基于单片机控制LED灯亮度调节 邓宇锋
基于单片机LED室内照明控制系统方案
基于单片机的LED室照明控制系统介绍了一种LED 智能照明控制系统的设计,给出了系统的软硬件设计和控制流程。
该系统采用STC12C5A60S2 作为主控器,利用热释红外传感器检测人体辐射的微量红外线,光敏电阻检测环境亮度,采用DS18B20 检测LED 的温度,LED 驱动采用PWM 调光技术。
引言我国是一个资源紧缺的国家,但在日常的生活中,人们并没有意识到这一点。
以室照明为例,在很多公共场合中都采用手动开关,经常出现没有及时关灯的现象,从而造成能源的浪费,也会缩短灯具的使用寿命。
针对这一现象,有必要研究一种智能照明控制系统。
该系统利用智能传感器感应室外亮度来自动调节灯光,以保持室恒定照度,既能使室有最佳照明环境,又能达到节能的效果。
LED 被称为第四代绿色光源,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。
LED 光的单色性好,光谱窄,无需过滤,可直接发出有色可见光。
在相同的照明情况下,LED 灯耗电量为白炽灯的十分之一,荧光灯的二分之一,是未来照明的发展趋势。
1 智能控制方案设计系统采用光敏电阻检测环境亮度,热释红外传感器检测人体辐射的微量红外线,温度检测模块检测LED 的温度,传感器检测到的信号经过预处理传给单片机,经单片机处理后控制LED 灯的开关和亮度。
系统框图如图1 所示。
2 硬件设计2. 1 热释电红外探测模块热释电红外探测模块不需要配置红外线发射源,能直接接受人体辐射的微量红外线,将其转变为相应的电信号输出。
为了提高PIR 传感器感受红外线的灵敏度,在传感器前加装配套的菲涅耳透镜。
热释电红外探测模块由菲涅耳透镜、热释电红外传感器( PIR) 、控制电路及驱动电路等组成。
热释电红外探测模块框图如图2 所示。
人体都有恒定的体温,一般在37 ℃,会发出特定波长10 μm 左右的红外线。
人体辐射的红外光线经过菲涅耳透镜汇集在PIR 的2 块探测元上,当人体移动时,红外辐射强度发生变化,探测元表面的电荷强度发生变化,经部场效应管放大就有信号输出。
基于单片机的台灯亮度调节系统设计
基于单片机 的台灯亮度 调节 系统设计
闵译 萱
辽 宁 锦州 渤海 大 学工 学院
摘要 :系统通 过设 计 自动调 节 台灯 的 亮度 ,通过 自动控 制 台灯 亮度 可 以很 好地 节 约 电能。利 用光 强度 传 感 器采 集光 信 号 ,用热
释 电红外 传 感器 采集人 体 的信号 ,S T C 8 9 C 5 2单片机 对 采集到 的信 号进行 处理 ,比较 背景 光的 强弱来 发 出控 制 台灯 的 亮度 。
关键字:单 片机 调 光 系统 台灯
l绪 论 单 片机 的应用无 处不在 ,可控制灯 具 的芯片数 不胜数 ,而 使用单片机来控制灯具 ,达到人们预期效果的方法却最为广泛 , 利用 单片机 控制灯 具逐渐 成为 当下的一种 趋势 。现 如今 ,为 了 环保 节约 ,构 建资源 节约 型社会 ,台灯 也可 以运用单 片机进 行
由 于 有 阻抗 改变 所 以 内部 带 有 场 效 应 晶体 管 。
智能调光控制 , 使其产生亮暗 交替的效果 , 避 免资源的过度浪 费。
本设 计 以 S T C 8 9 C 5 2单片机为核 心,调光方式采用 P W M调 光。将 采集 到 的信号传 送给 单片机 ,由单片机控 制处 理产生 P W M调 光
使得 M C S 一 5 l 指令 系统和 8 9 C 5 2引脚 可 以 同时 进 行 。S T C 8 9 C 5 2的
图 2背景光 检测 电路 2 . 4驱动电路 本设计采用 H V 9 9 2 1作为驱动 电路 的驱动芯片 。H V 9 9 2 1 是一 种集成控制器,其特征 是输 出电流 定值 ,适用于台灯恒流驱动 ,
信 号,再把信号经 过转换后传送给 以 H V 9 9 3 1驱 动 芯 片 控 制 的 电 路 实 现 智 能 调 光 。利 用 P W M调 光 技 术 ,通 过 对 P W M的周 期 和 占
基于单片机的LED调光灯PID亮度控制
课程设计说明书题目:LED调光灯亮度控制院(系):电子工程与自动化学院专业:学生某某:学号:指导教师:2011 年 9 月日摘要亮度是工业中非常关键的一项物理量,在农业,现代科学研究和各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的测量参数。
亮度自动控制的原理主要是:将随亮度变化而变化的物理参数,通过光传感器转变成电的或其他信号,传给处理电路,最后转换成亮度数值显示出来。
目前最具发展前景的灯光调节是加入自动控制原理,通过自动控制系统,按照给定参数对对象的反馈信息进行调节,从而满足工农业生产的需求。
本文介绍了以处理芯片STC1205A08S2为核心器件的亮度控制系统。
STC1205A08S2是宏晶以公司研制的51内核为主的系列单片机,这个芯片设计的时候就吸取其它51系列单片很容易被解密的教训,改进了加密机制。
关键词:亮度控制; STC1205A08S2;AbstractBrightness is in the industry is the key of a physical quantity, in agriculture, modern scientific research and high technology research and development is also a very mon and monly measured parameters.Automatic brightness control principle is:With the brightness change of the physical parameters, the optical sensor into electrical or other signal, transmitted to the processing circuit, finally converted into