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1、摘要1关键词1英文摘要1英文关键词11 引言21.1 选题背景21.2 实现功能21.3 技术路线22 方案选择32.1 系统总体方案的选择32.3 系统框图33 硬件电路设计43.1 主控模块43.1.1 单片机芯片43.1.2 复位电路53.1.3 时钟电路63.1.4 系统按键电路73.2 光信息采集及A/D转换模块83.2.1 光电转换电路83.2.2 A/D转换电路93.3 LED亮度调节模块113.4 电源模块124 软件设计134.1 系统程序开发软件简介134.2 系统总流程图144.3 光强判断流程图155 系统调试165.1 调试165.1.1 硬件调试165.1.2 软件
2、调试165.1.3 整体调试165.1.4 操作指南176 结束语176.1 总结176.2 体会17参考文献18附录19LED亮度自动调节系统设计摘要：当今世界，环境的污染、能源的紧缺唤醒了世界各国人民的节能减排意识，肩负着环保、节能减排的希望及使命的节能灯应运而生并逐渐被社会认可和接收。LED被称为第四代照明光源或绿色光源，LED的发光器件是冷光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，是未来照明节能发展的方向。本文设计了一种以 STC89C52单片机为核心的亮度自动调光系统，通过光敏传感器感知外界光强，单片机系统根据采集的数据控制LED的通断，达到调节光源发光亮度的目的，本系统还增加了手
3、动控制功能增强了系统控制的灵活性。本系统具有自动,节能，结构简单，成本低,工作稳定可靠等特点,在日常生活中具有一定的实际应用价值。关键词：单片机；A/D 转换；光敏电阻；LEDThe system design of automatic regulating LED brightnessAbstract: In todays world, pollution, shortage of energy environment awakened people all over the world awareness of energy conservation and emission reduct
4、ion, energy-saving lamps and shouldering the mission to environmental protection, energy saving and emission reduction of emerge as the times require and gradually recognized and received.LED is called the fourth generation lighting source or a green light, the light emitting device LED is a cold li
5、ght source, has the characteristics of energy saving, environmental protection, long life, small volume and so on, is the future direction of development of energy-saving lighting.This paper designed an automatic dimming system of a STC89C52 microcontroller as the core to the brightness, the photose
6、nsitive sensor sensing external light intensity, SCM system based on data acquisition control LED open, to adjust the brightness of the light source,and the system also increases the manual control function to enhance the flexibility of system control.The system has automatic, energy saving, simple
7、structure, low cost, stable and reliable work, has certain practical value in daily lifeKey Words:singlechip;A/D conversion; photosensitive resistance;LED1 引言随着现代社会的发展，能源消耗的加剧，高效的照明技术得到人们的广泛关注。LED以其高效率、低消耗、低电压驱动、使用寿命长等优点，越来越多的应用往各种照明场合，在可预见的将来可能完全取代传统的白炽灯、荧光灯照明，给照明产业带来革命性的变化1。在这一设计里我们将涉及到有关LED自动调节亮度
8、的设计，这从原理上使我们对这一设计有了解。将其与我们切实地相联系起来。1.1 选题背景伴随着全球经济的迅速发展，能源消耗的不断加剧，带来的的则是大量的环境污染和生态破坏，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式1。在电能消耗中，照明用电占发电总量的比例：发达国家是19%，我国现今达到12%。可以预知的是，随着经济不断发展，在将来我国的照明用电将有大比例的提高，绿色节能照明的研究应用越来越受到重视。开发和推广应用节能灯具，成为迫在眉睫的任务。LED照明就是在这样的形势下发展起来的2。近几年来，LED的发光效率已增长了100倍，而成本下降了10倍。在目前LED光源及市
