遙控調(diào)光燈的設(shè)計總結(jié)報告(編輯修改稿)
2024-08-31 06:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 控制”為主題，設(shè)計并制作一遙控調(diào)光燈。 設(shè)計要求 以高亮度LED為光源，以單片機(jī)為主控芯片；系統(tǒng)分為主機(jī)和遙控從機(jī)，主機(jī)負(fù)責(zé)調(diào)光，從機(jī)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程控制，采用紅外遙控的方法；遙控從機(jī)上要有四個按鍵，按鍵1，是開關(guān)，按一下燈開，再按燈關(guān)；按鍵2，是低亮度；按鍵3，是中亮度，按鍵4，是高亮度。主機(jī)也有調(diào)光功能，通過旋轉(zhuǎn)亮度旋鈕可以任意調(diào)節(jié)光的亮度。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)介紹 遙控調(diào)光燈的設(shè)計，主要分成兩個部分：從機(jī)和主機(jī)。從機(jī)以AT89S52單片機(jī)為控制核心，通過按鍵控制紅外遙控的方法來遠(yuǎn)程控制LED燈的開關(guān)和亮度級別，當(dāng)從機(jī)發(fā)射紅外線時，工作指示燈會閃爍提示；主機(jī)以ATMEGA16L單片機(jī)為核心，對接收到從機(jī)的命令后，接收到的不同指令而控制高亮度LED燈（下文統(tǒng)一稱為LED燈）的不同亮度級別。主機(jī)也有調(diào)光功能，通過旋轉(zhuǎn)亮度旋鈕可以任意調(diào)節(jié)光的亮度，通過主機(jī)上的按鍵也可以控制LED燈的開關(guān)和亮度級別，還控制其他的裝置實現(xiàn)不同的功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。 VCC從機(jī)按鍵GNDVCC主機(jī)按鍵控制LED燈亮度光亮度采集工作指示燈LED亮度控制旋鈕工作指示燈圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 紅外線遙控原理紅外線遙控通常是將受控信號（二進(jìn)制脈沖碼）調(diào)制在38kHz的載波上，經(jīng)緩沖放大后送至紅外發(fā)光二極管，轉(zhuǎn)化為紅外信號發(fā)射出去的。紅外接收管是一種光敏二極管。在實際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時是反向運用，這樣才能獲得較高的靈敏度（紅外解碼）。當(dāng)接收到從機(jī)的指令后，采用不同占空比的PWM來控制LED燈。 光亮度采集光亮度采集，是通過光敏二極管對光線的敏感作用而實現(xiàn)的。當(dāng)外部光線越強(qiáng)，光敏二極管的阻值就越大。ATMEGA16L單片機(jī)通過自身的A/D轉(zhuǎn)換功能，通過檢測光敏二極管的兩端的電壓變化，單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而輸出不同的PWM來控制LED燈的亮度，就可以實現(xiàn)根據(jù)外部光線自動調(diào)整LED燈的亮度。 燈光控制器 旋鈕控制LED燈亮度通過主機(jī)上的LED亮度控制旋鈕控制LED燈的亮度。當(dāng)旋鈕轉(zhuǎn)動時，其電阻值改變，從而引起旋鈕兩端的電壓值發(fā)生改變， ATMEGA16L通過自帶的A/D轉(zhuǎn)換通道采集旋鈕兩端電壓值，將其轉(zhuǎn)換后，進(jìn)而控制輸出不同占空比的PWM，達(dá)到控制LED燈亮度的效果。按鍵控制LED燈亮度通過主機(jī)上的按鍵也能控制LED燈。第一種控制方式，其工作原理簡單些，按下不同的按鍵，單片機(jī)根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)輸出不同的PWM，從而控制LED燈的亮度。第二種控制方式，根據(jù)個人的需要，想把當(dāng)前LED燈亮度在下一次使用中直接調(diào)用，可以使用按鍵將當(dāng)前亮度存儲起來，這個原理是通過光敏二極管采集當(dāng)前的光線強(qiáng)度傳給單片機(jī)，單片機(jī)得到一個數(shù)據(jù)后就產(chǎn)生一種PWM脈寬，當(dāng)接收到存儲按鈕按下時，并將這兩個數(shù)據(jù)存儲起來，這樣就可以根據(jù)需要直接調(diào)出適合自己使用的LED燈亮度。 系統(tǒng)設(shè)計方案論證 從機(jī)設(shè)計方案方案一：藍(lán)牙通信:藍(lán)牙主要用于短距離傳輸，芯片價格一直偏高。方案二： 用專用芯片進(jìn)行紅外線的發(fā)射，HT6221為專用紅外線編碼發(fā)射芯片，可以有32個不同的編碼，芯片內(nèi)部已有固定的編碼，外部元件只要一個455KHz的晶振和兩片瓷片電容，上電后即可工作，價格便宜。方案三： 用單片機(jī)直接進(jìn)行紅外編碼發(fā)射，都采用軟件編程實現(xiàn)，51系列單片機(jī)價格相對也比較便宜，可以采用軟件控制，功能強(qiáng)大，編碼靈活，安全性高。 主機(jī)設(shè)計方案方案一： AT89S52單片機(jī)+專用紅外解碼芯片+A/D轉(zhuǎn)換芯片。SN2501為專用紅外線解碼芯片，專用芯片有固定的解碼方式，外部元件只要一個4M晶振和兩片瓷片電容，上電后即可工作。將解碼數(shù)據(jù)輸送到AT89S52單片機(jī)中進(jìn)行處理，然后對LED燈進(jìn)行PWM方式控制亮度。主機(jī)上的亮度調(diào)節(jié)旋鈕通過DAC0832的A/D轉(zhuǎn)換芯片將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，將信號傳送到單片機(jī)中進(jìn)行處理，然后對LED燈進(jìn)行PWM方式控制亮度。方案二： ATMEGA16L單片機(jī)。采用單片機(jī)進(jìn)行紅外線解碼，直接在單片機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生不同的PWM對LED燈進(jìn)行控制。ATMEGA16L自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，可以直接采集亮度調(diào)節(jié)旋鈕兩端的電壓，處理成不同的數(shù)據(jù)，然后對LED燈進(jìn)行PWM方式控制亮度。方案三： 以LPC2138 為主控芯片:其本身自帶A/D轉(zhuǎn)換功能，帶大容量的32KRAM和512KFLASH ,內(nèi)部資源豐富且系統(tǒng)穩(wěn)定，芯片價格昂貴。 系統(tǒng)設(shè)計方案選定權(quán)衡各方案的利弊并結(jié)合本次大賽主題“環(huán)保、節(jié)能、成本控制”綜合考慮后，方案確定如下： 從機(jī)方案選定 系統(tǒng)采用方案三，用單片機(jī)直接進(jìn)行紅外編碼發(fā)射，使接收紅外線的解碼一端的裝置有更多的器件來選擇。12MHz的晶振為常用元件，購買比較容易。紅外線發(fā)射載波和編碼都能通過軟件編寫，編碼比較靈活，使得紅外線的編碼具有一定得獨特性，安全性也更高。 主機(jī)方案選定 系統(tǒng)采用方案二
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