brightness value is displayed.At present the most promising light adjustment is added to the theory of automatic control, the automatic control system, according to the given parameters of the feedback information to adjust, to meet the needs of industrial and agricultural production.This paper introduces the processing chip STC1205A08S2 as the core ponent of the brightness control system.STC1205A08S2 is Hong Jing to the pany developed the 51 kernel series consisting mainly of single chip, the chip design when they absorb other 51 series monolithic easily decrypted lessons, improved the encryption mechanism. Keywords:T Brightness control;STC1205A08S2引言- 1 -1 课程设计概述- 1 -1.1 课程设计题目- 1 -1.2 主要仪器设备- 1 -2 硬件设计- 2 -2.1 单片机部分- 2 -2.2 亮度反馈部分- 2 -2.3 按键部分- 3 -2.4 串口下载部分- 3 -2.4 LED执行部件- 3 -3 软件设计-4 -3.1 流程图设计- 4 -4 系统调试- 4 -4.1 LED执行部分调试- 4 -4.2串口下载部分调试- 5 -4.3 LED显示部分调试- 5 -4.4按键部分调试- 5 -4 .5系统调试-5 -5 总结- 5 -5.1课程设计的过程- 5 -5.2解决问题- 5 -5.3 心得体会- 5 -参考文献- 5 -附录- 6 -引言调光灯亮度作为一项光工参数,在工业现场和过程控制中具有至关重要的作用。
基于单片机的智能调光灯设计
基于单片机的智能调光灯设计基于单片机的智能调光灯设计随着人们生活质量的提高,家居环境的智能化越来越受到人们的关注。
其中,智能调光灯作为一种智能家居设备,具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种基于单片机的智能调光灯设计,包括硬件电路、软件设计和实验结果分析。
一、智能调光灯的背景及应用调光灯在人们的日常生活和工作中具有广泛的应用,例如在会议室、家庭居室、学校教室等场所。
调光灯可以根据环境光线强度和人们的实际需求,调节灯光的亮度,以达到最佳的视觉效果。
此外,智能调光灯还具有节能、环保等优点,能够根据场景需求自动调节亮度,减少能源浪费。
二、设计思路和实现方案基于单片机的智能调光灯设计,选用单片机作为主控芯片,通过接收外部传感器输入的信号,实现自动调节灯光亮度的功能。
具体实现方案如下:1、硬件电路设计硬件电路设计主要包括电源电路、单片机电路、传感器电路和驱动电路。
其中,电源电路为整个系统提供稳定的工作电压;单片机电路负责接收用户输入和控制信号,并输出控制信号;传感器电路包括光敏电阻和红外传感器,用于检测环境光线强度和人体活动,并将信号传输给单片机;驱动电路则根据单片机输出的控制信号,驱动LED灯的亮度和颜色变化。
2、软件设计软件设计主要包括单片机程序设计和传感器数据处理。
单片机程序设计主要实现与外部设备的通信、控制信号的输出等功能;传感器数据处理则对传感器检测到的数据进行处理,判断环境光线强度和人体活动情况,从而输出相应的控制信号给单片机。
三、实验结果和分析为了测试基于单片机的智能调光灯设计的实际效果,我们进行了实验。
实验结果表明,该设计能够根据环境光线强度和人体活动情况自动调节灯光亮度,且调节过程稳定、平滑,具有良好的视觉效果。
同时,实验结果还显示,该设计的节能效果显著,能够有效减少能源浪费。
四、结论和展望本文介绍了基于单片机的智能调光灯设计,包括硬件电路、软件设计和实验结果分析。
实验结果表明,该设计能够根据环境光线强度和人体活动情况自动调节灯光亮度,具有良好的视觉效果和节能效果。
基于单片机LED调光电路设计
基于单片机LED调光电路设计LED调光电路是一种可以控制LED亮度的电路,通常用于照明系统或灯具中。
在设计LED调光电路时,需要考虑到以下几个方面:输入电压范围、输出电流范围、亮度调节范围、亮度调节精度等。
基于单片机的LED调光电路可以实现较高的亮度调节精度和亮度调节范围。
下面将介绍一个基于单片机的LED调光电路的设计思路。
我们需要选择适合的单片机。
常用的单片机有51系列、AVR系列、STM32系列等。
在选择单片机时,需要考虑到该单片机的IO口数目、工作频率、存储容量等因素。
根据具体的应用需求选择合适的单片机。
我们需要选择合适的亮度调节方式。
常用的亮度调节方式有脉宽调制(PWM)和模拟调光两种。
脉宽调制是通过改变脉冲的高电平时间来调节LED的亮度,可以实现较高的亮度调节精度。
模拟调光是通过改变电流的大小来调节LED的亮度,相对于脉宽调制而言亮度调节精度较低。
根据实际需求选择合适的亮度调节方式。
接下来,我们需要选择合适的电源电压和电流调节范围。
LED的工作电压和电流通常会在其数据手册中进行给出,我们需要根据LED的参数选取合适的电源电压和调节范围。
电源电压可以通过降压电路来实现,调节范围可以通过调节电流的大小来实现。
然后,我们需要设计输入和输出接口电路。
输入接口电路主要用于接收外部的控制信号,可以选择按键、旋钮等方式来实现亮度调节。
输出接口电路主要用于驱动LED,通常需要加入功率放大电路来提供足够的电流给LED。
我们需要编写相应的单片机程序。
根据实际需求,我们可以通过编程来实现亮度调节、输入检测和输出控制等功能。
