【文章內(nèi)容簡介】 它關(guān)斷。那么，用什么方法才能使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷呢 ?使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，可以斷開陽極電源 (圖 3中的開關(guān) S)或使陽極電流小于維持導(dǎo)通的最小值 (稱為維持電流 )。如果晶閘管陽極和陰極之間外加的是交流電壓或脈動直流電壓，那么，在電壓過零時，晶閘管會自行關(guān)斷 方案三：固態(tài)繼電器開關(guān)控制 固態(tài)繼電器 (SSR)與機電繼電器相比，是一 種沒有機械運動，不含運動零件的繼電器，但它具有與機電繼電器本質(zhì)上相同的功能。 SSR是一種全部由固態(tài)電子元件組成的無觸點開關(guān)元件，他利用電子元器件的點，磁和光特性來完成輸入與輸出的可靠隔離，利用大功率三極管，功率場效應(yīng)管，單項可控硅和雙向可控硅等器件的開關(guān)特性，來達到無觸點，無火花地接通和斷開被控電路。 方案選擇 :上述三種方法都能很好的實現(xiàn)電器燈具開關(guān)控制，但由于 電磁繼電器 能直接用單片機的 5V電壓控制 220V 市電，而且電路很簡單，又出于這種方法是我們很熟悉使用的一種方案一。 光強的控制 燈光控制和調(diào) 整主要體現(xiàn)在兩方面：一是亮度，即光強的控制，二是色彩的控制。 控制亮度的方法主要有兩種：一種是機械加減法，即通過控制點亮燈具的數(shù)量，來達畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 到發(fā)光總強度的增大或減弱。對于單燈，則可采用遮光板或可變光闌來改變燈具透光量；另一種方法是電氣控制法，即使用各種不同的調(diào)光器，改變燈具的工作電壓或電流，從而調(diào)整燈具的發(fā)光強度，這兩種方法各有特點，第一種方法的優(yōu)點在于不會影響色溫，但調(diào)整不夠方便。第二種方法則操作簡單，且能實現(xiàn)自動和程控操作，其缺點是在改變發(fā)光強度的同時，色溫和顯色性有較大變化。 從燈光的電氣控制原理來說，可 歸納為通斷控制和發(fā)光強度控制兩種，與此相對應(yīng)的有開關(guān)控制和調(diào)光控制兩種方法。 方案一：用調(diào)光芯片 在電子鎮(zhèn)流器出現(xiàn)后不久 ,人們就開始研究如何利用電子鎮(zhèn)流器來實現(xiàn)熒光燈的調(diào)光 .熒光燈調(diào)光提高了電子鎮(zhèn)流器設(shè)計的技術(shù)含量 ,使之作為照明子系統(tǒng)而嵌入樓宇自動化控制中 ,同時在家庭智能化中也有著廣闊的應(yīng)用前景 . FM2822是上海復(fù)旦微電子股份有限公司最新開發(fā)而成的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器專用集成電路 .與其他公司的同類產(chǎn)品相比 ,如 IR,Fairchild,ST,Microlinear等 ,FM2822在設(shè)計上有其獨特的地 方 ,可以簡化外圍系統(tǒng)的設(shè)計 ,大大增加了外圍設(shè)計的靈活性 . 方案二：可控硅移相觸發(fā)調(diào)壓 例如： MCU+過零檢測＋普通光耦＋晶閘管 通過控制可控硅的 導(dǎo)通角 ，可控硅的 導(dǎo)通時間不一樣，導(dǎo)通角度的大小就不一樣，因此 輸出的電壓有效值和功率就 不一樣。 方案三：可控硅 PWM(脈寬調(diào)制）調(diào)功 例如： MCU+過零檢測＋過零觸發(fā)光耦＋晶閘管 首 先用 PWM(脈寬調(diào)制）方法用于可控硅控制是有條件的，即調(diào)制頻率不能大于市電頻率（ 50Hz），也就是周期不能小于 20mS，否則就不能達到調(diào)制作用，調(diào)制頻率超過市電頻率時，可控硅 即處于連續(xù)導(dǎo)通狀態(tài)而不能達到調(diào)壓目的。只有調(diào)制頻率低于市電頻率才能起到調(diào)壓目的，即限制市電的周波通過可控硅的數(shù)量而起到調(diào)壓的目的。因此用該種方法調(diào)制的電壓周波數(shù)一定是小于 50HZ，超過了人眼視覺暫留效應(yīng)，此就是用于調(diào)光產(chǎn)生閃爍的原因。該調(diào)壓方法用在調(diào)功或?qū)γ}動電壓不敏感的用途上尚可。如果采用可控硅調(diào)壓用在調(diào)光上，須采用移相的調(diào)制方法，可使光連續(xù)可調(diào)。采用移相方法就需過零檢測作為移相基點。過零檢測其實并不難，如果要求調(diào)壓比不是很高采用簡單的方法即可奏效；用一只三極管即可。用單片機進行移相調(diào)壓控制可以做得很精。 雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能代替兩只反極性并聯(lián)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 的晶閘管，而且僅需一個觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開關(guān)器件。 3041/3061/3081過零觸發(fā)晶閘管是一款專用的光耦合可控硅驅(qū)動芯片。其內(nèi)部集成了光耦合可控硅驅(qū)動電路，可實現(xiàn)功率電路的隔離，無需外加光耦合。而且內(nèi)部集成了過零檢測電路，使電路更加簡單。 