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1、目录引言.11. 系统的总体设计2 1.1设计要求.21.2系统组成方框图22. 方案的论证.32.1电源模块32.2主控模块42.3按键模块42.4显示模块42.5输入模块43. 系统硬件设计53.1系统总原理图.5 3.1.1 输入模块电路的设计.53.1.2键盘模块设计.63.1.3 显示模块.73.1.4 LM339门限电压73.1.5 RC滤波电路73.2系统总原理图：.84. 系统软件设计94.1主程序流程图94.2按键扫描流程图104.2.1 定时功能键流程图104.2.2智能键的流程图114.3控制的4个状态流程图125. 系统调试.135.1测试仪器135.2系统测试135.
2、2.1 P3.7口输出电压测试135.2.2 步进电压测试135.2.3 定时时间测试146. 结论.15致谢语 15参考文献.15附录.161、AT89C2051的简介162、LM339简介173、 IR21592/3简介.184、PCB图195、元件清单196、源程序清单20智能调光镇流器控制模块的设计基于AT89C2051的智能调光镇流器控制模块的设计【摘要】智能调光镇流器是国际上先进的第五代新型荧光灯镇流器。本次设计针对美国IR公司推出的一款新型可调光电子镇流器控制驱动芯片IR21592，本产品利用单片机AT89C2051产生一个0.55V的可调电压，根据光敏电阻捕捉到光强度来改变电压
3、值，在通过电压比较器LM339进行状态选择，采到强光，就选取低压档，采集到弱光，就选用高压档。并且可以根据实际天气情况和需要进行手工定时来达到节能。本产品还设置了“复位” “模式” “定时加、减”等一系列功能键，方便控制者操作。引言电子节能灯由于具有节能、光效高、光色可选择范围广、热幅射小、寿命长等特点，已成为住宅和各类办公场所的主要电光源，我国也已将以电子节能灯这一绿色照明产品为核心的“绿色照明工程”列为重点推广项目和节能产业跨世纪战略。然而随着半导体技术的发展，越来越多的设备开始具备“智能”功能，而单片机技术就是各种设备里“智能”的实现手段之一。自世界上第一只电子镇流器研制成功以来，由于它
4、具有节能、无噪声、无闪烁、重量轻、体积小和启动迅速等优点，引起人们的极大关注。而且调光电子镇流器自身耗能极低，系统耗能与亮度成正比。在提供低运行成本、良好的操作接口和舒适的照明效果的同时，其安装采用也非常方便。 本设计运用单片机AT89C2051和四电压比较器LM339作为主要芯片以及其他辅助电路，设计一个能自动感光控制电压输出强弱的节能系统，并能根据自然光线强弱自动调光来稳定控制电压输出，达到节能效果，同时还设计了手动按键来及时的进行定时。本设计开发的高性价比的智能型可调光电子节能灯可以很大程度缓解我国电力供需紧张，缺电和照明落后的问题并为市场提供了巨大的商机。本产品适用于街道、广场、隧道、
5、厂房、剧院等大功率照明等大范围中。1、系统总体设计1.1 设计要求应用单片机AT89C2051产生一个0.55V的可调电压，接入到IR21592脚4（DIM 0.55V调光控制输入点）上如下图1-1所示, 当IR21592脚DIM上的输入电压为5V时，输出相位移最小，灯功率最大（100%）；当调光输入为0.5V时，相位移最大，灯功率最小（1%）。调光输入电压与IC2（IR21592）脚DIM内的定时电容CT电压相比较，产生一个独立频率的数字参考相位。本论文所要设计的智能调光能根据实际天气变化的光强弱来稳定调节控制电压输出达到节能效果，同时还设计了手动按键来及时的进行定时。有开关按键、加减键，加
6、减键用来控制脉冲的宽度即输出电压的大小，当智能键按下时，系统就自动普捉光敏电阻的值，天黑时输出电压最大为5V，天亮时输出电压最小，为等效于关闭状态。还结合了四电压比较器LM339作为主要芯片以及其他辅助电路，设计一个能自动感光控制电压输出的节能系统，它不需复杂AD转换电路而是用电压比较器比较高低电压后就能直接与单片机完成定位档位输出，实现方便、精度高，定时值又能通过手动调节且结果直接在两位八段数码管上显示出来。图1-1 IR21952的高功率因数的荧光灯调光电子镇流器电路图【1】Ir21592采用相位控制调光方案，通过改变镇流器输出级电流与电压之间的相位来改变灯功率，从而改变灯亮度。1.2 系
