2022年2022年可控硅调光设计

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1、西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书题目名称基于单片机的可控硅调光系统设计学生姓名任柯芝准考证号题目来源教师科研社会实践实验室建设其他题目类型理论研究应用研究设计开发其它选题背景及目的随时代的发展，生活节奏的加快，随自动化、智能化技术的发展，机电产品的智能度愈来愈高。 单片机在当今社会的应用无处不在，利用单片机控制灯具的实例也不胜枚举， 可控制芯片业相当的多， 而利用单片机控制灯具，达到人们预想效果的方法最为广泛。由于单片机价格的低成本、高性能，外部电路简单的特点。 深受单片机爱好者及灯具控制制造商的青睐，所以本设计利用单片机对可控硅调光控制系统进行设计开发。使灯具能更智能化的使

2、用于人们日常生活。工作任务及要求从 9 月下旬开始选题， 10 月中旬到 12 月底进行论文的设计，主要任务就是先将本设计系统分为各个小的模块，对设计步骤内容的初步拟定，按照拟定方案制作设计的实物，通过实物调试来验证设计是否正确，找到设计中错误的地方进行修改。然后按照格式要求完成设计的编写排版装订，交由指导老师检查，合格后签字。时间安排1、 开题报告：年月日至年月日2、 完成初稿：年月日至年月日3、 答辩：年月日至年月日以上内容由指导教师填写指导教师签字教师姓名：年月日助学点审核审核意见：组长签字：年月日学生接受任务签字接受任务时间：年月日学生签名：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -

3、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）申报表学生姓名任柯芝性别男年龄21 准考证号学生住址联系电话毕业设计（论文）题目名称基于单片机的可控硅调光系统设计拟请指导教师指导教师职称指导教师电话1 指导教师单位选题背景及目的随时代的发展，生活节奏的加快，随自动化、智能化技术的发展，机电产品的智能度愈来愈高。单片机在当今社会的应用无处不在，利用单片机控制灯具的实例也不胜枚举，可控制芯片业相当的多，而利用单片机控制灯具，达到人

4、们预想效果的方法最为广泛。由于单片机价格的低成本、高性能，外部电路简单的特点。深受单片机爱好者及灯具控制制造商的青睐，所以本设计利用单片机对可控硅调光控制系统进行设计开发。使灯具能更智能化的使用于人们日常生活。工作任务及要求从 9 月下旬开始选题，10 月中旬到12 月底进行论文的设计，主要任务就是先将本设计系统分为各个小的模块，对设计步骤内容的初步拟定，按照拟定方案制作设计的实物，通过实物调试来验证设计是否正确，找到设计中错误的地方进行修改。然后按照格式要求完成设计的编写排版装订，交由指导老师检查，合格后签字。时间安排1、开题报告：年月日至年月日2、完成初稿：年月日至年月日3、答辩：年月日至

5、年月日助学中心评审意见主考院校评审意见名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学高等教育自学考试毕业设计（论文）进度检查及成绩评定表日期工作内容执行情况指导教师签字学生姓名任柯芝专业班级准考证号成绩汇总评分项目评分比例（ %）分数总分指导教师评分40 评阅教师评分30 答辩小组评分30 指导教师毕业设计（论文）过程评语评分签字：年月日评阅教师毕业设计（论文）成果评语评分签字：年月日答辩组毕业设计 （论文）答辩

6、评语评分签字：年月日主考院校评审意见盖章年月日名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计I摘要随时代的发展，生活节奏的加快，随自动化、智能化技术的发展，机电产品的智能度愈来愈高。单片机在当今社会的应用无处不在，利用单片机控制灯具的实例也不胜枚举，可控制芯片业相当的多， 而利用单片机控制灯具， 达到人们预想效果的方法最为广泛。由于单片机价格的低成本、高性能，外部电路简单的特点。深受单片机爱好者及灯具控制