方案選擇： 由于方案一的芯片很難買到，方案三比方案二簡單，故選用方案三。 確定方案 由上述確定方案可知，總方案為 AT89S51+紅外 +電磁繼電器 +過零觸發(fā)光電耦合器 +雙向可控硅 。 系統(tǒng)圖 遙控發(fā)射系統(tǒng)圖 主機系統(tǒng)圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 2 章 遙控的實現(xiàn) 遙控方式介紹（芯片介紹） 遙控實物圖 遙控器的基本組成如圖 23所示。它主要由形成遙控信號的微處理器芯片、晶體振蕩器、放大晶體管、紅外發(fā)光二極管以及鍵盤矩陣組成。其工作原理如下： 圖 23 遙控器的基本組成 微處理器芯片 IC1內(nèi)部的振蕩器通過 3腳與外部的振蕩晶體 X組成一個高頻振蕩器，產(chǎn)生高頻振蕩信號（ 480kHz）。此信號送入定時信號發(fā)生器后產(chǎn)生 40KHz的正弦信號和定時脈沖信號。正弦信 號送入編碼調(diào)制器作為載波信號；定時脈沖信號送制掃信號發(fā)生器、鍵控輸入編碼器和指令編碼器作為這些電路的時間標(biāo)準(zhǔn)信號。 IC1內(nèi)部的掃描信號發(fā)生器產(chǎn)生五中不同時間的掃描脈沖信號，由 5～ 9腳輸出送至鍵盤矩陣電路。當(dāng)按下某一鍵時，相應(yīng)于該功能按鍵的控制信號分別由 10～ 14腳輸入到鍵控編碼器，輸出相應(yīng)功能的數(shù)碼信號。然后由指編碼器輸出指令碼信號，經(jīng)過調(diào)制器調(diào)制在載波信號上，形成包含有功能信息的高頻脈沖串，由 17腳輸出經(jīng)過晶體管 BG放大，推動紅外線發(fā)光二極管 D發(fā)射出脈沖調(diào)制信號。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 遙控編碼格式 當(dāng)發(fā)射器按鍵按 下后，即有遙控碼發(fā)出，所按的鍵不同遙控編碼也不同。這種遙控碼具有以下特征： 采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 表示二進制的 “0” ；以脈寬為 、間隔 、周期為 制的 “1” ，其波形如圖 2所示。 上述 “0” 和 “1” 組成的 32位二進制碼經(jīng) 38kHz的載頻進行二次調(diào)制以提高發(fā)射效率，達到降低電源功耗的目的。然后再通過紅外發(fā)射二極管產(chǎn)生紅外線向空間發(fā)射，如圖 3所示，連發(fā)波形如圖 4所示。 遙控編碼是連續(xù)的 32位二進制碼組，其中前 16位為用戶識別碼，能區(qū)別不同的電器設(shè)備，防止不同機種遙控碼互相干擾。該芯片的用戶識別碼固定為十六進制 01H；后16位為 8位操作碼（功能碼）及其反碼。 當(dāng)遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種 32位二進制碼，周期約為 108ms。一組碼本身的持續(xù)時間隨它包含的二進制 “0” 和 “1” 的個數(shù)不同而不同，大約在 45～63ms之間，圖 4為發(fā)射波 形圖 ① 位定義 ② 單發(fā)代碼格式 畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 ③ 連發(fā)代碼格式 解碼的關(guān)鍵是如何識別 “0” 和 “1” ，從位的定義我們可以發(fā)現(xiàn) “0” 、 “1” 均以 ，不同的是高電平的寬度不同， “0” 為 ,“1” 為 ,所以必須根據(jù)高電平的寬度區(qū)別 “0” 和 “1” 。如果從 ，開始延時，若讀到的電平為低，說明該位為 “0” ，反之則為 “1” ，為了可靠起見，延時必須比 ，但又不能超過 ,否則如果該位為 “0” ，讀到的已是下一位的高電平，因此 ?。?+） /2=，一般取 可。 紅外接收控制 接收電路可以使用一種集紅外線接收和放大于一體的一體化紅外線接收器，不需要任何外接元件，就能完成從紅外線接收到輸出與 TTL電平信號兼容的所有工作，而體積和普通的塑封三極管大小一樣，它適合于各種紅外線遙控和紅外線數(shù)據(jù)傳輸。 接收器對外只有 3個引腳： Out、 GND、 Vcc與單片機接口非常方便 ，如下圖所示 ① 脈沖信號輸出接，直接接單片機的 IO 口。 ② GND 接系統(tǒng)的地線（ 0V）； ③ Vcc 接 系統(tǒng)的電源正極（ +5V） 畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 遙控發(fā)射電路 遙控發(fā)射流程圖 圖 7遙控發(fā)射控制流程圖 紅外接收電路圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 接收程序流程圖 圖 8遙控接收控制流程圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 第 3 章 系統(tǒng)核心器件 單片機知識介紹 單片機又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個邏輯功能的芯片 ,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學(xué)習(xí)使用單片機了解計算機原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。 可以說，二十 世紀(jì)跨越了三個“電”的時代，即電氣時代、電子時代和現(xiàn)已進入的電腦時代。