基于PMW调光100303文档格式.docx
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比如我们用低电平点亮一个LED灯，我们假设把一个频率周期分为10个时间等份，如果方波中的高低电平占空比是9：
1，这是就是一个比较暗的亮度，如果方波中高低电平占空比是10：
0，这时，全部是高电平，灯是灭的。
如果占空比是5：
5，就是一个中间亮度，如果高低比是1：
9，是一个比较亮的亮度，如果高低是0：
10，这时全部是低电平，就是最亮的。
程序中，通过改变TH0和TL0中的初始数值来实现的。
每次按下按键K1或K2按下时，改变数值为6553，并且LED数码管显示相应的数值。
PWM调光控制还增加了报警功能，当按下K1键按下十次后，LED熄灭，此时蜂鸣器发出报警声。
3.3基于PWM调光总体框图
图1.1基于PWM调光硬件系统框图
四、设计原理及流程图
4.1硬件设计
4.1.1电路设计原理
PWM调光控制还增加了报警功能，当按下K1键按下十次后，LED熄灭，此时蜂鸣器发出报警声
4.1.2原理图（proteus仿真连接图）
图1-4电路仿真连接图
4.2软件设计
4.2.1Proteus软件简介
ProteusISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析和实物仿真软件。
它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：
①实现了单片机仿真和数字电路仿真相结合。
具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；
有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等；
②支持主流单片机系统的仿真。
目前支持的单片机类型有：
68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片；
③提供软件调试功能。
在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；
同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51uVision2等软件；
④具有强大的原理图绘制功能。
总之，该软件是一款集单片机和电路分析于一身的仿真软件，功能极其强大。
4.2.2ProteusISIS界面
双击桌面上的ISIS7Professional图标或者单击屏幕左下方的“开始”→“程序”→“Proteus7.7Professional”→“ISIS7.7Professional”，出现如图1-8所示
图1-5Proteus启动时的屏幕
图1-6proteus界面
ProteusISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，如图5-2所示。
包括：
标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。
图1-7ProteusISIS的工作界面
运行Proteus程序后，进入软件的主界面。
通过左侧工具栏中的P（从库中选择元件命令）命令，在PickDevices左侧窗口中选择所需元件的关键字，然后放置元件并调整方向和位置以及参数设置，进行连线。
最后载入hex文件后可以进行模拟仿真，可以全速运行也可以单步调试运行。
图1-8Proteus运行按键
在利用Proteus进行仿真的条件下，通过不停的调试和改正，显示屏LCD1602不能显示任何内容，最后还是不能实现密码锁的功能，其Proteus仿真如图5-6所示。
4.2.3软件流程图
五、基于PMW调光元器件
表1-2
元件序号
型号
主要参数
数量
备注
1
单片机AT89C51
2
瓷片电容CAP
2
3
发光二极管led
4
按钮开关BUTTON
3
5
蜂鸣器BUZZER
6
晶振CRYSTAL
12MHz
7
排阻RESPACK-8
8
数码管
7SEG-MPX2-CA
9
电源POWER
10
地线GND
11
示波器
六、器件识别和检测
6.1AT89C51简介
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，和工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
外形及引脚排列如图所示
AT89C51外形及引脚排列
。
编辑本段主要特性：
·
和MCS-51兼容
4K字节可编程FLASH存储器
寿命：
1000写/擦循环
数据保留时间：
10年
全静态工作：
0Hz-24MHz
三级程序存储器锁定
128×
8位内部RAM
32可编程I/O线
两个16位定时器/计数器
5个中断源
可编程串行通道
低功耗的闲置和掉电模式
片内振荡器和时钟电路
6.2LED简介
原理：
LED是英文lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，它的基
本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环
氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
LED结构
图如下图所示发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶
片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。
在某些半导
体材料的PN结中，注入的少数载流子和多数载流子复合时会把多余的能量以光
的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压，少数载流子
难以注入，故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，
通称LED。
当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳
极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱和电
流有关。
6.3示波器简介
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。
它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。