7、制造商的青睐，所以本设计利用Atmel 公司的 AT89S52单片机对可控硅调光控制系统进行开发，设计了实现所需功能的硬件电路，应用编程语言进行软件编程，并用实验板进行演示、验证。本文介绍了用单片机通过控制可控硅的导通来调节白炽灯亮度的基本原理和具体实现的方法。 文中包括各部分的电路图和必要的说明。在介绍本单片机的发展情况基础上， 说明了本设计实现的功能， 以及实验板硬件情况， 并对各功能电路进行了分析。 详细对软件编程流程以及调试进行了说明，并进行了分析及校正。实验证明效果良好，可以投入使用。关键词： 单片机调光控制可控硅名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -

8、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计IISummary With the development of the times, the accelerated pace of life , with the automation, the development of intelligent technology, more and more intelligent high degree of mechanical and electrical products

9、. SCM also numerous applications in todays society everywhere, SCM control lamps instance , can be quite a multi- controller chip industry , and the use of single-chip control lighting, live up to the most widely used method of the expected results . As the price of low-cost single-chip , high perfo

10、rmance, simple external circuit characteristics . By SCM lovers and lighting control manufacturers favor, so the design uses Atmel s AT89S52 microcontroller triac dimming control system development, design the hardware circuit to achieve the desired functionality , application software in assembly l

11、anguage programming, and experimental demonstration board to verify . This paper introduces the basic principles of the MCU through control thyristor conduction to adjust the brightness of incandescent and specific methods to achieve . Including circuit parts of the text and the necessary instructio

12、ns. In the development of the microcontroller on the basis of introduction , describes the design and implementation of this function, and experimental board s hardware , and the functional circuits are analyzed. For more on the software programming and debugging processes are described and analyzed

13、 and corrected. Experimental results prove that good , you can put to use. Keywords : SCM SCR dimming control名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计III目录摘要. I 前言. 1 第一章设计方案选择 . 2 1.1 调光方案选择 . 2 1.2 过零点信号采集电路 . 2 1.3 本章总结

14、 . 3 第二章设计任务分析 . 4 2.1 课题背景 . 4 2.2 课题意义 . 4 2.3 设计任务 . 5 2.4 系统操作说明 . 5 2.5 本章小节 . 6 第三章系统硬件设计 . 7 3.1 芯片的选择 . 7 3.2 实验板电路原理图. 7 3.3 功能电路分析 . 8 3.3.1 过零点采集电路 . 9 3.3.1 单片机的输入信号及输出脉冲. 10 3.3.3 可控硅出发电路 . 11 3.3.4 电源模块 . 12 3.4 本章小结 . 13 第四章系统软件设计 . 14 4.1 软件控制分析 . 14 4.2 系统实现流程 . 14 4.2.1 主程序流程 . 14

15、4.2.2 系统子程序 . 15 4.3 本章小节 . 17 第五章系统调试 . 18 5.1 硬件调试 . 18 5.2 调试方法 . 20 5.2.1 硬件调试 . 20 5.2.2 软件调试 . 21 5.3 在调试过程中遇到的问题及解决方法. 24 5.4 本章总结 . 25 结束语 . 26 参考文献 . 27 致谢. 28 附录 A：程序清单 . 29 附录 B：实验板电路图 . 33 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 39 页 - - - -

16、- - - - - 西南科技大学毕业设计前言二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑通常指个人计算机，简称PC机。还有一类大多数人不怎么熟悉的计算机，这就是把只能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路即可进行简单运算和控制。他的出现是近代计算机发展史上的一个里程碑，因为它体积小， 通常都藏在被控机的机体里面，起着有如人脑的作用。单片机具有体积小、 功能强、应用面广等优点， 目前正以前所未有的速度取代着传统电子线路构成的经典系统，蚕食着传统数字电路与模拟电路固有的领地。他的这些优点为学习、应用和开发提

17、供了便利条件。同时，学习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛。彩电、冰箱、空调、录像机、VCD 、遥控器、游戏机、电饭煲等无处不见单片机的影子，单片机早已深深的融入我们每个人的生活之中。 不但如此， 他还能大大地提高这些产品的只能性、易用性及节能性等主要性能指标， 在给我们的生活带来舒适和方便的同时，在工农业生产上也极大地提高了生产效率和产品质量，同时，也在很大程度上的降低了生产成本。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共