编写程序的过程中需要注意程序逻辑的正确性和效率,以及对应的编程语言和开发环境。
基于单片机的LED调光电路设计需要考虑到单片机的选择、亮度调节方式的选择、电源电压和电流调节范围的选择、输入和输出接口电路的设计以及单片机程序的编写等方面。
通过合理的设计和编程,可以实现LED调光电路的功能和性能要求。
基于单片机led调光电路设计
基于单片机led调光电路设计单片机LED调光电路是一种基于单片机的电路设计,可以实现对LED灯的调光功能。
在现代社会中,LED灯具备节能、长寿命、环保等优点,在照明、舞台演出、天文观测、仪器仪表等领域有广泛应用。
而LED灯的调光功能则是在不同场合下实现光线亮度的灵活调节。
本文首先介绍LED调光的原理,然后介绍单片机LED调光电路的设计过程。
一、LED调光原理LED调光主要通过改变LED电流大小来实现。
LED的亮度与驱动电流成非线性关系,当LED电流较小时,LED亮度随电流的增加而快速上升;随着电流的增大,LED的亮度增长速度逐渐减缓,当达到一定电流值时,LED亮度的增长变得非常缓慢。
因此,在LED的实际应用中,调光主要是通过改变LED驱动电流实现的。
单片机LED调光电路设计的具体过程包括硬件设计和软件设计两部分。
1、硬件设计硬件设计包括电路图设计、PCB布局、元器件选择等。
下面以STM32F103为例,介绍单片机LED调光电路的具体硬件设计方法。
(1)外设连接STM32F103具有多个PWM输出通道,常用的有TIM1、TIM2和TIM3。
在本设计中,使用TIM1通道来实现LED的调光。
TIM1的4个PWM通道可以独立配置,每个通道的精度可以达到16位,PWM频率可自由设置。
将TIM1的四个通道与四个LED灯的控制端分别相连,调节输出PWM占空比即可实现LED灯的调光。
(2)电源设计在电源设计上使用一个DC/DC变换器,将电压平稳转换为稳定的3.3V电压,作为单片机供电。
在LED灯的驱动电路中,采用升压电路实现高电压驱动低压LED,从而提高LED 的亮度。
(3)元器件选择在元器件选择上,要根据设计要求选择合适的电容、电感、二极管、场效应管等元器件,保证电路的可靠性和稳定性。
软件设计主要包括单片机程序的编写,主要流程如下:(1)初始化配置首先,在程序开头对IO口、时钟、PWM等通道进行初始化配置。
通过调用相应的库函数,对单片机进行初始化。
基于单片机LED调光电路设计
基于单片机LED调光电路设计单片机LED调光电路是利用单片机控制LED的亮度,实现灯光的调光功能。
LED调光的原理是通过改变LED电流的大小来控制LED的亮度。
本文将介绍一个基于单片机的LED调光电路的设计。
LED调光电路主要由以下几部分构成:电源电路、控制电路和LED驱动电路。
电源电路提供电源电压给整个电路系统。
通常使用小功率的直流电源供电,电压为5V 或者3.3V。
控制电路是实现单片机对LED亮度控制的关键部分。
在这里,我们选择使用常见的PWM调光控制方式。
PWM调光是通过调节PWM信号的占空比来控制LED的亮度。
高占空比表示LED亮度较高,低占空比表示LED亮度较低。
单片机通过GPIO口输出PWM信号,将其连接到LED驱动电路。
LED驱动电路是负责将PWM信号转化为适合LED的电流来驱动LED。
这里我们可以使用恒流驱动电路。
恒流驱动电路能够确保LED电流恒定,从而保证LED亮度稳定。
常见的驱动电路有恒流源和恒压源。
恒流源适合于串联一些高功率的LED,而恒压源适合于串联一些低功率的LED。
在设计过程中,需要注意以下几个问题。
需要选择合适的单片机来控制LED的亮度。
常见的单片机有AVR、STM32等,都具有PWM输出功能。
需要根据LED的特性选择合适的驱动电路,确保驱动电流稳定。
需要做好电路的布局和连接,确保电路设计的稳定性和可靠性。
LED调光电路设计的关键在于控制电路和驱动电路的设计。
控制电路需要根据实际需求选择合适的单片机,确定PWM信号的频率和占空比。
驱动电路需要根据LED的特性选择合适的驱动方式,确保LED的电流稳定。
在实际应用中,还需要根据LED的数量和功率进行功率放大和隔离,以满足实际需求。
基于单片机的LED调光电路设计是一个综合性的工程,需要考虑多个因素,包括单片机选择、PWM调光控制、驱动电路设计等。
只有在综合考虑这些因素的基础上,才能设计出稳定可靠的LED调光电路。
基于C51单片机和PWM调光的LED台灯设计(word文档良心出品)
摘要LED台灯作为LED绿色照明光源产品,作为国家绿色照明推广使用的产品。
在实际的应用中,发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光,存在电能浪费;在周边亮度小时LED灯不能提供足够和恰当的光度。
本文介绍了以STC89C51为控制核心,通过光敏电阻感应光度,并利用PWM调光技术对LED 进行光度的自动调节。
同时设置手动控制。
该LED台灯电路简单,很大程度上节省电能,延长LED灯寿命,适宜阅读。
关键词LED台灯光度PID PWM调光自动调节原创性声明本设计所用到的程序代码和电路均是来自本团队,如没有经过允许,不得复制和转载。
目录前言 (4)总体方案设计 (5)硬件设计 (5)软件设计 (9)总结 (12)附录1:作品照片 (13)附录2:程序 (15)前言LED照明又称固态照明,作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术,具有节能、环保、安全可靠的特点,固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源,代表照明技术的未来。
发展新固态照明,不仅是照明领域的革命,而且符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。
LED台灯就是以LED(Light Emitting Diode)即发光二极管为光源的台灯,LED是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。
