【文章內(nèi)容簡介】 合鍵的位置。在設(shè)計按鍵電路時，因為本次設(shè)計中僅用到四個按鍵，獨立式按鍵有利于PCB的作圖。故選用獨立式按鍵。 光線感應(yīng)電路根據(jù)本設(shè)計要求，當(dāng)按下模式切換按鍵時，本設(shè)計從原來的人工設(shè)置模式切換成光控模式，此時路燈受外界光線的控制。因此本設(shè)計采用光敏電阻來實現(xiàn)路燈的光控模式。光線感應(yīng)電路原理圖如圖28所示。圖28 光線感應(yīng)電路原理圖 路燈驅(qū)動電路本系統(tǒng)中的路燈模塊主要是實現(xiàn)路燈的亮滅。在對設(shè)計任務(wù)及要求中的部分功能進(jìn)行設(shè)計完之后，必須要驅(qū)動路燈的運(yùn)行，才能完成整個電路的設(shè)計。路燈模塊的設(shè)計是運(yùn)行在直流電壓5V的電源下的。路燈驅(qū)動電路原理圖如圖29所示。圖29 路燈驅(qū)動電路原理圖 顯示電路模塊本系統(tǒng)的顯示電路模塊主要是由顯示驅(qū)動電路（左圖）和微型顯示4個數(shù)據(jù)的數(shù)碼管（右圖）組成，主要是用來顯示時間，方便遙控人員進(jìn)行當(dāng)前時間的校對。顯示電路原理圖如圖210所示。圖210 顯示電路原理圖如圖210所示，四位一體的共陽顯示數(shù)碼管的八個段碼腳與AT89C51單片機(jī)的P0口相連，即為單片機(jī)送入段碼；四位一體的共陽數(shù)碼管的四個位選，分別是數(shù)碼管第6腳、第8腳、第9腳、第12腳與驅(qū)動晶體三極管9012的集電極相連；位驅(qū)動連接的四個1K電阻與AT89C51單片機(jī)的P2口相連。段驅(qū)動信號低電平有效，驅(qū)動晶體三極管9012的信號也是低電平有效。LED顯示分動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。動態(tài)顯示方式的硬件電路簡單，但設(shè)計上如果處理不當(dāng)，易造成亮度低，閃爍問題。動態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動態(tài)掃描顯示方式，復(fù)用的程度不是無限增加的，因為利用動態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實質(zhì)是利用了人眼的暫時效應(yīng)和發(fā)光時間的長短，發(fā)光的亮度等因素。靜態(tài)顯示，是由微型計算機(jī)一次輸出模型后，就能保持該顯示結(jié)果，直到下次發(fā)送新的顯示模型為止。靜態(tài)顯示驅(qū)動程序簡單，且CPU占用率低，但每個LED數(shù)碼管需要一個鎖存器來鎖存每一個顯示位的筆段代碼，硬件開銷大，僅適合顯示位數(shù)較少的場合。為了簡化電路，降低成本，故采用動態(tài)顯示的方式。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)的運(yùn)行程序采用C語言編寫，采用模塊化設(shè)計。本系統(tǒng)軟件設(shè)計主要分為遙控路燈接收系統(tǒng)軟件設(shè)計和遙控路燈發(fā)射系統(tǒng)軟件設(shè)計兩部分。 遙控路燈發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計 遙控路燈發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計總體流程圖如圖31所示。遙控路燈發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計主要由開始、初始化、發(fā)射部分設(shè)置子程序和結(jié)束四個模塊構(gòu)成。其中最核心的設(shè)計部分為發(fā)射部分設(shè)置子程序模塊，其流程圖如圖32所示。發(fā)射部分設(shè)置子程序模塊主要分為按鍵掃描、時鐘調(diào)整和電路發(fā)射三部分。 圖31 遙控路燈發(fā)射系統(tǒng)總體流程圖 圖32 發(fā)射部分設(shè)置子程序流程圖當(dāng)程序執(zhí)行時，先進(jìn)入初始化，在四位一體數(shù)碼管上顯示。初始化完畢后，進(jìn)行按鍵掃描。當(dāng)按下key3鍵時，則進(jìn)入當(dāng)前時間的調(diào)整，由key0鍵和key1鍵分別對時間進(jìn)行加減調(diào)節(jié)，此時數(shù)碼管上的時間就會發(fā)生變化。若按下key3鍵則選擇了亮度系統(tǒng)，此時key0鍵和key1鍵分別對亮度進(jìn)行增減調(diào)節(jié)。 遙控路燈接收系統(tǒng)設(shè)計遙控路燈接收系統(tǒng)設(shè)計總體流程圖如圖33所示。遙控路燈接收系統(tǒng)設(shè)計主要由開始、初始化、接收部分設(shè)置子程序和結(jié)束四個模塊構(gòu)成。其中最核心的設(shè)計部分為接受部分設(shè)置子程序模塊，其流程圖如圖34所示。接收部分設(shè)置子程序模塊主要分為接收數(shù)據(jù)、控制路燈和控制光控開關(guān)三部分。 