18、 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计2第一章设计方案选择1.1 调光方案选择1.NXP调光NUP 公司的 UBA2014 是用于 CFL600V驱动 IC 火线电压高达 270V（RMS ）, 它采用 650V双极 CMOS DMOS功率技术制造，提供两个单独的功率MOSFET, 可调预热时间和电流，可驱动多种类型灯。2.PWM 调光方案脉宽调制（ PWM）是利用微型处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在测量、通信、功率控制与变换等方面。PWM 调光方案采用大功率恒流驱动方案，可实现对LED 白炽灯的PWM 多级调光控制 ; 同时，

19、系统兼有时间日历、温度检测、液晶显示、声光闹钟等多项功能。通过以数字方式控制模拟电路，可以大幅度降低系统的成本和功耗。此外，许多微型控制器和一些其他很多产品都已经在芯片上包含了PWM 控制器，简单的说 PWM 就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 信号任然是数字的，因为在给定的任何时刻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 ）的重复脉冲系列被加到模拟电路上去的， 通的时候即是直流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

20、够，任何模拟值都可以使用PWM 进行编码。由于对 NXP调光不熟悉，相对来说对单片机较为熟悉，上课也了解过，说以选择 PWM 调光方案。1.2 过零点信号采集电路交流电源同步信号的产生如图1-1 电路所示，图中的同步信号就是我们需要的交流电压过零点信号。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计3图 1-1 过零点采集电路图图 1-2 分别从差分输入的 +端和-端引一个大电阻到测试系统的“地” ，因为

21、是单电源放大考虑到LM358的共模输入信号范围0-VCC-1.5V，由于二极管限幅，二极管两端电压最多0.7V，又因为对于去其中间电平连接到地，正负端对地输入的电压范围为 -0.35 到+0.35。最终电路如图1-2 所示，该电路可以实现设计功能。因为图 1-1 的元件不齐全，对DF107芯片的应用也便于了解，所以选测图1-2 电路。图 1-2 过零点检测电路1.3 本章总结本章对 NPX 调光和 PWM 调光进行了简要的说明，并结合实际情况对此次任务的方案进行选择。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理

22、- - - - - - - 第 9 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计4第二章设计任务分析2.1 课题背景单片机自 1976 年由 Intel 公司推出 MCS-48 开始，迄今已有二十多年了。由于单片机集成度高、功能强、可靠性高、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等一系列优点， 目前已经渗入到人们工作和生活的方方面面，单片机的应用领域已从面向工业控制、通讯、交通、智能仪表等迅速发展到家用消费产品、办公自动化、汽车电子、 PC机外围以及网络通讯等广大领域。单片机有两种基本结构： 一种是在通用微型计算机中广泛采用的，程序存储器和数据存储器共用一个存储器空间

23、的结构，称为“冯诺依曼” （Von Neumann ）结构。另一种是将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构， 称为 “哈佛” （Harvard）结构，目前的单片机采用此种结构为多。本文讨论的通过单片机控制可控硅导通角来调节白炽灯亮度的基本原理和具体实现方法。 文中包括部分的电路图和必要的说明。通过调节白炽灯的亮度可以扩大白炽灯的适用范围，以不同的光亮出场不同的地方，更好的应用与社会。2.2 课题意义在日常生活和工作中，我们经常用到调光技术，比如尼特智能家居” 的智能照明系统中有一种 “ 调光智能开关 ” ， 而现在随着人们生活的提高以及对家居功能需求的不断增加， 目前部分高档小区已经

24、配套了比较完善的智能家庭网络，现在智能家居业越来越丰富， 只是看人们的生活水平和接受程度快慢。我觉得前景还是可以的， 目前有钱人也越来越多了， 当然对生活质量的要求也越来越高了。随着单片机性价比的不断提高， 新一代产品的应用也越来越广泛。大则可以构成复杂的工业过程控制系统， 完成复杂的控制功能； 小则可以用于家电控制， 甚至可以用于儿童电子玩具。它功能强大、体积小、质量轻、灵活好用，配以适当的接口芯片，可以构成各种各样、功能各异的微电子产品。随着电子技术的飞速发展， 家用电器和办公电子设备逐渐增多，不同的设备名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

25、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计5都有自己的控制器， 使用起来很不方便。 这些具有人们所需要的智能化特性的产品减轻了人的劳动，扩大了数字化的范围，为家庭数字化提供了可能。根据这种实际情况， 设计了单片机控制可控硅调光器，比如舞台灯光有时明有时暗，人们经常上网， 电脑屏幕对眼睛的伤害也很大， 但是人们又离不开电脑，所以通过调光控制电脑的亮度， 可以减少对眼睛的伤害， 各个地方对灯光亮度的要求也不同。所以用单片机可控硅调灯光亮度，可以方便人们的生活。2.3 设计任务制品名称：可

26、控硅调光控制器制品材料：单片机设计时间： 60天制品作用：通过单片机控制可控硅的通断，来实现对灯光进行调节。任务实施1.设计并分析可控硅调光电路2.利用万用表对元件的性能进行检测3.分析各模块电路的性能工作情况4.用 Prote l99SE绘制出可控硅调光电路原理图5.能够采用手工焊接的方法制作可控硅控制电路板6.对可控硅调光电路进行组装与调试基本功能：可以控制灯泡的亮度、闪烁等。扩展功能 : 系统可以增加一个温度传感器，实现对温度进行测量，来调节电风扇转速的大小或调节空调的温度的高低。也可以用于控制机床的转速， 使机床能有更好的适应性。2.4 系统操作说明按下 K1 时系统启动，此时可以进行

27、调光，按下K3 系统，可以将灯光加亮，按下 K4 可以将灯光减弱，按下K2 系统停止。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计6图 2-1 按键控制电路图2.5 本章小节本章主要介绍了课题背景、 设计任务和课题意义， 对单片机用可控硅调光的优点及结构作了简要叙述， 也对本系统的应用及概况进行了说明。对本系统的基本功能、扩展功能进行了介绍，也对本系统的基本操作进行了一些介绍。名师资料总结 - - -

28、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设7第三章系统硬件设计3.1 芯片的选择本设计选用 AT89S52芯片，它是一种低功耗、 高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K（0000H1FFFH）在线系统可编程Flash存储器。片上 Flash允许程序存储器在线编程，也适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位 CPU 和在线系统可编程 Flash，使得 AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供灵活、高效的解决方案。图

29、 3-1 单片机引脚图3.2 实验板电路原理图实验板电路结构框图如图3-2 所示，原理电路图见附录A。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设8图 3-2 实验板结构框图3.3 功能电路分析1 复位电路如图 3-3 所示为实验板的复位电路，当RESET 信号为低电平时，实验板为工作状态，当RESET 信号为高电平时，实验板为复位或下载程序状态。由于AT89S52 具有 ISP 的功能，即可以通过并口

30、线直接将程序下载到单片机内，因此， AT89S52 具有两种状态，下载程序状态和运行状态。该复位电路能实现上电自动复位， 也能手动复位， 一般复位时 RESET应保持 20 毫秒以上高电平， 此复位时间由接地电容控制。图 3-3 复位电路2. 时钟电路可控硅出发键盘电路时钟电路复位电路单片机可控硅触发灯泡亮度过零点检测名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设9实验板的时钟振荡源电路如图3-4 所示。

31、其中 JT 为 11.0592MHz 的晶振，改变两电容 CB 的值即可对此晶振频率进行调节。该电路提供单片机工作所需的振荡频率， 计算定时器初值即需此晶振频率，在通信时也需知道晶振频率，以对波特率进行计算。图 3-4 时钟电路3 按键电路键盘控制电路， 键盘用扫描工作方式， 若有键按下， 则相应位端口被拉低为低电平，键盘电路共用了四个按键，K1 K2 K3 分别接接口 P1.0、 P1.1 、P1.2 、 ，K1 按下时系统启动，此时K2、K3 分别控制灯光的光强，在按下K1 系统停止。3.3.1 过零点采集电路过零检测电路是通过检测电源频率，获得与电源同频率的方波过零信号，该信号被送入主芯

32、片CPU 的中断脚后进行过零控制。当电源过零时，控制双向晶闸管触发角（导通角） 。如图 4-7 所示，分别从差分输入的 +端和-端引一个大电阻到测试系统的“地” ，因为是单电源放大考虑到LM358 的共模输入信号范围0-VCC-1.5V，由于二极管限幅，二极管两端电压最多0.7V，又因为对于去其中名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设10间电平连接到地，正负端对地输入的电压范围为-0.35 到+0

33、.35。在过零电压降到0.7V 之前，比较器不会动作，在过零电压降到0.7V 之后，这个时候已经非常逼近过零点了，二极管不起作用，比较器相当于直接接市电，比较器再按1：1 的比例检测真正的过零点图 3-5 过零点采集电路3.3.1单片机的输入信号及输出脉冲如图 3-6 所示，采集到的同步信号进入单片机的一个数值I/O 口，作为外部中断的触发信号，每触发一次，单片机进一次中断，然后人为定义一个延时，一定导通角后输出可控硅触发信号， 延时时间越长（应小于半个周期的时间： 10ms ） ，一个周期内的导电时间越短，即输出电压平均值越小，灯泡越暗。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -

34、- - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计11图 3-6 单片机的输入同步信号及输出脉冲1. 单片机的输入信号及输出脉冲采集到的同步信号进入单片机的一个数值I/O口，作为外部中断的触发信号，每触发一次，单片机进一次中断，然后人为定义一个延时，一定导通角后输出可控硅触发信号，延时时间越长（应小于半个周期的时间：10ms ） ，一个周期内的导电时间越短，即输出电压平均值越小，灯泡越暗。主控单元以 AT89S52单片机为核心，交流电压过零点信号提取电路中产生

35、的同步信号 INT0 接到 AT89S52的 INT0(P3.1) ，此信号的下降沿将使AT89S52产生中断，以此为延时时间的起点。四个按键只用于控制一路灯： 一个为开， 一个为关， 另外两个分别为提高亮度和降低亮度。3.3.3 可控硅出发电路如 3-7 所示，单片机输出触发信号时。用单片机引脚输出触发三极管，控制电路的通断。触发信号为高电平时，光耦可控硅MOC3020 基极触发已承受压降的集电极和发射极导通， 使用 400V0.1uF 的电容和 2.2K 的电阻限制 BTA24-600B可控硅的电流。 当交流电压反向时， 光耦和可控硅均关断， 直到接收到一个新的触发高电平才导通。名师资料总

36、结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计12图 3-7 可控硅触发电路光电耦合器是将发光元件和光传感器结合在一起的元件，由于利用自身产生的光亮，和外界独立绝缘， 具有光电隔离的作用， 起到保护电路不被干扰的作用，主要运用在双向可控硅的控制、音乐设备、 电子乐器等方面， 但要受环境温度的影响，所以不宜在温度过高的地方使用。驱动发光二极管的阴极与单片机相连，阳极接+5V电压，采用上拉电流方式驱动电路，确保有足够

37、的电流驱动。工作过程中， 当单片机 AT89S52输出为高电平的时候， 发光二极管不导通也不发光，可控硅的 G极没有电流产生， 可控硅处于断开状态， 负载上只有很小的电流，当单片机的输出端为低电平时，发光二极管导通，可控硅控制端（G极）有电流输入，可控硅处于导通状态，有大量电流流过，负载开始工作。3.3.4 电源模块如图 3-8 所示电路输出电压为 +5V。它由电源变压器，桥式整流电路，滤波电容 100uF/25V、470uF/25V，防止自激电容 2 个 0.1uF 电容和一只三端（ 7805）稳压器达成。 220V 交流市电通过电源变压器变换成交流低压，在经过桥式整流电路和滤波电容的整流和

38、滤波，在固定试三端稳压器7805 形成并不稳定的一个+5V电压。此电压在经过三端稳压器7805 和 470uF/25V 电容的滤波便在稳压电源的输出端输出一个稳定度较好的+5V电压。三端稳压器是一种标准化、 系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高使用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压器件。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计1

