LED智能照明系统的红外遥控模块设计Word下载.docx
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light
source
has
merits
of
energy
efficiency,
environmental
friendly
and
longer
lifespan,
Becomethethirdgenerationofnewlightsourceoflightingsystem.ThisdesigniskindofInfraredremotecontrolwhiteLEDlightingsystembasedonSTC52SCM.As52SCMwith8KEPROMand3＇portcanmeetthedesignrequirements.Thisdesignadopts
PT4115
LED
constant
current
drive
andPWMdimmingproject.Theuseofinfraredremotecontroltechnologycontrolsinglechipmicrocomputer.ThroughtheNECtotransmitdatasoastorealizetheLEDlightsourcemultistagebrightnesscontrol.Displaypartadoptssevensectionofdigitaldisplaytubetodisplay,Real-timedisplayofLEDbrightnesscontrolstate.Throughexperiment,thehigh-powerLEDlightingsystemisprovedtobemoreefficientandconvenient,whichhasthegoodpracticalvalueintheapplicationfieldforlighting.
Keywords:
SCM，LED
，infrared
remote，PWMdimming
II
目录
第1章课题整体框架 1
1.1课题任务 1
1.2课题要求 1
1.3研究意义 1
第2章设计方案 3
2.1硬件部分 3
2.1.1电源模块 3
2.1.2复位电路 3
2.1.3系统方案概述 4
2.1.4系统方案结构 5
2.1.5单片机最小系统 6
2.1.6恒流驱动模块 8
2.1.7显示模块 10
2.1.8红外遥控模块 11
2.2软件部分 14
2.2.1软件工具 15
2.2.2模块流程图 15
第3章实现功能 16
3.1实现功能描述 16
3.2电路设计 16
3.2.1单片机最小系统电路设计 16
3.2.2基于PT4115的恒流驱动电路设计 17
3.2.3数码管显示电路设计 18
3.2.4红外接收电路设计 19
3.2.5其他外围电路 19
3.3软件设计 20
3.3.1软件设计思路 20
3.3.2红外解码中断子程序 20
3.3.3红外码值处理程序 22
3.3.4键值识别处理程序 22
3.3.5LED驱动程序 23
第4章调试与实现 24
4.1调试中遇到的重点与难点 24
4.2解决方案 24
4.3实现展示 25
第5章总结 27
参考文献 28
致谢 29
附录 30
附录一：
程序清单 30
附录二：
电路原理图 38
III
第1章课题整体框架
1.1课题任务
LED被称为第三次照明革命，在照明领域有着广阔的发展前景。
本课题旨在设计出一款可以通过红外遥控控制LED灯点亮和熄灭并能调节亮度强弱的照明设备。
整个系统由单片机控制，利用红外遥控器发射命令，对应的红外接收器接收后将其送入单片机，单片机根据命令选择对应操作，并由显示部分实时显示相应命令。
1.2课题要求
利用STC89C52单片机设计一款能够通过红外控制的大功率LED照明系统，并能实现PWM多级调光。
本课题要求由红外遥控器发射命令，对应的红外接收器接收后将其送入单片机，单片机根据命令选择对应操作，并由显示部分实时显示相应命令。
1.3研究意义
随着科学技术的不断进步与发展，照明系统在工业、商业、医疗机构、家用电器等领域中广泛应用。
在人类生活中，光扮演着及其重要的角色，无论你生活在哪里，无论是在室内还是户外，光源都是人类生活必不可少的。
光源对于人类无比重要，不断推动着人类社会向前发展。
可以说，随着光源被人类利用制造出照明设备后，人类不仅征服了黑暗，更拓宽了各个领域的发展道路。
如今，照明领域迎来了第三次照明革命，LED正在改变我们的生活。
目前，照明是我国能源消耗的重要方面，每年的照明用电约占发电总量的12%。
随着经济发展，我国的照明用电将有大比例的提高。
同时，随着能源危机和环保问题的日益严峻，我国照明产业也必须走绿色节能的发展道路。
LED是一种将电能转变为光能的半导体发光器件，属于固态光源。
其作为一种新型的绿色照明方式，应用前景举世瞩目。
1
电子科技大学成都学院本科毕业设计论文
与现行白炽灯、荧光灯等传统照明设备相比，LED具有亮度高、高效率、低功耗、寿命长、启动快、功率小、无频闪、无污染，结构简单，环保节能等优点，这都是传统照明设备无法与其相比的。