LED台灯是典型的绿色照明光源产品,作为国家绿色照明推广使用的产品,具有广阔的应用前景。
在实际的应用中,发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光,存在电能浪费。
另外一方面,因为LED的发热量和电流存在正相关的关系,发热影响了LED的寿命,所以在不必要的亮度下也减少了LED的寿命。
然而,当LED 在周边亮度小时,LED灯不能提供足够和恰当的光度,这样又影响了阅读,造成视觉疲劳。
PWM方法的基本思想就是利用单片机具有的PWM端口,在不改变PWM 方波周期的前提下,通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比,从而控制充电电流。
基于单片机的LED调光调色控制系统设计
基于单片机的LED调光调色控制系统设计在本文中,将讨论基于单片机的LED调光调色控制系统的设计。
该系统利用单片机的控制能力来实现对LED灯光的亮度和颜色的调节,旨在提供一个灵活且可定制的照明方案。
下面将依次介绍系统的设计原理、硬件实现和软件编程。
一、设计原理LED调光调色控制系统的设计基于PWM调光和RGB调色技术。
PWM调光是通过改变LED灯的亮度来实现调光的一种技术,而RGB调色则是通过控制红、绿、蓝三种LED灯的亮度比例来实现调色的一种技术。
结合两者可以实现对LED灯光亮度和颜色的综合控制。
因此,本系统采用PWM调光和RGB调色的方法来实现灯光的调节。
二、硬件实现1. 单片机选择在本系统中,我们选择了一款性能较好的单片机作为主控制器,以满足对LED灯光控制的需求。
根据实际应用情况,可以选择不同型号的单片机。
2. 光敏电阻模块为了实现自动光照调节功能,我们添加了一个光敏电阻模块,用于检测环境光亮度并反馈给单片机。
单片机可以根据光敏电阻模块的反馈信号来调节LED灯光的亮度,实现自动调节的功能。
3. PWM模块和RGB灯带为了实现PWM调光和RGB调色功能,我们需要连接PWM模块和RGB灯带。
PWM模块用于产生PWM信号,通过改变PWM信号的占空比来实现对LED亮度的调节。
RGB灯带由红、绿、蓝三种LED灯组成,单片机通过控制PWM信号的输出来控制三种颜色LED灯的亮度比例,从而实现颜色的调节。
三、软件编程在单片机的软件编程中,我们需要实现以下功能:1. 初始化设置:包括配置单片机的引脚功能和初始化PWM模块等。
2. 光照检测:通过光敏电阻模块获取环境光亮度的反馈信号,并根据信号值来调整LED灯的亮度。
3. 调光功能:根据外部输入信号(如按钮等),调节PWM信号的占空比,从而改变LED灯的亮度。
4. 调色功能:根据外部输入信号(如旋钮等),调节PWM信号的占空比比例,实现对RGB灯光的调节。
在软件编程过程中,我们需要充分利用单片机的IO口和定时器模块,合理分配资源,实现LED灯光的稳定和高效控制。
基于单片机的对可调光LED灯发光强度进行控制
单片机课程设计报告题目:对可调光LED灯发光强度进行控制学院:机电工程学院班级:自09A-1姓名:学号: 01指导教师:一、设计任务:1、单片机可选用飞思卡尔型。
2、按键及显示方案可采用CH451芯片或其他方案。
3、设计并制作可调光LED灯,并对发光强度进行控制。
二、设计方案:硬件选择:飞思卡尔MC9S12S128系类单片机,驱动模块,LED 模块,CH4541模块;工作原理:通过调节PWM为1KHz至10KHz TTL方波,调节其占空比,从而调节电压,决定了发光强度。
MC9S12S128部分管脚图:MC9S12S128主要系统参数:S12X CPU,最高总线速度 40MHz64KB、128KB和256KB 闪存选项,均带有错误校正功能(ECC)带有ECC的、4KB至8KB DataFlash,用于实现数据或程序存储配置8 、10或12位模数转换器(ADC),转换时间3μ s支持控制区域网(CAN)、本地互联网(LIN)和串行外设接口(SPI)协议模块带有16-位计数器的、8-通道定时器出色的EMC,及运行和停止省电模式1、由于MC9S12S128自带有AD以及PWM 功能,所以对软件的要求交简单。
2、键盘输入采用CH451整体模块3、通信端口为PA口,与中断端口三、硬件结构:CH451硬件电路结构驱动模块设计四、软件设计4.1 HCS12控制软件主要理论智能车开发环境采用了飞思卡尔HCS12系列单片机开发软件CodeWarrior。
该软件具有支持多种语言、开发环境界面统一、交叉平台开发以及支持插件工具等特点。
在CodeWarrior界面完成编译后,通过BDM FOR S12工具,在CodeWarrior环境下向MC9S12模块下载程序。
BDM FOR S12工具使用简单,十分方便。
在整个系统设计中,用到了4个单片机基本功能模块:时钟模块、PWM输出模块、AD转换模块、。
通过编写程序先对所用到的模块进行初始化,并通过对相应数据寄存器或状态寄存器的读写,实现期望的功能。
开关控制LED霓虹灯设计
参 考 文 献
; 循环 ; 延时 子程序 [ 1 ] 游达章, 黄劲. 简易 I E D点阵汉字显示控制模块设计 [ J 】 . 现代 显
示. 2 0 0 8 , 3 1 ( 5 ) : 4 2 — 4 5 .
s J MP J 1 0 1
DELAY: M OV R6 , # 2 0 0 DLP : MOV R7 , # 2 0 0
引 言
在 自动化技术 中 ,无论是过程控制技 术还是数据采集技术还是测控 技术 ,都离不开单片机 。流水灯在现代卒 十 会就有 广泛的应用 ,大型电子 广告牌 、 霓虹灯 、 指示牌和 业控制 的控制面板等等都有流水灯的应用。 采用单片机实现开关控制 L E D霓虹灯,可靠性好 、价格低而且功能没置
ORG 0
C LR A
J l 0 1 : J B P 3 . 3 ,8
L C A L L D E L A Y
; P 3 _ 3 电平为高吗?
: 延 时
J B P 3 . 3 ,J l O l
; P 3 . 3电平真 ; 为高电平吗? J l O 2 : J N B P 3 . 3 ,¥ ; P 3 . 3电平低吗?
