即说明输出电压越小，灯就越暗。 图 25 LED 执行部件原理图 3 软件设计 按键的软件设计 键盘的监测方 式 ： 查询方式 ： 查询方式是指 CPU 不断的判断 I/O 口 （按键接口）的状态，就像扫描一样，扫描哪个按键式是处于被按下状态，扫描到了就可以确定是哪个按键了。 在查询方式下不管有没有按键， CPU 都需要不断地进行查询操作，以判断是否有键按下，这不利于提高 CPU 的效率。 在一些任务繁重或者低功耗应用场合，尤其不适合使用。 如果采用中断方式，只有在每次有键按下， CPU 才去响应键盘，这样能够大大减轻 CPU 的任务量。 中断方式 ： 中断方式相比查询方式要好很多，当然它多占用了单片机的一个资源，当检测到有按键按下时，就进入到中断里面判断是哪个按键，换句话可以理解为在中断中扫描按键值。 用中断方式恰恰就解决了查询方式中的问题。 沈阳理工大学课程设计专用纸 7 键盘抖动原因： 由于按键多为机械弹性开关，它是利用了机械触点的合、断作用。 所以按键开关在闭合和断开的瞬间均有一连串的抖动，抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为 5~10ms，这是一个很重要的参数。 抖动过程引起电平信号的波动，有可能令 CPU 误解为多次按键操作，从而引起误处理。 通常避免该问题是通过消抖来实现的，而消抖的方式也有两种，软件方式和硬件方式。 按键 消抖方法： 硬件消抖方法 ： 可以用电路来实现，如加 RS 触发器，使其产生单次手动脉冲；此外，也可以利用积分电 路来吸收抖动带来的干扰脉冲，只要选择好适当的参数也能达到较好的效果。 软件消抖方法 ： 多采用软件延时的方法：在第一次检测到有键按下时，执行一段延时 10ms 的子程序后，再确认电平是否仍保持闭合状态电平，如果保持闭合状态电平，则确认真正有键按下。 释放一个键时，方法相同。 这种消除抖动影响的软件措施是切实可行的。 一般串行下 载 介绍 ISP： 在系统编程，一般目标芯片内包含了专用的接口电路，上位机发送编程命令码及编程控制信息后由芯片硬件自动完成编程。 比如通过 JTAG 口升级就是其中的一种，现在推出的许多新的芯 片比如 ARM 都采用此模式。 ATMEL 公司的 AT89S5x 系列的单片机的下载模式虽然不属于 JTAG 模式，但很类似，应该属于 ISP 类。 IAP： 一般叫做在应用编程。 MCS51 系列单片机中采用比较多的 sst、 stc两家公司的单片机就属于这种模式，与上面的模式是有区别的。 二者比较： ISP 编程属于纯硬件操作，只要 FLASH 的物理特性未损坏，就可以实现串口升级，但升级模式是固定的。 IAP 模式属于属于软件操作，如果 8K 区并无物理损坏但软件有问题，就只能使用编程器来编程，无法实现串口升级。 但正是由于这种可更改性，可 以扩展多种升级方式，更灵活。 其实物理损坏的可能性不大，所以我个人认为还是IAP 更好些。 沈阳理工大学课程设计专用纸 8 LCD1062 显示介绍 1602LCD 分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为 HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如下图所示： 1602LCD 的指令说明及时序 ： 序号 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置输入 模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 显示开 /关控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光标或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能 0 0 0 0 1 DL N F * * 7 置字符发生存贮器地址 0 0 0 1 字符发生存贮器地址 8 置数据存贮器地址 0 0 1 显示数据存贮器地址 9 读忙标志或地址 0 1 BF 计数器地址 10 写数到 CGRAM或 DDRAM） 1 0 要写的数据内容 11 从 CGRAM或 DDRAM读数 1 1 读出的数据内容 沈阳理工大学课程设计专用纸 9 LCD1064 驱动软件代码在后面附录部分 PWM 控制 具体 过程 脉冲宽度调制（ PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。 通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。 PWM 信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有 (ON)，要么完全无 (OFF)。 电压或电流源是以一种通 (ON)或断 (OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。 通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。 只要带宽足够，任何 模拟值都可以使用 PWM 进行编码。 许多微控制器内部都包含有 PWM 控制器。 占空比是接通时间与周期之比；调制频率为周期的倒数。 执行 PWM 操作之前，这种微处理器要求在软件中完成以下工作： 设置提供调制方波的片上定时器 /计数器的周期 在 PWM 控制寄存器中设置接通时间 设置 PWM 输出的方向，这个输出是一个通用 I/O 管脚 启动定时器 使能 PWM 控制器 目前几乎所有市售的单片机都有 PWM 模块功能，若没有，也可以利用定时器及 GPIO 口来实现。 更为一般的 PWM 模块控制流程为： 使能相关的模块（ PWM 模块以及对应管教的 GPIO 模块）。 配置 PWM 模块的功能，具体有： 沈阳理工大学课程设计专用纸 10 ① 设置 PWM 定时器周期，该参数决定 PWM 波形的频率。 ② 设置 PWM 定时器比较值，该参数决定 PWM 波形的占空比。 ③ 设置死区（ deadband），为避免桥臂的直通需要设置死区，一般较高档的单片机都有该功能。 ④ 设置故障处理情况，一般为故障是封锁输出，防止过流损坏功率管，故障 一般有比较器或 ADC 或 GPIO 检测。 ⑤ 设定同步功能，该功能在多桥臂，即多 PWM 模块协调工作时尤为重要。 设置相应的中断，编写 ISR，一般用于电压电流采样，计算下一个周期的占空比，更改占空比，这部分也会有 PI 控制的功能。 使能 PWM 波形发生。 流程图设计 控制现场主程序流程图设计如下： ① ① 4 系统调试 LED 执行部分调试 装好元件，接通电源，观察 LED 是否发光。 若发光，说明 LED 部 分连接正确；若不发光，则说明此部分线路连接有问题，应该用万用便检查 STC 第五脚，其电压应在 05V；还要检查三极管三个脚是否连接正确。 开始 LCD 初始化 按键按下 延时 设第一行显示位置 显示第一行内容 显示第二行内容 设第二行显示位置 AD 初始化 单片机 PWM 控制 LCD1062 显示 按键初始化 按键扫描 沈阳理工大学课程设计专用纸 11 串口下载部分调试 把编好的程序通过次串口下载到 STC，若可以下载，则说明此部分连线正确；若不能下载，则检查 RS232 各脚电压是否正常。 LED 显示部分调试 将一个正确的显示程序下载到单片机，观察 LCD 是否按要求显示。 若按要求显示，说明此部分可以正常工作；若不能显示，则先检查显示器的好坏，其次检查其各脚的连接是否正确。 按键部分调试 按下按键，观察 LED。