示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。
在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。
利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。
七．控制系统实现
7.1电路板的仿真
利用keil软件编写源程序。
在protues中画好其电路图如下图1-12所示：
7.2软件调试
在硬件调试完毕的基础上，需要进一步完善程序，也就是进入软件调试阶段。
在本设计中，软件调试主要分两大部分：
数码管子程序调试、按键子程序调试。
将这两部分调试成功，那么整个设计的软件部分也就基本完成了。
图1-12基于PWM调光仿真图
图1-13仿真过程中
7.3C源程序
#include<
reg52.h>
intrins.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
longa=6553;
uintb=0;
uchardata_H,data_L;
bitflag=1;
sbitLED=P1^0;
sbitBEEP=P3^7;
constuchartab[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,
0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E};
voiddelayms（uintms）
{
uinti;
while（ms--）
for（i=0;
i<
120;
i++）;
}
voiddisplay（void）
data_H=b/10;
data_L=b%10;
P2=0x01;
P0=tab[data_L];
delayms
（1）;
P2=0x02;
P0=tab[data_H];
voidint_0（）interrupt0
delayms（10）;
if（INT0==0）
if（a>
=65536）
a=65534;
b=100;
LED=-1;
else
a=a+6553;
b=b+10;
voidint_（）interrupt2
if（INT1==0）
if（a<
0）
a=0;
b=0;
LED=0;
a=a-6553;
b=b-10;
voidtimer0（void）interrupt1
{
if（flag==1）
LED=0;
TH0=65535-（（65535-a）/256）;
TL0=65535-（（655535-a）%256）;
if（flag==0）
LED=1;
TH0=（65535-a）/256;
TL0=（65535-a）%256;
flag=~flag;
voidTimer1（）interrupt3
uchart;
BEEP=~BEEP;
t++;
if（t<
200）
TH1=0xFD;
TL1=0X44;
elseif（t<
800）
{TH1=0xFA;
TL1=0x88;
else
TR1=0;
t=0;
voidTimer_init（void）
TMOD=0x11;
TL1=0x44;
EA=1;
ET0=1;
ET1=1;
TR0=1;
voidsound（）
if（a==65534）
TR1=1;
}
voidINT_init（void）
EX0=1;
IT0=1;
EX1=1;
IT1=1;
voidmain（void）
Timer_init（）;
INT_init（）;
while
（1）
display（）;
sound（）;
八、课设心得
总结经过将近一个星期的课程设计，PWM控制LED的亮度设计基本完成，系统
功能基本实现，测试运行也基本正常。
该系统基本上完成了模拟PWM控制LED的亮度。
当然这个系统还存在许多有待完善的地方：
功能相对较少，有待于添加，比方说时钟和闹钟功能；
界面设计得不够精致完美；
这次课程设计的时间虽然不算很长，但使我对很多东西有了更深刻的认识。
总结如下：
1．单片机基础知识要熟练掌握。
2．查阅资料和阅读相关文献的重要性，充分利用网络这个大的资料库。
3..向同学请教的重要性以及团队协作的重要性。
4.勤动手的重要性，自己动手，丰衣足食！
在一次次调试代码的过程中，我才明白“代码不是写出来的，是调试出来的”的道理。
5.对待任何事情都要有耐心和恒心，遇到问题要冷静地思考，积极找出症结所在，
逐个解决。
通过本次课程设计，我更深刻的认识到了教学实践在大学课程中的重要性，
同时也发觉到了自己在学习方面存在的许多不足之处，在以后的学习中我会努力
改进这些不足，不断提高自己的动手实践能力。
九、参考文献
1、倪晓军章韵等.单片机原理和接口技术教程.北京：
清华大学出版社,2009
2、AT89C51中文手册
3、谭浩强等.C程序设计.北京：
清华大学出版社,2005
4、王守忠聂元铭.51单片机开发入门和典型实例.北京：
人民邮电出版社,2009
课程设计任务书
学院
信息科学和工程
专业
测控技术和仪器
学生姓名
严松
学号
1003020333
设计题目
（和封面题目一致）
内容及要求：
《keilc程序设计》是测控技术和仪器专业的专业基础课。
本设计是对该课程综合使用能力的检验，在鼓励学生熟悉基本原理的前提下，注重和实际使用相联系，提出自己的方案，完善设计。
1、熟悉单片机及被控对象的工作原理；
2、提出可行设计方案；
3、根据方案设计硬件电路、绘制电路原理图；
4、软件编程并调试；
5、系统调试；
5、完成课程设计报告。
进度安排：
第18周（2012年12月29日-2013年1月7日）：
布置设计任务，查资料，完成总体方案设计，系统硬件电路设计，系统软件编写并调试，验收答辩。
指导教师（签字）
2012年11月24日
学院院长（签字）
基于PWM调光设计
摘要
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯和数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发和使用尤为重要。
而51单片机是各类单片机中最为典型和最具代表性的一种。
本实验是基于MCS-51系列单片机所设计的，以单片机芯片AT89C51作为核心控制器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，实现PWM控制LED的亮度。
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