不過，這種電腦，通常是指個人計算機，簡稱 PC機。它由主機、鍵盤、顯示器等組成（如圖 1所示）。還有一類計算機，大多數(shù)人卻不怎么熟悉。這種計算機就是把智能賦予各種機械的單片機（亦稱微控制器，如圖 2所示）。顧名思義，這種計算機的最小系統(tǒng)只用了一片集成電路，即可進行簡單運算和控制。因為它體積小，通常都藏在被控機械的“肚子”里。它在整個裝置中，起著有如人類頭腦的作用，它出了毛病，整個裝置就癱瘓了?，F(xiàn)在，這種單片機的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實 時工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。各種產(chǎn)品一旦用上了單片機，就能起到使產(chǎn)品升級換代的功效，常在產(chǎn)品名稱前冠以形容詞 —— “智能型”，如智能型洗衣機等。現(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制。究其原因，可能就卡在產(chǎn)品未使用單片機或其它可編程邏輯器件上。 在計算機出現(xiàn)以前，有不少能工巧匠做出了不少精巧的機械。 進入電器時代后，人們借助電氣技術(shù)實現(xiàn)了自動控制機械，自動生 產(chǎn)線甚至自動工廠，并且大大地發(fā)展了控制理論。然而，在一些大 中型系統(tǒng)中 自動化結(jié)果均不理想。只有在計算機出現(xiàn)后，人們才見 到了希望的曙光。如今借助計算機逐漸實現(xiàn)了人類的夢想。但是， 計算機出現(xiàn)后的相當(dāng)長的時間里，計算機作為科學(xué)武器，在科學(xué)的 神圣殿堂里默默地工作，而工業(yè)現(xiàn)場的測控領(lǐng)域并沒有得到真正的 應(yīng)用。只有在單片機（ Microcontroller)出現(xiàn)后，計算機才真正 地從科學(xué)的神圣殿堂走入尋常百姓家，成為廣大工程技術(shù)人員現(xiàn)代 化技術(shù)革新，技術(shù)革命的有利武器。目前，單片機在民用和工業(yè)測 控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用。彩電，冰箱，空調(diào)，錄像機， VCD，遙 控器，游戲機，電飯煲等無處不見單片機的影子，單片機早已深深 地溶入我們每個人的生活之中。 單片機能大大地提高這些產(chǎn)品的智能性，易用性及節(jié)能性等主要性能指標(biāo)，給我們的生活帶來舒適和方便的同時，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 上也極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 量。 單片機按用途大體上可分為兩大類： 1通用型單片機 2專用型單片機 專用型單片機是指用途比較專一，出廠時程序已經(jīng)一次性固化好， 不能再修改的單片機。例如電子表里的單片機就是其中的一種。 其生產(chǎn)成本很低。 通用型單片機的用途很廣泛，使用不同的接口電路及編制不同的應(yīng)用程序就可完成不同的功 能。小到家用電器儀器儀表，大到機器設(shè)備和整套生產(chǎn)線都可用單片機來實現(xiàn)自動化控制。 單片機，就是把中央處理器 CPU(Central Processing Unit)、隨機存取存儲器RAM(Random Access Memory)、只讀存儲器 ROM(Read Only Memory)、定時器 /計數(shù)器以及 I/O(Input/Output)接口電路等主要計算機部件，集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機。雖然單片機只是一個芯片，但從組成和功能上看，它已具有了微型系統(tǒng)的含義。 計算機技術(shù)中，通用微處理器（ CPU）的發(fā) 展是計算機技術(shù)發(fā)展更新，決定性因素，但通用微處理器發(fā)展到一定階段很難兼顧通用計算機系統(tǒng)和工業(yè)微處理器的不同發(fā)展要求，因而產(chǎn)生了獨自發(fā)展的單片機（ Single Chip Microcontroller）。單片機問世后，與通用微處理器形成了兩個分支，各有自己的技術(shù)特征、發(fā)展道路和應(yīng)用環(huán)境。 單片機的組成方框圖 畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 單片機 AT89S51 方框圖 單片機 AT89S51 主要參數(shù)特性 ●與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 ● 4K字節(jié)在系統(tǒng)編程（ ISP） Flash 閃速存儲器 ● 1000 次擦寫周期 ● 5V~ 的工作電壓范圍 ●全靜態(tài)操作 :0Hz33MHz ●三級加密程序存儲器 ● 128 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 ● 32個可編程 I/O 口線 ● 2個 16 位定時 /計數(shù)器 ● 5個中斷源 ●全雙工串行 UART 通道 ●低功耗空閑和掉電模式 ●掉電標(biāo)識和快速編程特性 ●靈活的在系統(tǒng)編程（ ISP字節(jié)或頁寫模式） 引腳功能說明： VCC： 電源電壓 GND： 地 P0口： P0口是一