39、3图 3-8 电源模块电路3.4 本章小结本章主要对芯片作了介绍， 对其内存单元作了详细说明， 并对系统硬件（实验板）的结构框图和各功能电路作了说明，以及这些电路在本设计中的用途。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计14第四章系统软件设计4.1 软件控制分析要控制的对象是 50Hz的正弦交流电，通过光耦取出其过零点的信号( 同步信号)，将这个信号送至单片机的外中断，单片机每接收到这个同步信号后

40、启动一个延时程序， 延时的具体时间由按键来改变。当延时结束时， 单片机产生触发信号，通过它让可控硅导通，电流经过可控硅流过白炽灯，使灯发光。延时越长，亮的时间就越短，灯的亮度越暗( 并不会有闪烁的感觉，因为重复的频率为100Hz，且人的视觉有暂留效应 )。由于延时的长短是由按键决定的，所以实际上就是按键控制了光的强弱。理论上讲，延时时间应该可以是010ms内的任意值。 在程序中， 将一个周期均分成 N等份，每次按键只需要去改变其等份数，在这里，N越大越好，但由于受到单片机本身的限制和基于实际必要性的考虑，只需要分成大约 100 份左右即可，实际采用的值是95。可控硅的触发脉冲宽度要根据具体的光

41、耦结合示波器观察而定，在本设计中取 20 s。程序中使用 T1来控制这个时间。对两个调光按键的处理有两种方式：一种是每次按键， 无论时间的长短， 都只调整一个台阶 (亮或暗 )；另一种是随按键时间的不同，调整方法不同：短按只调整一个台阶，长按可以连续调整。如前面所述，由于本设计中的台阶数95(N=95)，如果使用前一种方式，操作太麻烦，所以用后者较为合理。4.2 系统实现流程4.2.1主程序流程主程序反应了系统主要运行步骤，首先系统初始化， 判断主开关是导通还是断开，入关按键按下， 表示系统继续向下运行， 然后判断是加键按下还是减键按下，加键按下系统继续运行，灯光调亮，按键按下，调用延时子程序

42、，延时时间到时，系统运行，若减键按下，调用延时子程序，灯光变暗。系统主要就是对按名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计15键延时的控制， 通过对按键的延时时间来控制可控硅的通断，从而控制灯泡的亮度，系统还要检测过零点的脉冲信号，过零检测模块将检测信号输入给单片机，单片机在通过这个信号去控制可控硅，同时控制显示模块显示。图 4-1 主程序流程图4.2.2 系统子程序初始化定时器，设定光亮程度，读取

43、过零检测信号，当检测到脉冲信号时，定时器开启，中断时控制光耦信号进行调光。开 INT 初始化ON/OFF=1? ON/OFF 取反ON/OFF 键按下关 INT ON/OFF=11 ON/OFF=0 加键按下减键按下延时最小？延时减小延时增大延时最小？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计16图 4-2 调光子函数流程图中断子程序当程序初始化时， 给 TL0和 TH0同时赋予初值， 当 TL0计

44、数溢出时 TF0把寄存器 TH0中的初值加载给 TL0，TL0重新计数。图 4-3 中断子函数流图初始化定时器光亮程度等待过零信号定时时间到系统调光出发开启定时器中断子程序初始化定时器判断计数时间是否到初始化定时器中断子程序名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 22 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计174.3 本章小节本章主要对系统的软件设计进行了详细说明，从数据单元及标志单元的分配，到各子程序模块的实现方法，以及对时钟的误差分析、

45、校正，定时音与显示相冲突问题及解决方案。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 23 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计18第五章系统调试单片机应用系统电路板组装好以后，便可以进入系统的在线运行调试，其主要任务是排除电路板的硬件故障，并完善其硬件结构，运行调试所设计的程序，排除程序错误，优化程序结构，使系统达到期望的功能，进而固化软件，使其产品化。5.1 硬件调试单片机应用系统的硬件和软件调试是交叉进行的，但通常是先排除电路板中明显的硬