C P L A
P OP ACC
: 取 反
MOV P 1 ,A ; 驱 动发 光 二 极 管
五 、结 论 实验结果表明 :开关 K l 每拨动 一次 ,L 1 ~L 8 发光二极管按位加一 点亮。仿真实现了拔 动开关 ,实现控制 L E D霓虹灯亮灭 。实践表明 .该 设计电路简洁 、实用 、T作性能稳定。奉 文的分析和实验研究 ,有利于 L E D 的分析设计 ,同时 ,对学生学好单 片机原理 与接 口技术课程有很好 的辅助作用 , 也 可作为单片机原理 与 接 口技术课程的实验 ,利于学生深 入学习单片机控制 L E D。
探究基于单片机的LED光源亮度调节面板开发
探究基于单片机的LED光源亮度调节面板开发摘要:对几种常见的LED亮度控制方法进行介绍,例如通过LED的驱动电源调制来调节亮度,通过脉冲宽度调制来调节亮度,以及线性调光。
阐述单片机的优点。
总体电路运行的控制研究,如C8051F单片机,外接电路规划,LED驱动电路等。
关键词:单片机;LED光源;亮度调节面板前言:对单片机中的电压输入流量进行控制,通过这种控制,来调节LED光源的亮度。
这种控制LED光源亮度的调节方式,不仅可以使灯光的强度随着环境的改变而发生智能的调节变化,提高应用时的舒适度,而且可以自动调节亮度的明暗,并以此来达到节约不必要能耗的目的,达到节能环保的要求。
一、常见的LED亮度控制方法在当前的技术条件下,对于LED光源亮度进行控制调节一般使用三种方法。
这三种方法分别为,通过LED的驱动电源调制来调节亮度,通过脉冲宽度调制来调节亮度,以及线性调光的方法。
(一)通过LED的驱动电源调制来调节亮度根据LED电源的供给方式,LED驱动电路可以划分为恒压驱动和恒流驱动两种类型。
运用恒流驱动来控制LED是将调整输出电流作为设定值,一方面通过对电路采样的控制,来限制LED灯的电流大小,另一方面通过输出控制信号的方法,对开关功率管实施导通的操作或者关断的操作。
(二)通过脉冲宽度调制(PWM)来调节亮度所谓脉冲宽度调制,就是在满足一定频率的前提下,利用调节占空比的方式,达到使输出电压保持稳定的目的。
也就是说,利用开关功率管的变化对导通时间在固定周期内的长短变化进行影响和控制,来达成稳定的电压输出状态。
误差放大器会在必要时开始工作,针对由于工作环境改变或者噪声变化带来的输出电压的变化等作出反应,先是对电压变化进行采样,然后向控制电路传送相应的信号。
控制电路会对开关功率管的信号进行占空比方面的调控,并通过这种方式对输出的电压发挥必要的维稳控制作用。
这种调节方式的优点在于适应于重载状态,在重载状态下保持高效率。
基于单片机控制LED灯亮度调节-邓宇锋(修改)
基于单片机控制LED灯智能亮度调节系部:机电工程系学生姓名:邓宇锋专业班级:电气 11C3 班学号: 111041306指导教师:茅阳2014年3月10日声明本人所呈交的基于单片机控制LED灯亮度调节,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名:日期: 2014年3月10日摘要本文介绍LED灯智能亮度调节驱动电路设计,智能照明控制系统在确保灯具能够正常工作的条件下,给灯具输出一个最佳的照明功率,既可减少由于过压所造成的照明眩光,使灯光所发出的光线更加柔和,照明分布更加均匀,又可大幅度节省电能,智能照明控制系统节电率可达20%-40%。
智能照明控制系统它可在照明及混合电路中使用,适应性强,能在各种恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作,同时还将有效地延长灯具寿命和减少维护成本。
【关键词】:智能控制;LED;智能光补目录引言 (1)一、智能的概述 (2)(一)智能的定义 (2)(二)智能的分类 (2)二、LED发光二极管的认识 (2)(一)LED的构造 (2)(二)LED的发光原理 (3)(三)LED的优势 (3)三、LED亮度控制系统 (3)(一)脉冲宽度调制 (3)(二)调制LED的驱动电流 (3)(三)线性调光法 (3)四、单片机及程序设计 (3)(一)概述 (4)(二)单片机STC89C51芯片简介 (4)(三)程序 (7)此套控制分主程序与子程序,截取主程序代码在附件中。
(7)五、控制系统电路设计 (7)(一)LED驱动电路 (7)(二)光电传感器的选择 (8)(三)电气原理图 (9)六、实物调试 (9)总结 (11)参考文献 (12)谢辞 (13)附件 (14)引言智能一词最早出现在手机上,早在2001年,世界著名手机制造商诺基亚就发布了搭载塞班系统的智能手机。
基于单片机的对可调光LED灯发光强度进行控制
单片机课程设计报告题目:对可调光LED灯发光强度进行控制学院:机电工程学院班级:自09A-1姓名:学号: 01指导教师:一、设计任务:1、单片机可选用飞思卡尔型。
2、按键及显示方案可采用CH451芯片或其他方案。
3、设计并制作可调光LED灯,并对发光强度进行控制。
二、设计方案:硬件选择:飞思卡尔MC9S12S128系类单片机,驱动模块,LED 模块,CH4541模块;工作原理:通过调节PWM为1KHz至10KHz TTL方波,调节其占空比,从而调节电压,决定了发光强度。
MC9S12S128部分管脚图:MC9S12S128主要系统参数:S12X CPU,最高总线速度 40MHz64KB、128KB和256KB 闪存选项,均带有错误校正功能(ECC)带有ECC的、4KB至8KB DataFlash,用于实现数据或程序存储配置8 、10或12位模数转换器(ADC),转换时间3μ s支持控制区域网(CAN)、本地互联网(LIN)和串行外设接口(SPI)协议模块带有16-位计数器的、8-通道定时器出色的EMC,及运行和停止省电模式1、由于MC9S12S128自带有AD以及PWM 功能,所以对软件的要求交简单。
2、键盘输入采用CH451整体模块3、通信端口为PA口,与中断端口三、硬件结构:CH451硬件电路结构驱动模块设计四、软件设计4.1 HCS12控制软件主要理论智能车开发环境采用了飞思卡尔HCS12系列单片机开发软件CodeWarrior。
该软件具有支持多种语言、开发环境界面统一、交叉平台开发以及支持插件工具等特点。
在CodeWarrior界面完成编译后,通过BDM FOR S12工具,在CodeWarrior环境下向MC9S12模块下载程序。
BDM FOR S12工具使用简单,十分方便。
在整个系统设计中,用到了4个单片机基本功能模块:时钟模块、PWM输出模块、AD转换模块、。
通过编写程序先对所用到的模块进行初始化,并通过对相应数据寄存器或状态寄存器的读写,实现期望的功能。
基于单片机的LED调光控制器设计
基于单片机的LED调光控制器设计祝建科【摘要】以单片机为核心控制元件,设计一个电子调光控制器。
该方案由单片机、数码管、按键开关等构成电子调光控制器,通过按键输入调光信号,经过单片机处理。
该电路利用PWM脉宽控制电路来调节LED灯光亮度,具有10级调光功能,亮度变化呈阶梯变化,不会发生忽暗忽明现象,利用一个两位一体数码管来显示调光等级。
此设计实用性强,判断精确,扩展功能强。