9、场开发中，极具发展与应用前景的是照明用LED，其用作固体照明器件的经济性显著，且有利于环保，正逐步取代传统的白炽灯。LED已被全球公认为新一代的环保型高科技光源3。1.2 实现功能这次设计的LED亮度自动调节系统根据采集到的外部光照强度，由单片机控制LED的通断，达到调节光源发光亮度的目的，具有非常好的实用价值。在它的工作过程中，系统可以直接与220V的交流电源相连接，内部设有自动稳压电路，可将220V交流电转变为单片机所需的5V直流稳压输出，同时具备随时复位电路。设计要求：本系统采用单片机STC89C52作为本设计的核心元件，光敏器件将外部光信号转换为电信号，通过单片机调节16盏LED的通断
10、进行亮度调节。1)系统LED个数： 16个2)系统反馈控制时间： t1s3)系统LED灯个数随着外界光照强度变化而变化，光增强，LED点亮个数变少，反之，亦然，且能实现手动和自动调节亮度的切换。1.3 技术路线此次主体电路的设计是单片机做为整个电路的核心，同时考虑到整个电路的成本及美观，选择适合本设计的单片机就成了一个重要内容。现今，随着半导体和单片机技术的发展，依次出现了不少增强型的CPU，而高档的单片机也层出不穷，尤其是伴随着超大规模的集成电路技术和微电子技术的发展，单片机因其体积小、功能强、性价比高、可靠性好等独特的特点，使它在各领域都得到了广泛的应用，其相关的技术也越来越成熟。因此，我
11、选择了最为适合的STC89C52单片机来完成硬件电路的设计要求，然后再编制和硬件电路所对应的软件程序。2 方案选择本次LED亮度自动调节系统由硬件电路和软件电路两部分组成，下面就来具体说明一下。2.1 系统总体方案的选择本设计主要解决的的关键问题包括单片机接口电路设计、LED 恒流模块设计及智能控制程序的编写等。接口电路是硬件设计的重要部分本次方案中主要涉及到的是单片机与传感器之间的通信及单片机与恒流驱动模块的接口技术。本设计要实现的功能为基于智能控制器的智能自动调光，主要方案如下：方案一：采用线性调节 LED 电流。通过改变与负载 LED 灯串联的电阻的阻值来调节电流大小，以改变 LED 的
12、光线强弱。本方案的优点是原理简单，易于实现亮度的调节，但是调电流可能会产生使恒流源无法工作的严重问题。另外调节电流无法得到精确调光，因为电流和光输出并不是完全正比关系，而且不同的LED 会有不同的正向电流和光输出关系曲线。所以用调节电流的方法很难实现精确的光输出控制。方案二：采用脉宽调制（PWM）来调光。通过 STC89C52产生的 PWM 波来调节恒流驱动芯片，来实现调光的目的4。PWM 调光具有精度高，节能，易于实现智能控制的等特点。方案三：采用控制LED通断来调光。通过 STC89C52单片机IO口对多个LED通断进行控制来实现调光。此方案比较方案二，更加的简单和易于控制。由以上方案最终
13、选择方案三。本系统拟采用 STC89C52单片机作为主控模块，由光电转换电路采集外界光强信号，经A/D 转换送单片机处理，单片机根据处理结果智能调节LED的通断，以此来实现调节LED的亮度大小，并加上按键电路实现手动调节亮度大小。2.3 系统框图根据上述系统设计思想的描述，所示总框图如图2-1所示。 STC89C52 单片机光信息采集A/D转换LED亮度显示手动/自动切换图2-1 系统框图3 硬件电路设计3.1 主控模块硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方面有很多，除了实现其基本功能之外，主要还要考虑以下几个因素：系统稳的定度，器件的通用性或易选购性，软件编程的易实现性和系统其它功能及性能指标
14、。因此硬件设计至关重要。现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。本电路的核心部件就是主控芯片单片机，因此对单片机的选择非常关键。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、语音处理技术、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛且取得了令人瞩目的成果，展现出良好的应用前景。在我国，用得最多的单片机系列就是MCS51系列的单片机。在单片机应用系统开发过程中，单片机是整个设计的核心，因此选择合适的单片机型号很重要。根据实现系统
15、功能需要的单片机硬件资源，在性能指标满足的情况下，该系统的单片机型号选择8051系列的STC89C52芯片。STC89C52系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择。STC89C52具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择，可以满足系统在各个子模块程序之间的切换；STC89C52的运算速度可满足一般的设计要求；而且STC系列单片机支持ISP在线编程功能，可以不用昂贵的编程器。本次采用的芯片是STC89C52。STC89C52可以支持串口直接下载程序，而AT公司的89C系列单片机需要价格昂贵的专门编程器才可烧写程序，除此这外两种单片机在功能上完全一样。STC89C52单片机除了完全兼容AT89C51外，还有许多扩展功能可以自己发挥使用。3.1.1 单片机芯片（一）STC89C52主要性能参数1).与MCS-51产品指令和引脚完全兼容2).8K字节可重擦写Flash闪速存储