46、件故障，如电源故障，电路板导通情况，综合进行调试。图 5-1 系统硬件图1 常见的硬件故障电路板中硬件的逻辑错误， 这种情况是由于设计错误和加工过程中的工艺性能所造成的。这类错误有顺序不匹配、错误、开路、相位接错。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 24 页，共 39 页 - - - - - - - - - 泸州职业技术学院毕业论文第五章系统调试19图 5-2 元件调试图元件的实效， 原因有两个方面， 一是器件本身本身损坏和性能差，如器件型号选择不当、 电器性能达不到要求

47、。 二十由于组装安装错误造成的元件实效，如电容、二极管、三极管的极性安装错误。图 5-3 元件调试图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 25 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计205.2 调试方法5.2.1硬件调试第一，在电路板通电之前， 首先用万用表等工具， 根据硬件电器原理图和装配图仔细检查线路的正确性。图 5-4 万用表测电阻第二，加电后检查各插件上引脚的电位，仔细测量个点电位是否很正常，尤其是注意单片机插座上的各点电位，若有

48、高压，联机时会烧坏器件。图 5-5 万用表测元件名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 26 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计21第三，在不加电的情况下，除单片机以外，插上所有的元器件，最后联机调试。5.2.2软件调试软件调试与选用的软件结构设计有关，如果采用多任务操作系统， 一般逐个进行调试。在调试各个模块时一调试相应的子程序，中断程序和一些操作系统的程序。图 5-6 系统调试图1. 系统程序编写软件图正确安装 keill u Vi

49、sion3后，进入程序编写，通过对单片机型号，对文档的建立加载，将程序写好并保存烧入单片机内。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 27 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计22图 5-7 系统单片机选型程序编写时要选择Options for Target 点击 output ，选择 Ggreats NEI Fi;否则烧写时找不到相应程序。图 5-8 系统程序编写名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - -

50、- - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 28 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计23图 5-9 系统文件加载1.图 5-10 系统程序编写名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 29 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计24图 5-11 系统软件烧写5.3 在调试过程中遇到的问题及解决方法在硬件和程序的调试过程中， 遇到了许多的问题。 这些问题有的是由于

51、自己粗心造成的，有的是因为自己的基础知识不扎实造成的。1 . 在对电路板的焊接时，有虚断，没有连接好，在通电后发现不能工作，进过对各模块分别检查，才发现并将其焊接好。2. CPU 不响应任何中断，这错误是由于连续运行时不执行中断服务程序的规定操作，当断电设在中断入口或中断服务程序中时不到断点。错误的原因是，中断控制器（ IE.IP ）的初值不正确，使CPU没有开放中断或不允许某个中断请求。3. 目标系统基本上已经能正常操作，但是控制有误动作或输出的结果不正确，这是由于应用程序的错误引起的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - -

52、 - 名师精心整理 - - - - - - - 第 30 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计255.4 本章总结本章对系统的硬件和软件进行调试, 验证硬件的好坏 , 对系统软件，程序编写等学习应用，对在系统中出现的故障进行分析. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 31 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计26结束语经过几个月的工作，基于AT89S52单片机可控硅调光系统的设计已经完成。经试验验

53、证，满足设计要求。通过制作该调光控制器， 我掌握了单片机、 光藕和可控硅等方面的知识和使用技能，特别是可控硅和光耦， 平时大家都较少接触。 本次设计主要涉及了单片机原理及接口技术的相关知识和编程语言的诸多要领。设计中涉及的许多问题，更是对以前所学的知识的回顾及在过去的两年中学到知识的系统总结，这次设计对我们将来的工作有很大的帮助。在设计中，我积极查阅资料， 细心钻研各个细节， 完成了单片机可控硅调光系统的开发与调试， 也让我们明白了在设计中考虑问题应该全面。在设计中既锻炼了我的动手能力，又学会查阅资料，提炼需要的信息。毕业设计任务是很重要的， 从理清设计思路和着手做设计都离不开导师的指导。在设

54、计过程中我的指导老师侯洪政老师给了我很大的帮助，对设计中出现的问题及时了讲解和耐心的指导，使我的设计得以顺利完成， 在此，特向我的指导老师侯洪政老师及学院领导和机械工程系的老师们表示真诚感谢；同时，很多同学也给我提供了很多帮助，也向帮助我的同学表示感谢。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 32 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计27参考文献1 胡汉才 . 单片机原理及接口技术M. 北京 : 清华大学出版社,1996. 2 胡健 .单