%An electronic dimming controller taking single-chip microcomputer as the core control component was designed. The electronic dimming controller is composed of a single chip computer,digital tube,button switch,etc. The dimming signal is input through the keyboard,and processed by SCM. PWM pulse width control circuit is adopted to regulate the LED bright-ness,which has the dimming function of 10 stages. Its brightness change appears in stepping state,unnecessary to worry about the flashing on and off phenomena. A two-in-one digital tube is employed to display the dimming level. This design has strong practicability,accurate judgment and strong function expansion.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2014(000)021【总页数】4页(P127-129,134)【关键词】电子调光控制器;数码管;按键开关;LED【作者】祝建科【作者单位】四川信息职业技术学院,四川广元 628017【正文语种】中文【中图分类】TN911.7-34现如今,单片机的应用无处不在,利用单片机控制灯具的实例很多,可控制灯具的芯片也相当多,而利用单片机控制灯具能达到预想效果,是人们使用最广泛的方法。
基于STM32单片机的照度稳定可调LED台灯设计与实现
基于STM32单片机的照度稳定可调LED台灯设计与实现刘永锋
【期刊名称】《建材技术与应用》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】基于STM32单片机设计制作照度稳定,可根据环境变化自动调节的LED 台灯,系统由LED灯板、光照检测电路、电压控制电路构成。
数字可调电阻模块、降压模块构成高效、低损耗的稳压电源电路,单片机编程控制LED灯板电源的输入,达到调节LED灯板亮度的目的,照度传感器检测LED灯板下方任意位置的亮度,显示屏实时显示系统状态。
【总页数】4页(P56-59)
【作者】刘永锋
【作者单位】山西职业技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM923.44
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基于单片机的霓虹灯控制系统设计
时间:二O二一年七月二十九日目录之阿布丰王创作摘要关键词一.前言二.总体设计方案三.硬件电路设计3.1 单片机系统3.2 LED概述3.3 外部时钟方式电路3.4 手动复位电路3.5 霓虹灯控制电路四.软件设计五.软件调试六.总结附录基于单片机的霓虹灯控制系统设计摘要:单片机技术是一门应用性很强的专业课,其理论与实践技能是从事机电类专业技术工作的人员所不成少的.本次程设计是选择AT80C51为核心控制元件,利用取表的方法,使端口P1 做单一灯的变动:左移2 次,右移2 次,闪烁2 次(延时的时间0.2 秒),设计了单片机霓虹灯控制系统,使其发生有规律的闪烁和移动.关键字T80C51LED灯霓虹灯一.前言单片机,亦称单片微电脑或单片微型计算机.它是把中央处置器(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入/输出端口(I/0)等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机.单片机是把主要计算机功能部件都集成在一块芯片上的微型计算机.它是一种集计数和多中接口于一体的微控制器,被广泛应用在智能产物和工业自动化上,而51单片机是个单片机中最为典范和最有代表性的一种.随着城市建设和市场经济的飞速发展,城市的美化和日益激烈的广告竞争越来越获得社会的关注,作为城市装饰和广告宣传的霓虹灯的需求量也越来越年夜.过去霓虹灯控制器多采纳E2PROM和相应的逻辑电路来完成,现在也有采纳一些专用霓虹灯控制芯片的控制器.前者所需电路较多,制作不容易改变,且所需控制的霓虹灯路数越多,扩展起来也比力繁杂;而后者由于电路已作定,控制方式不能随意改变,功能较为单一.然而市场上需要低本钱高性能的霓虹灯控制技术.我们此次设计的霓虹灯控制系统就符合市场需求.二.总体方案设计在本次设计中,硬件部份由单片机系统、LED发光二极管组成.原理图如图1所示.单片机选用的是AT89C51单片机,利用其中的一个按时器设定灯光闪烁的时间,时钟电路选用的是11.0592M的晶振.复位电路部份采纳的是上电复位和手动复位两种复位方式.由于考虑到单片机I/O端口的带载能力,LED发光二极管采纳共阳极的接法,用1K电阻分压.软件部份,由于采纳的是11.0592M晶振的时钟电路,单片机按时器的最年夜按时时间为65.536ms,不能到达要求的闪烁频率.所以采纳按时50ms,10个按时中断灯光进行一次亮灭的跳变.并在每一次跳变时记录下灯闪烁的次数,通过对闪烁次数的判断,来进行对分歧LED灯的亮灭的整体时序循环控制.图1单片机的霓虹灯控制电路原理图三.硬件电路的设计3.1单片机系统标准型89系列单片机是与MCS-51系列单片机兼容的.在内部含有4KB 或8KB 可重复编程的Flash 存储器,可进行1000次擦写把持.全静态工作为0~33MHz,有3级法式存储器加密锁定,内含有128~256字节的RAM 、32条可编程的I/O 端口、2~3个16位按时器/计数器,6~8级中断,另外有通用串行接口、低电压空闲模式及失落电模式.AT89C51相当于将8051中的4KB ROM 换成相应数量的Flash 存储器,其余结构、供电电压、引脚数量及封装均相同,使用时可直接替换.AT89C51在内部采纳40条引脚的双列直插式封装,引脚排列如图2所示,内部结构原理图如图3所示.图2 AT89C51芯片引脚图3AT89C51内部结构原理图3.2 LED 概述LED Light Emitting Diode ),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光.LED 的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来.半导体晶片由三部份组成,一部份是P 型半导体,在它里面空穴占主导位置,另一端是N 型半导体,在这边主要是电子,中间通常是1至5个周期的量子阱.当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED 发光的原理.而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N 结的资料决定的.它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕.由于具有容易控制、高压直流驱动、组合后色彩暗示丰富、使用寿命长等优点,广泛应用于城市各工程中、年夜屏幕显示系单片机LED 显示 电路复位电路时钟电路 I/O 存储器 EPROM/R OM 按时/计数器 运算器 控制器中断CPU片内振荡器 RAM/SFP并行口 存储器扩展控制器串行口XTAL统.LED 可以作为显示屏,在计算机控制下,显示色彩变动万千的视频和图片. LED 是一种能够将电能转化为可见光的半导体.近十几年来,为了开发蓝色高亮度发光二极管,世界各地相关研究的人员无不全力投入.而商业化的产物如蓝光及绿光发光二级管LED 及激光二级管LD 的应用无不说明了III -V 族元素所蕴藏的潜能.在目前商品化LED 之资料及其外延技术中,红色及绿色发光二极管之外延技术年夜多为液相外延生长法为主,而黄色、橙色发光二极管目前仍以气相外延生长法生长磷砷化镓GaAsP 资料为主.LED 的具体结构如图4所示:图4 LED 的结构图3.3 外部时钟方式电路外部时钟电路如图5所示,它在单片机的外部通过XTAL1、XTAL2这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容,构成稳定的自激振荡器.