LED调光电路的设计

电光源课程设计报告11题目：LED调光电路的设计目录1选题背景·········································21.1解决问题······································21.2技术要求······································22方案论证··································22.1可用方案列举······································22.2可行性分析·································32.3总体方案论述··································3过程论述······························43.1.主控电路的设计·······································43.1.1最小系统电路·································43.2硬件电路设计·······································3.2.1自动循环电路设计····························3.2.2手动循环电路设计······························3.2.3光控照明电路·································53.3软件程序设计·····································4电路原理图·································85元器件清单································96调试过程及测试数据（或者仿真结果）········96.1通电前检查····································107设计体会·································10参考文献···································12电光源课程设计报告221选题背景1.1解决问题目前LED调光电路在市场上已经是一个很成熟的技术，从学生生活中的LED照明手电到大型LED照明灯，都涉及到了LED调光电路，他们或者简单或者复杂。今天我们做的设计目的是用作简单的思路实现LED亮度的调节，通过改变限流电阻的单片机控制选用，来选择实现LED的亮度调节。原理的简单易于实现与修正，本设计的关键在于利用单片机实现LED的自动调光，实现选用不同的程序，控制LED限流电阻的选用。1.2技术要求（1）设计并制作一种可手动和自动循环的led调光电路；（2）自动调光时可使等在熄灭、微亮、较量及最亮四种状态中不断循环；（3）要求灯光的循环速度可以进行调节（循环时间分别为为2s、4s、6s、8s、10s、12s）；2方案论证2.1可用方案列举完成此功能LED亮度调节可行方案有2种：第一种使用三极管搭建，用四个LED组成，通过控制其集电极电流强度来实现LED亮度的调节。第二种是利用D/A转换器通过单片机调节其数字量的输出，从而改变其输出电流大小来控制LED亮度的调节；2.2可行性分析分析上面两种方案，其总体差别是第一种是用四个LED灯来实现，而第二种是在一个LED灯上实现调节，从吃成本上考虑第一种的成本价比较低，而第二种由于要用到D/a转换器必要用运放，所以成本比较高，并且集成度比较低，但还是其更适合现代人们运用LED灯的要求。由以上分析和自己试验验证，最后选择了第一种方案；2.3总体方案论述用单片机作为自动调光驱动电路的主体，通过调节P2口的输出来点燃不同顺序的灯而LED的限流作用是利用三极管的放大特性来实现的，从而实现自动调光；在此题中，我将手动调光设计为更为人性化的光控照明电路，可以通过外界光的强度来调节LED灯的亮度。电光源课程设计报告333过程论述3.1.主控电路的设计3.1.1最小系统电路设计主控部分自动调光选择开关光控照明部分Led灯自动，手动转换器电光源课程设计报告44STC89C52单片机介绍：单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。单片机也被称为微控制器（Microcontroler），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。STC89C52具体介绍如下：①主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源GND(Pin20)：接地线②外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端③控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。④可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。PO口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7STC89C52主要功能如下主要功能特性兼容MCS51指令系统8K可反复擦写FlashROM32个双向I/O口3个16位可编程定时/计数器中断2个串行中断2个外部中断源2个读写中断口线低功耗空闲和掉电模式256x8bit内部RAM时钟频率电光源课程设计报告550-24MHz可编程UART串行通道共6个中断源3级加密位软件设置睡眠和唤醒功能STC89C52的引脚图时钟电路电光源课程设计报告66STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如上图所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。外部方式的时钟电路如图所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。复位及复位电路电光源课程设计报告77（1）复位操作复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。除PC之外，复位操作还对其他一些寄存器有影响，它们的复位状态如下所示。一些寄存器的复位状态寄存器PCACCPSWSPDPTRP0-P3IPIETMOD复位状态0000H00H00H07H0000HFFHXX000000B0X000000B00H寄存器TCONTL0TH0TL1TH1SCONSBUFPCON复位状态00H00H00H00H00H00H不定0XXX0000B（2）复位信号及其产生RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。3.2硬件系统设计3.2.1自动循环电路设计电光源课程设计报告883.2.2手动循环电路设计手动循环电路设计有两种方案第一种是可以通过调节电位器，改变电阻阻值，从而改变电路电流，进而改变LED的发光强度，达到预期效果。但这种调剂方法比较老一点，不能用于实际应用中，于是有了后面设计的光控照明电路的设计，‘第二种方法就是在自动循环电路的硬件设计的前提下，利用外部中断来实现手动调节。3.2.3光控照明电路的设计电光源课程设计报告99光控照明电路的原理与三极管搭建的驱动LED电路的原理一样，在此不与前面重复叙述。3.3软件程序设计#includereg52.hbititerFlag;intDelayTime1voidmain(void){charDiodeOnTime[6]={2,4,6,8,10,12};chari,j;charPortSelect;initTime0();电光源课程设计报告1010while(1){for(i=0;i6;++i){PortSelect=0x01;for(j=0;j4;++j){OutputPort=PortSelect;delay(DiodeOnTime[i]);PortSelect=1;}}}}voidtime()interrupt1{TL0=(65536-50000)%256;TH0=(65536-50000)/256;if(!--DiodeDelayTime)iterFlag=0}电光源课程设计报告1111voiddelay(intdelaytime){delaytime*=1000/50;DelayTime1=delaytime;Flag=1while(Flag);}voidinitTime0(void){IE=0x82;TL0=(65536-50000)%256;TH0=(65536-50000)/256;TR0=1;}4电路原理图见附录电光源课程设计报告12125器件清单元件名称型号个数电阻10k,15k6,2陶瓷电容22pf2电解电容10nf2单片机STC89C521双掷开关SW-ROT1电位器RV115k1发光二极管2晶振12MHZ1按钮开关16过程及测试数据（或者仿真结果）因为是数字电路设计，每一块都要相互协作才能顺利工作，所以这个实验中采用了“整体设计、分块焊接、分块测试”的思想。ⅰ仿真。使用Proteus软件进行了仿真，确定了主要设计思想的正确性，同时也决定了使用的元器件类型。ⅱ布线。在确定了电路的设计后，使用了protel布线工具。决定了需要使用的万用板的大小尺寸，并且设计了元器件的布局。6.1通电前检查在各个模块焊接完成后，采用了逐级增加工作模块的形式来排除错误的产生。并且在连接后通电前检查了线路的接线情况杜绝了短路跳线混乱的情况。而且在完成了整个电路后进行了线路的重