7、统组成方框图主控模块电源模块按键模块显示模块输入模块由P3.7输送到IR21592的4管脚 图1-2 系统模块组成方框图2、方案论证2.1 电源模块 电源模块是为系统提供电源，本设计中用到的是5V的直流稳压电源。方案一： 采用串联反馈式稳压电路获得直流稳压电源。该电路由比较放大电路、稳压管、三极管、限流电阻及两个取样电路组成，此电路的的主回电路式起调整作用的BJTT与负载串联而得名的。但它的输出电源不可能绝对稳定的，只能式基本稳定，且负载电流较大时，调整管的集电极损耗大，电源效率低，有时还要配有庞大的散热装置。【2】方案二：本设计用到的电源为5V，属于小功率稳压电源，所以可以采用芯片LM780
8、5。用其设计的是线性开关，线性稳压电路具有结构简单、调节方便、输出电压稳定性强、文波电压小等优点，但是，在负载电流较大且输出电压较低时，其自身的功耗很大，它的缺点是效率很低，甚至仅有3040，为了解决散热的问题，需要装散热器，这就必然增大整个电源设备的体积、重量和成本。【3】方案三：使用开关电源。采用LM2575开关型芯片，芯片工作在开关状态，当工作在截止时，电流很小而使得管耗很小；当工作在饱和时，因管压降很小使得管耗很小。这样就大大提高了电路的效率，其效率可达7095。【3】综上所述，我选择方案三。 2.2 主控模块方案一：采用AT89C2051芯片，它具有体积更小、功耗小，容量大。含有中断
9、、定时/计数器、可直接驱动LED。本次设计没有非常大的编程量和需要较少的IO管脚数，价钱相对便宜，并结合工业上控制需要体积越小越好，此芯片的功能和容量足以够了。方案二：采用AT89C51芯片，它具有AT89C2051芯片的所有功能，且体积相对大，价钱相对昂贵，IO管脚数多，本设计并不需要这么大的用量。综上所述，我选择方案一。2.3 按键模块 该模块用来实现手动设定时间长短的功能，包括复位键、模式键、定时加减键、智能键。本设计采用了独立式键盘。通过按键对系统实行各项手动操作，同时在编程是还进行了消除抖动处理。【4】【5】2.4 显示模块方案一：采用LCD液晶显示器显示。它可视面积大，画面好，抗干
10、扰能力强，可以节省软件中断资源，其缺点是显示内容需要存储字摸信息，需要一定存储空间。方案二：采用LED数码管显示。用发光二极管（简称LED）组成的字形来显示数字，七个条形发光二极管排列成七段组合字型，便构成了半导体数码管。半导体数码光分共阳极数码管和共阴极数码管，此次设计采用了共阴极数码管显示，即七个发光二极管的阴极连在一起接地。当共阴极数码管的某一阳极接高电平时，相应的二极管发光，根据字形使某几段二极管发光，所以共阴极数码管需要输出高电平有效的译码器来驱动。【4】 图2-1共阴极数码管内部结构图基于以上所述，本设计采用方案二。2.5 输入模块方案一：用ADC0809 ADC0809是CMOS
11、单片型逐次逼近式AD转换器，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型DA转换器、逐次逼近 。ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 AD转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到AD转换完成，EOC变为高电平，指示AD转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上【2】【6】。方案二：用三极管9011(NPN) 来控制通断高低电平图2-2三极管控制高低电平电路图优点：方法、电路简单，方便控制 ，相对价钱便宜。缺点：不稳定，当电阻R2达到240欧，电路就达到放大状态，由于三极管子功率达不到要求，就不容易控制到它的通断【2】。方案三：比较器LM339LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，每个比较器有两个输入端和一个输出端。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱
