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遥控调光灯设计

摘要

在现代社会发展中环保节能是必然的发展的趋势。

电子遥控技术的发展使现代人的生活习惯慢慢走向便利,本设计就设计一款可遥控调光。

它主要以51单片机为主控芯片,由ADC0809对旋转亮度旋钮进转把模拟量换成数字量。

使用PWM驱动方式,通过调速PWM脉冲的脉宽比控制双向可控硅的导通角从而达到LED亮度连续可调。

遥控部分使用AT89C2051单片机进行红外编码调制提高抗干扰能力,接收用红外一体化接收头,由51单片机对信号进行解码,实现整机控制。

 

关键词:

ADC0809PWM调制红外编码连续可调

 

摘要…………………………………………………………………………………………2

1方案论证…………………………………………………………………………………4

1方案论述…………………………………………………………………………4

2方案论证…………………………………………………………………………4

2硬件电路的设计………………………………………………………………………4

1电路方框图………………………………………………………………………4

2主要单元电路……………………………………………………………………………5

3软件的部分设计………………………………………………………………………6

1遥控红外编码部分………………………………………………………………………7

2主机解码部分……………………………………………………………………………10

5系统测试…………………………………………………………………………………12

1主机功能测试………………………………………………………………………12

2从机功能测试…………………………………………………………………………12

6总结………………………………………………………………………………………13

7参考文献……………………………………………………………………………13

8附录………………………………………………………………………………………13

 

一.方案论证

1.方案论述

方案一:

手动调节由电位器直接控制双向可控硅的导通角,遥控发射部分用NE555多谐振荡电路控制红外发光管,接收部分用SONYCX20106红外接收芯片,在经过分频电路,再来通过切换电阻阻值来调节可控硅的导通角。

方案二:

手动调节由电位器直接控制可控硅的导通角完成,红外发射部分由小单片机AT89C2051来完成,接收有红外一体化接收,然后在由单片机完成数据处理,用单片机的I/O切换不同阻值电阻来控制可控硅的导通角。

方案三:

手动调节先由电位器来调节一个模拟量,在由AD0809来转换成一个数字量,再由单片机来处理。

红外发射部分还是由小单片机AT89C2051来完成,接收部分是由红外一体化接收,在由单片机处理,用PWM调制方式控制输出电压。

2.方案论证

(1)方案一里面电路简单,但达不到题目要求采用单片机为主控芯片的要求,功能也不能完全实现,所以舍弃此方案。

(2)方案二电路简单易控制,但在手动调节和遥控调节会互相干扰,达不到便利的目的,所以就舍弃此方案。

(3)方案三电路较复杂,程序控制也较难,在成本控制方面因为使用了AD0809所以也不是很理想。

但在功能方面手动调节和遥控调可以相互转换。

功能也就比较强大,达到题意的基本要求。

综上所述这里采用方案三。

二.

硬件电路的设计

1.电路方框图:

(1)主机电路方框图:

(2)遥控电路方框图:

2.主要单元电路

(1)调光电路

从单片机P1.6出来的PWM调制信号控制可控硅的导通角,导通角越大灯的亮度越高。

(2)模数转换电路

 

 

(3)遥控电路

 

三.

软件设计:

其中PWM程序使用定时器1作为PWM脉冲输出的基本单位。

程序中定时器0工作在模式2,且计时高低字节寄存器TH1、TL1的初始值为0x97H。

定时器的定时过程如图5-9所示。

从上图可以看出,中断与中断之间相隔时间为256us(即每256产生中断一次)。

程序中每一脉冲的周期有“P”个基本时间单位。

如果“P”为00H,则表示脉冲周期为256个基本时间单位。

因此每一个脉冲周期计算如下:

脉冲周期=25625us

=65536us

=65.536ms

程序中“clock”设为“FFH”,表示总共送出去255个高电平部分逐次曾大的脉冲。

输出的脉冲波形如图5-10所示。

输出脉冲中,第一个脉冲“T1”的脉宽比例为

1.遥控红外编码部分

/*******************************************

发送8位红外数据

*******************************************/

voidsendcode_8(void)

{

uchari;

for(i=0;i<8;i++)

{

set_count=28;//发送0.56ms38k红外波(编码中的0.56ms低电平)

flag=1;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

if(ircode&0x01)//判断红外编码最低位,1宽的高电平,0窄的高电平

{

set_count=120;

}

else

{

set_count=38;

}

flag=0;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

ircode=ircode>>1;

}

}

/*******************************************

发送2位红外数据

*******************************************/

voidsendcode_2(void)//前26位系统码最后两位

{

uchari;

for(i=0;i<2;i++)

{

set_count=28;

flag=1;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

if(ircode&0x01)

{

set_count=120;

}

else

{

set_count=38;

}

flag=0;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

ircode=ircode>>1;

}

}

/*******************************************

发送红外数据

*******************************************/

voidsendcode(void)

{

set_count=575;//发送9ms38K红外光

flag=1;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

set_count=320;//间隔4.5ms

flag=0;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

ircode=irsys[0];//发送26位系统码的前1-8位

sendcode_8();

ircode=irsys[1];//发送26位系统码的前9-16位

sendcode_8();

ircode=irsys[2];//发送26位系统码的前17-24位

sendcode_8();

ircode=irsys[3];//发送26位系统码的前24-26位

sendcode_2();

ircode=irdata;//发送8位数据码

sendcode_8();

ircode=~irdata;//发送8位数据反码

sendcode_8();

set_count=28;//发送0.56ms38k红外波(编码中的0.56ms低电平)

flag=1;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

ir=1;

delay(23);//延时23ms(编码中的23ms高电平)

set_count=575;//发送9ms38k红外波

flag=1;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

set_count=330;//间隔4.5ms

flag=0;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

set_count=30;//发送0.56ms38k红外波(编码中的0.56ms低电平)

flag=1;

count=0;

TR0=1;

while(count

TR0=0;

ir=1;

}

/*******************************************

定时器初始化

*******************************************/

voidinit_timer()

{

EA=1;

TMOD=0X02;//8位自动重载模式

ET0=1;

TH0=0XE8;//定时13us,38K红外波,晶振22.1184

TL0=0XE8;

}

2.主机解码部分

voidinit(void)//时器初使化

{

ir=1;//红外端口写1

EA=1;//开总中断

TMOD=0x22;//定时器0\1,模式2,8位自动装载模式

TH0=0Xd1;

TL0=0Xd1;

TH1=156;

TL1=156;

TR1=1;

ET1=1;

IT1=1;//INT1下降沿触发

ET0=1;

EX1=1;

}

/***********************************************

定时器0中断

***********************************************/

voidtime0()interrupt1//时器中断

{

count++;//定时器中断次数累加

}

/**********************************************

外部中断,红外解码程序

**********************************************/

voidint1()interrupt2///外部中断

{

TR0=1;//开定时器中断

if(count>12&&count<270)//如果信号合法,则放入buf_count,count清0,对下一个脉冲信号计时

{

buf_count=count;

count=0;

}

delay_10us(10);//延时100us以消除下降沿跳变抖动

if(ir==0)//INT1引脚稳定为低电平,则表法确实是信号,count重新计时,因上面延时了50us,故要补偿1次TO中断

{

count=2;

}

if(buf_count>12&&buf_count<270)//若收到的信号合法,则再进行信号分析

{

if(ir_status==0)//如果之前未收到引导码

{

if(buf_count>210&&buf_count<270)//判断是否引导码13.5ms

{

ir_status=1;//系统标记

buf_count=0;

}

}

elseif(ir_status==1)///收到引导码

{

if(common_code_count>=25)//若收完26个脉冲

{

ir_status=2;//数据解码标记

common_code_count=0;//系统码计算清零

buf_count=0;//中断计数暂存清0

}

elseif((buf_count>40&&buf_count<70)||(buf_count>12&&buf_count<32))

{

buf_count=0;

common_code_count++;//每收到一个信号自加1

}

}

elseif(ir_status==2)//进入数据编码接收

{

if(key_bit_count<8)//收到数据少于8位,则将收到的数据写入buf_key_code

{

if(buf_count>40&&buf_count<70)

{

buf_count=0;

buf_key_code>>=1;

buf_key_code|=0x80;//收到1

key_bit_count++;//数据脉冲累加

}

elseif(buf_count>12&&buf_count<32)//收到0

{

buf_count=0;

buf_key_code>>=1;//收到0

key_bit_count++;

}

}

else//若收完8位数据则做以下处理

{

ir_status=0;//接收状态返回到空闲

key_code=buf_key_code;

key_bit_count=0;

buf_key_code=0;

buf_count=0;

TR0=0;

new_code=1;

}

}

}

}

 

四.

系统测试

4、1主机功能测试

这里测试是以数字示波器(型号:

DS5022M,带宽:

25MHz,实时采样率:

500MSa/s)

数字万用表(型号:

VC9807A+),旋转主机亮度旋钮,测量旋钮上的电压与PWM频率(如下表所示):

旋钮电压(V)

0.845

1.215

1.643

1.994

2.408

2.760

3.103

3.496

3.893

4.224

4.616

脉宽

2/13

3/13

4/13

5/13

6/13

7/13

8/13

9/13

10/13

11/13

12/13

(注:

其中我们设定1/13为高亮度,6/13为中亮度,11/13中低亮度)

电压与脉宽如下图所示:

由上图看出ACD0809转换数据较准确。

4、1从机功能测试

从机部分的测试,我们只测量距离。

实际制作中,距离可以达到8米左右。

五.总结

1.这是我们第一次参加这样的比赛,感觉很累很辛苦。

但我们感觉很高兴,我们通过几天的奋战,做出了我赛题所要求的产品。

2.我们在这次比赛中确实学到了很多东西,队友的分工合作直接影响到工作的效率,在比赛中也体会到那么一点一个产品开发的流程的味道。

3.这次比赛也为我们9月份的全国赛提供了一次演练的机会,得到了比赛时间按安排的宝贵经验。

4.这次比赛也让我们认识到自身的缺陷,让我们知道以后该训练的重点

六.参考文献

[1]《电子电工实践指导》王港元主编·江西科学技术出版社(第四版)

[2]《C51单片机典型模块设计与应用》边春元李文涛江杰杜平等编著

[3]《模拟电子技术》周雪主编·西安电子科技大学出版社(修订版)

[4]《常用集成电路应用实例》荷希才编·电子工业出版社

[5]《数字集成电路应用300例》黄继昌等编·人民邮电出版社

[6]《单片机C语言应用程序设计》马忠梅等编·北京航空航天大学出版社

[7]《单片机外围电路设计》沙占友王彦朋孟志永等编·电子工业出版社

七、附录

附录一:

主机原程序代码:

#include

#include

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

#defineAD_dataP2

uintk,k_on,off,TH;

uchartime;

bitON_OFF;//电位器调接允许端,0允许,1允许

sbitALE=P3^6;//ADC0809地址锁存允许信号

sbitEOC=P3^1;//ADC0809转换结束信号

sbitOE=P3^4;//ADC0809输出允许

sbitclock=P3^0;//ADC0809外部时钟脉冲输入端

sbitLAMP=P1^6;//高亮度LED驱动

sbitir=P3^3;//红外端口

ucharkey_code=0;//遥控键值

ucharnew_code=0;//有无新按键

uintbuf_key_code=0;//键值暂存

ucharkey_bit_count=0;//键编码脉冲计数

uintcount=0;//定时中断次数计数

uintbuf_count=0;//定时中断计数暂存

ucharcommon_code_count=0;//前导码脉冲计数

ucharir_status=0;//脉冲接收器所处的状态,0:

无信号,1:

系统码接收区,2:

数据编码接收区

voiddelay_10us(unsignedchary)//延时子程序10us

{

unsignedcharx;

for(x=y;x>0;x--);

}

voiddelay_ms(uintz)//延时子程序1ms

{

uintx,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=113;y>0;y--);

}

voidinit(void)//时器初使化

{

ir=1;//红外端口写1

EA=1;//开总中断

TMOD=0x22;//定时器0\1,模式2,8位自动装载模式

TH0=0Xd1;

TL0=0Xd1;

TH1=156;

TL1=156;

TR1=1;

ET1=1;

IT1=1;//INT1下降沿触发

ET0=1;

EX1=1;

}

/***********************************************

定时器0中断

***********************************************/

voidtime0()interrupt1//时器中断

{

count++;//定时器中断次数累加

}

/**********************************************

外部中断,红外解码程序

**********************************************/

voidint1()interrupt2///外部中断

{

TR0=1;//开定时器中断

if(count>12&&count<270)//如果信号合法,则放入buf_count,count清0,对下一个脉冲信号计时

{

buf_count=count;

count=0;

}

delay_10us(10);//延时100us以消除下降沿跳变抖动

if(ir==0)//INT1引脚稳定为低电平,则表法确实是信号,count重新计时,因上面延时了50us,故要补偿1次TO中断

{

count=2;

}

if(buf_count>12&&buf_count<270)//若收到的信号合法,则再进行信号分析

{

if(ir_status==0)//如果之前未收到引导码

{

if(buf_count>210&&buf_count<270)//判断是否引导码13.5ms

{

ir_status=1;//系统标记

buf_count=0;

}

}

elseif(ir_status==1)///收到引导码

{

if(common_code_count>=25)//若收完26个脉冲

{

ir_status=2;//数据解码标记

common_code_count=0;//系统码计算清零

buf_count=0;//中断计数暂存清0

}

elseif((buf_count>40&&buf_count<70)||(buf_count>12&&buf_count<32))

{

buf_count=0;

common_code_count++;//每收到一个信号自加1

}

}

elseif(ir_status==2)//进入数据编码接收

{

if(key_bit_count<8)//收到数据少于8位,则将收到的数据写入buf_key_code

{

if(buf_count>40&&buf_count<70)

{

buf_count=0;

buf_key_code>>=1;

buf_key_code|=0x80;//收到1

key_bit_count++;//数据脉冲累加

}

elseif(buf_count>12&&buf_count<32)//收到0

{

buf_count=0;

buf_key_code>>=1;//收到0

key_bit_count++;

}

}

else//若收完8位数据则做以下处理

{

ir_status=0;//接收状态返回到空闲

key_code=buf_key_code;

key_bit_count=0;

buf_key_code=0;

buf_count=0;

TR0=0;

new_code=1;

}

}

}

}

voidRUN_AD(void)

{

ALE=0;

delay_ms(20);

ALE=1

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