55、片机原理及接口技术M. 北京 : 机械工业出版社,2004. 3 胡健 .单片机实用教程M. 北京 : 兵器工业出版社,2001. 4 周行慈 . 单片机应用程序设计基础M. 北京 :北京航空航天大学出版社,1991. 5 李广弟 . 单片机基础 M. 修订本 , 北京 : 北京航空航天大学出版社,2001. 6 李朝青 . 单片机原理及接口技术M, 简明修订版 . 北京 : 北京航空航天大学出版社,1999. 7 李叶紫 .MCS-51 单片机应用教程M. 北京 : 清华大学出版社,2004. 8 朱定华 . 单片机原理及接口技术M. 北京 : 电子工业出版社,2001. 9 AT89S52

56、芯片资料（译文）,Atmel公司 .名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 33 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计28致谢名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 34 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计29附录 A：程序清单#include #include sbitledRS

57、=P10; sbitledRW=P11; sbit ledE=P12; sbit keyjia=P00; sbitkeyjian=P01; sbitcontrolLD=P02; bitflag1=1; bitflag2=1; unsigned char code table= guang liangdu; unsignedchar code table1=00 ; intnum,flag=0,count=0; charliangdu=3; voiddelaykt(void) /导通延时unsigned char a; for(a=2;a0;a-); voiddelay(int z) /可调延时

58、unsigned x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-); void delay9ms(void) /误差-0.43402777778us 延时 9ms unsigned char a,b,c; for(c=1;c0;c-) for(b=224;b0;b-) for(a=17;a0;a-); voidwrite_com(unsigned com) /写指令ledRS=0; P0=com; delay(10); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

59、- 第 35 页，共 39 页 - - - - - - - - - 泸州职业技术学院毕业论文附录 A：实验板原理图30ledE=1; delay(20); ledE=0; voidwrite_date(unsigned date) /写数据ledRS=1; P0=date; elay(10); ledE=1; delay(20); ledE=0; voidwrite_liangdu(unsigned liangdu) /写亮度int shi,ge; shi=(liangdu-3)/10; ge=(liangdu-3)%10; write_com(0x80+0x40+7); write_date

60、(0x30+shi); write_date(0x30+ge); EA=1; /外部中断设置EX0=1; IT0=1; voidkeyscanf() /键盘判断if(keyjia=0) /加键判断 delaykt(); if(keyjia=0) if(flag1=1) flag1=0; liangdu+; if(liangdu=10) liangdu=3; write_com(0x80+0x40+7); write_liangdu(liangdu); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - -

61、- - - 第 36 页，共 39 页 - - - - - - - - - 泸州职业技术学院毕业论文附录 A：实验板原理图31else if(keyjia!=0) delaykt(); if(keyjia!=0) flag1=1; if(keyjian=0) /减键判断delaykt(); if(keyjian=0) if(flag2=1) flag2=0; liangdu-; if(liangdu=2) liangdu=9; write_com(0x80+0x40+7); write_liangdu(liangdu); else if(keyjian!=0) delaykt(); if(ke

62、yjian!=0) flag2=1; voidzhongduan() interrupt 0 /外部中断flag=1; voidtimepd() /同步标志判断与定时器设置if(flag=1) flag=0; TMOD=0x01; TH0=(65536-1000*(10-liangdu)/256; TL0=(65536-1000*(10-liangdu)%256; ET0=1; TR0=1; voidtime0() interrupt 1 /定时中断程序count=1; 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整

63、理 - - - - - - - 第 37 页，共 39 页 - - - - - - - - - 泸州职业技术学院毕业论文附录 B： 程序清单32 voidchufa() /MOC3020触发if(count=1) count=0; controlLD=0; delaykt(); controlLD=1; delay9ms(); controlLD=0; delaykt(); controlLD=1; voidmain() init(); while(1) keyscanf(); timepd(); chufa(); 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 38 页，共 39 页 - - - - - - - - - 西南科技大学毕业设计33附录 B：实验板电路图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 39 页，共 39 页 - - - - - - - - -