且LED灯具有抗震耐冲击、光响应速度快、省电和寿命长等特点，广泛应用于显示屏、交通讯号、广告多媒体、城市亮化等各种室内和户外显示光源。
此外，汽车仪表板、开光背光源、车内阅读灯和车外大灯等也在逐步推广采用LED光源。
当然，作为一种新型照明技术，LED的高效和节能最为引人注目，无论是在室内照明还是户外照明，LED的绿色环保、节能高效等都是传统光源无法匹敌的。
LED可以通过PWM调光，PWM调光不会产生任何LED色谱偏移，有极高的调光精确度，不会发生闪烁现象，并且可以和数字控制相结合实现智能控制等优点，红外遥控具有所必需的体积小、功率低，信号无干扰，传输准确度高，成本低廉等特点，适用于各种家用电器及照明设备。
所以本文设计了一种以STC89C52单片机为核心的红外遥控大功率白光LED照明系统，可以红外遥控实现对LED光源的多级PWM调光。
2
第2章设计方案
2.1硬件部分
2.1.1电源模块
本设计单片机是由5V电源供电，引脚定义：
①电源正极；
②负极静触点；
③负极动触点。
如下图所示：
图2-1电源模块结构图
本设计的LED供电电源则由外部12V电源供电。
下面会详细说明。
2.1.2复位电路
（1）复位操作
复位是单片机的初始化操作。
其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。
除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
（2）复位信号及其产生
RST引脚是复位信号的输入端。
复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期（即二个机器周期）以上。
复位操作有上电自动复位和按键手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。
按键手动复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的。
3
2.1.3系统方案概述
本设计方案包括单片机最小系统、恒流驱动模块、显示模块、红外遥控模块这几个部分。
本设计方案单片机选取的是STC的52单片机，STC89C52是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。
它与51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。
STC89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。
只要程序长度小于4K，四个I/O口全部提供给用户。
可用5V电压编程,不易损坏器件，而且擦写时间仅需10毫秒，没有两种电源的要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。
工作电压范围宽（2.7V~6V），全静态工作，工作频率宽在0Hz～24MHz之间，比51系列的6MHz～12MHz更具有灵活性,系统能快能慢。
红外遥控模块是选的一个型号为HS-021的遥控器和型号为HX1838的接收芯片。
此款MPS遥控器价格低廉，使用普遍，提供操作码值，故选此遥控器。
当然，别的遥控器也同样适用。
同样HX1838芯片价格低廉，虽然效果和工艺要求没有HS0038高，但是其低廉的价格和设计的需求，恰能满足次方案。
同样其他红外接收芯片同样能适用本设计方案。
恒流驱动模块采用的是以PT4115芯片为核心的驱动模块。
PT4115因价格低廉，市面上使用较多，有相应设计电路可供选择，且支持PWM调光。
故选此恒流驱动模块驱动LED光源。
不过由于此款芯片驱动LED的驱动电压较高，因此需要专门的电源为其供电，商用场景则可直接加入前置整流电路由市电供电即可。
显示模块因需求不高，只需显示实时状态即可，因此选择了一位七段数码管作为显示部分，其模块简单，易于设计。
当然，由于模块化设计，若需加入更好的显示模块也比较方便实现。
4
2.1.4系统方案结构
红外遥控器
HX1838红外接收芯片
STC89C52
单片机最小系统
系统电源
PT4115
恒流驱动模块
LED
图2-2系统方案结构意图
5
2.1.5单片机最小系统
由于系统控制方案简单，数据量也不大，因此选用STC89C52作为控制系统的核心，也可视具体情况换用其他系列芯片，不过需要考虑相应的兼容情况。
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。
而51单片机只是内存变为4K，其他两者与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，下面指出了各个管脚的用途。
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8个TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存
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