圖33 遙控路燈接收系統(tǒng)總體流程圖 圖34 接收部分設(shè)置子程序流程圖 接收部分當(dāng)接收到發(fā)射出來的信號時，開始執(zhí)行初始化。此時key3鍵選擇了亮度系統(tǒng)。當(dāng)按下key0鍵，路燈亮度就會增強(qiáng)；而按下key1鍵，路燈亮度就會減弱。其中的key2鍵是用作遙控模式和光控模式之間的切換，即控制光控開關(guān)的按鍵。若key2鍵選擇了遙控模式，路燈就根據(jù)按鍵發(fā)出的信號進(jìn)行調(diào)整；若key2鍵選擇了光控模式，路燈就根據(jù)光敏電阻的變化信號進(jìn)行調(diào)整。 4 系統(tǒng)測試 系統(tǒng)總體調(diào)試本設(shè)計要求準(zhǔn)確性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)等功能，系統(tǒng)調(diào)試除了驗證數(shù)據(jù)處理的精度，確保判斷的準(zhǔn)確性外，同時必須確認(rèn)各項功能的正常運(yùn)行。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：無線發(fā)射、接收電路調(diào)試、單片機(jī)調(diào)試和PWM波調(diào)試。系統(tǒng)設(shè)計中多采用模塊化設(shè)計，以便實現(xiàn)對各電路功能模塊的逐級測試。 測試儀器由于任務(wù)需要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，因此在測試過程中，利用儀器以便完成各模塊功能的測試。測試儀器清單如表41所示。表4－1 測試儀器清單編 號名稱型 號1數(shù)字萬用表HONGDADT92042雙路跟蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源DH1718E53雙信道數(shù)字示波器Tektronix TDS1002 60Mhz 調(diào)試步驟 （1）無線發(fā)射、接收電路調(diào)試先用按鍵開關(guān)輸入四路數(shù)據(jù)給無線發(fā)射電路，看接收電路能不能收到無線發(fā)射電路的數(shù)據(jù)信號。調(diào)試成功后再接上單片機(jī)的P1口。 （2）單片機(jī)調(diào)試 接上單片機(jī)最簡單的外圍電路后，燒個最簡單的程序進(jìn)單片機(jī)，看單片機(jī)是否工作來確定單片機(jī)的好壞。確保后再跟無線發(fā)射電路、串口電路連接上。 （3）PWM波調(diào)試本設(shè)計通過改變PWM波的占空比來調(diào)節(jié)路燈的亮度，，因此占空比越大，LED的亮度越暗。 測試結(jié)果根據(jù)本系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書的要求逐一對各項性能指標(biāo)的測試，并進(jìn)行記錄，給出測試結(jié)果。 測試數(shù)據(jù)本系統(tǒng)所測PWM波的測試數(shù)據(jù)表如表42所示。本設(shè)計中LED的亮度總共有十檔可以進(jìn)行調(diào)節(jié)。在測試數(shù)據(jù)的過程中，當(dāng)LED的實際亮度為最亮?xí)r，測得示波器中PWM波全為低電平，因此按理論要求得出占空比為0。同理可得，當(dāng)LED的實際亮度為全暗時，測得示波器中PWM波全為高電平，因此按理論要求得出占空比為1。測試過程中，首先將發(fā)射部分單片機(jī)控制模塊和接收部分單片機(jī)控制模塊分別通上5V直流電源，此時LED點亮。接著把示波器的輸出數(shù)據(jù)線接頭接在LED的一端，按下key0 鍵，即上升按鍵，則LED變亮。繼續(xù)按下key0鍵，直至LED達(dá)到最亮為止。再點擊示波器調(diào)節(jié)波形，自動讀取數(shù)據(jù)。此時的數(shù)據(jù)是LED最亮?xí)r側(cè)得的數(shù)據(jù)。然后按下key1鍵，即下降按鍵，則發(fā)現(xiàn)LED亮度減弱一檔，從而讀取示波器數(shù)據(jù)。同理，每按一次key1鍵，LED的亮度則相對應(yīng)的減弱，直至LED熄滅為止。所側(cè)得的數(shù)據(jù)如表42所示。表42 PWM波的測試數(shù)據(jù)表平均值LED兩端電壓正頻寬負(fù)頻寬周期占空比實際亮度241mv///0最亮729mv一檔二檔三檔四檔五檔六檔965mv七檔657mv八檔九檔///1全暗說明：表中“/”是由于示波器所給的正頻寬、負(fù)頻寬等有問號的數(shù)據(jù)是錯誤的，不能直接讀出數(shù)據(jù)，因此用“/”表示。 PWM波形圖測試中，當(dāng)LED亮度發(fā)生變化時，用示波器所測得的PWM波數(shù)據(jù)隨之也發(fā)生變化，波形也相應(yīng)變化，見下圖。如圖41所示是LED為最亮?xí)r，測得PWM波為低電平，求得的占空比為0。如圖42所示是LED為亮度減弱一檔時的PWM波，此時占空比為10%。同理可得LED其他亮度時的PWM波。 圖41 全亮?xí)r波形圖 圖42 亮度減一檔波形圖 圖43 亮度減二檔波形圖 圖44 亮度減三檔波形圖 圖45 亮度減四檔波