本系统采纳的为11.0592MHz 的晶振,一个机器周期为1us,C1、C2为22PF.XTAL218XTAL119ALE 30EA31PSEN 29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C130pFC230pFX1CRYSTAL图5 外部时钟方式电路图3.4 手动复位电路复位电路分为上电自动复位和按键手动复位,RST 引脚是复位信号的输入端,复位信号是高电平有效.上电自动复位通过电容C3和电阻R2来实现,按键手动复位是图6中复位键来实现的.XTAL218XTAL119ALE 30EA31PSEN 29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C34.7uFR1400图6 手动复位电路3.5 霓虹灯控制电路霓虹灯控制电路用红色、绿色、黄色LED 发光二极管,分别与8个1K 的分压电阻相串连,分别与单片机的P1.0,P1.1,P1.2,P1.3,P1.4,P1.5,P1.6,P1.7口相连.四.软件设计在用表格进行法式设计的时候,要用以下的指令来完成1. 利用MOV DPTR,#DATA16 的指令来使数据指针寄存器指到表的开头.2. 利用MOVC A,@A+DPTR 的指令,根据累加器的值再加上DPTR 的值,就可以使法式计数器PC 指到表格内所要取出的数据.因此,只要把控制码建成一个表,而利用MOVC A,@A+DPTR 做取码的把持,就可方便地处置一些复杂的控制举措,取表过程如下图所示:3. 汇编源法式ORG 0START: MOV DPTR,#TABLELOOP: CLR AMOVC A,@A+DPTRCJNE A,#01H,LOOP1JMP STARTLOOP1: MOV P1,AMOV R3,#20LCALL DELAYINC DPTRJMP LOOPDELAY: MOV R4,#20D1: MOV R5,#248DJNZ R5,$DJNZ R4,D1DJNZ R3,DELAYRETTABLE: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7HDB 0EFH,0DFH,0BFH,07FHDB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H DB 0EFH,0DFH,0BFH,07FH DB 07FH,0BFH,0DFH,0EFH DB 0F7H,0FBH,0FDH,0FEH DB 07FH,0BFH,0DFH,0EFH DB 0F7H,0FBH,0FDH,0FEH DB 00H, 0FFH,00H, 0FFH DB 01HEND4. C 语言源法式#include <reg52.h> unsigned char code table[]={ 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0x00,0xff,0x00,0xff,0x01};unsigned char i;void delay(void){unsigned char m,n,s;for(m=20;m>0;m--)for(n=20;n>0;n--)for(s=248;s>0;s--);}void main(void){while(1){if(table[i]!=0x01){P1=table[i];i++;delay();}else{i=0;}}}五.软件调试在protues上进行仿真实验.首先使用Keil uVsion 2将编写完成的法式编译生成HEX文件,将HEX文件烧录到单片机中,进行仿真实验,结果如下图所示,可以看到,LED已经选择性的闪烁.仿真图六.总结通过这次紧张的课程设计,我收获颇多,每天面对着电脑,翻阅各种相关资料,也亲自入手调试,体会颇深.在这次课设中,加深了单片机相关知识的理解,也接触了烧录器.在课设开始的前期,也遇到了麻烦,比如说,LED闪烁时间不符合要求,C语言编程不太熟练,很感谢汤老师的耐心教导,她的幽默让我们觉得亲切,她的认真负责让我们折服.在繁忙的一个学期即将结束之时,我的思想成熟了,这次的课设让我找到了方向,让我理解了很多,有知识方面的,但年夜部份还是人格方面的.我相信,只要不放弃,只要努力,就一定可以!附录I 元件清单。
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基于单片机控制LED灯智能亮度调节系部:机电工程系学生姓名:邓宇锋专业班级:电气 11C3 班学号: 6指导教师:茅阳2014年3月10日声明本人所呈交的基于单片机控制LED灯亮度调节,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名:日期: 2014年3月10日摘要本文介绍LED灯智能亮度调节驱动电路设计,智能照明控制系统在确保灯具能够正常工作的条件下,给灯具输出一个最佳的照明功率,既可减少由于过压所造成的照明眩光,使灯光所发出的光线更加柔和,照明分布更加均匀,又可大幅度节省电能,智能照明控制系统节电率可达20%-40%。
智能照明控制系统它可在照明及混合电路中使用,适应性强,能在各种恶劣的电网环境和复杂的负载情况下连续稳定地工作,同时还将有效地延长灯具寿命和减少维护成本。
【关键词】:智能控制;LED;智能光补目录引言 (1)一、智能的概述 (2)(一)智能的定义 (2)(二)智能的分类 (2)二、LED发光二极管的认识 (2)(一)LED的构造 (2)(二) LED的发光原理 (3)(三)LED的优势 (3)三、LED亮度控制系统 (3)(一)脉冲宽度调制 (3)(二)调制LED的驱动电流 (3)(三)线性调光法 (3)四、单片机及程序设计 (3)(一)概述 (4)(二)单片机STC89C51芯片简介 (4)(三)程序 (7)此套控制分主程序与子程序,截取主程序代码在附件中。
(7)五、控制系统电路设计 (7)(一)LED驱动电路 (7)(二)光电传感器的选择 (8)(三)电气原理图 (9)六、实物调试 (9)总结 (1)参考文献 (2)谢辞 (3)附件 (4)引言智能一词最早出现在手机上,早在2001年,世界著名手机制造商诺基亚就发布了搭载塞班系统的智能手机。
当时掀起一股智能热,人们纷纷感叹道科技的力量,能将之前的“大哥大”,做的如此小,并且功能也更加丰富。
2007年苹果公司发布iPhone手机更是将智能科技推向潮流。
到现在2014年,科学家们将智能科技带入人们生活的步伐从来没有停止过。
我却在使用智能手机的过程中发现,智能手机的屏幕会随着外界环境亮度改变而改变,已达到节能的作用。
我想利用把这一技术用在灯光只能控制下,让灯光能随着外界的变化而变化,始终给人们一个舒适的光照,来达到护眼的目的。
一、智能的概述(一)智能的定义智能及智能的本质是古今中外许多哲学家、脑科学家一直在努力探索和研究的问题,但至今仍然没有完全了解,以致智能的发生与物质的本质、宇宙的起源、生命的本质一起被列为自然界四大奥秘。
近些年来,随着脑科学、神经心理学等研究的进展,人们对人脑的结构和功能有了初步认识,但对整个神经系统的内部结构和作用机制,特别是脑的功能原理还没有认识清楚,有待进一步的探索。
因此,很难对智能给出确切的定义。
而在仿生和模拟、超级计算机方面也有其特定含义。
(二)智能的分类根据霍华德·加德纳的多元智能理论,人类的智能可以分成七个范畴:1.语言(Verbal/Linguistic) 2.逻辑 (Logical/Mathematical) 3.空间 (Visual/Spatial) 4.肢体运作 (Bodily/Kinesthetic) 5.音乐 (Musical/Rhythmic) 6.人际(Inter-personal/Social) 7.内省 (Intra-personal/Introspective)二、LED发光二极管的认识(一)LED的构造发光二极管简称为LED。
如图2-1,由镓(Ga)与砷(As)、磷(P)、氮(N)、铟(In)的化合物制成的二极管,当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。
在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。
磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,铟镓氮二极管发蓝光。
图2-1(二)LED的发光原理LED是一种能发光的半导体电子元件,可以把电能转化为光能。
发光二极管是由一个PN结组成,也具有单向导电性。
当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近与N区的电子与P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。
(三)LED的优势由于LED只能往一个方向导通,当电流流过时发光,这叫做电致发光效应。
具有寿命长、不易破损、能耗低和体积小等优点,所以我将LED作为教室光源的主要材料。
三、LED亮度控制系统控制LED灯管亮度是我此次毕业设计的核心内容,目前为止,控制LED灯管亮度的方法有以下几种(一)脉冲宽度调制经过调节使驱动电流呈方波状,其脉冲宽度可变,经过对脉冲宽度的调制转变为调制LED灯管连续点亮的时间,也同时转变了输入功率,从而到达节能、调光的目标。
频率跟平常一样大概在200Hz~10KHz。
因为人的眼睛视觉的滞后性,不会感觉得到光源在调光过程中产生的闪耀现象。
能改善LED的散热性能,缺陷是驱动电流的过冲对LED芯片的寿命肯定有一定的影响。
该方法很有效,但是,相对一个被测物需进行两次耐压测试,增加了接触时间。
(二)调制LED的驱动电流由于LED芯片的亮度与LED驱动电流成一定的比例关系,我们调节LED驱动电流就可以控制LED灯管的明暗。
(三)线性调光法当驱动电流线性增长或减小时,减小了驱动电流过冲过程中对LED芯片寿命的影响,而且调光电路的抗滋扰性较强。
以上介绍了三种方法,我最能够理解的是第二种通过调制LED的驱动电流来调节,但后来我查阅了一些资料,发现通过调节LED驱动电流来达到调节LED亮度会造成能耗过大且这不是一种常用的方法,而通过调节脉冲宽度则是一种比较好的选择。
四、单片机及程序设计单片机是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统,在工业控制领域广泛应用。
从上世纪80年代,由当时的4位、8位单片机,发展到现在的300M的高速单片机。
(一)概述单片微型计算机简称单片机,是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit),常用英文字母的缩写MCU表示单片机,单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成,相当于一个微型的计算机(最小系统),和计算机相比,单片机缺少了外围设备等。
概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时,学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
它最早是被用在工业控制领域。
由于单片机在工业控制领域的广泛应用,单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。
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体积要求严格的控制设备当中。
INTEL的8080是最早按照这种思想设计出的处理器,当时的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8051,此后在8051上发展出了MCS51系列单片机系统。
因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机,直到现在,基于8051的单片机还在广泛的使用。
在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统,因此它得到了广泛的应用。
事实上单片机是世界上数量最多处理器,随着单片机家族的发展壮大,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。
现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。
手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。
汽车上一般配备40多片单片机,复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作!单片机的数量远远超过PC机和其他计算机的总和。
(二)单片机STC89C51芯片简介STC89C51节省功率。
在一个单一的芯片,8位CPU和在系统可编程闪存,STC89C51的解决方案非常灵活,为很多嵌入式控制应用的超高效的。
例如,对几种功能:16K字节的闪存,1024字节的RAM,64个数字I / O线,看门狗定时器, EEPROM,MAX810的复位电路,3个16位定时器/计数器,16个2向量中断结构,全双工串行端口。
如图4-1图4-1这是一个新的美国微控制器。
它包含闪存,SRAM,UART,SPI,PWM模块。
1.STC89C51参数如下:1)机器T:为6时钟,普通型:为12时钟;2)工作频率范围:0~,相当于普通8051的0~;3)STC89C51RC对应Flash空间:4KB;4)RAM:512B;5)定时器\计数器:3个16位;6)UART:1个;7)中断源:8个;8)有ISP\IAP:无需专用编程器\仿真器;9)通用I\O口:32\36个;10)工作电压:~;单片机的引脚说明:VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:是一个8位双向I/O口,吸收8TTL门电流。
当销是第一个写一个P1端口被认为是一个高阻抗输入。
P1口:写一个P1,然后拉高,P1口作为输入,下拉,输出。
P2口:P2口是8位双向I / O端口,端口时写的P2为1,该引脚被拉高内阻,作为一个输入。
P3口:P3是8双向I / O,四个TTL门接收输出电流。
RST:用作外部数据存储器时,会有一个脉冲跳过去的,这时至零就可以吧他禁止了,这时用作外部存储。
/PSEN:外部程序存储器选。
从外部程序存储器中读取有效期/PSEN过两次机器周期。
/EA/VPP:当/ EA仍然较低,在这一时期0000h-ffffh,在FLASH编程期间,此引脚12V加。
XTAL1:反着输入就是本身的震荡,其实是运算了放大输入。
XTAL2:反向振荡器的输出。
单片机最小系统:最小系统是由单片机及电源、时钟、复位等部件,才能使单片机一直保持正常的运行状态。
单片机运行、时钟等电路,应用程序的核心部分,可能是系统的最小的一部分,它的内存可扩展,A/D扩展,使单片机可以完成更复杂的功能。
STC89C51单片机包含ROM / EPROM芯片,所以这是最小的系统是简单的﹑最可靠。
当使用它时,就会变成单片机最小的系统,只要它连接电路时,如图4-2所示,由于一体化的限制,而这只能用于一些小的控制单元。
图4-21) 时钟电路STC89C51单片机时钟信号通常是两个方面:第一,内部时钟模式,第二,外部时钟模式。