基于单片机PWM控制LED灯软件设计开题报告

 2022-10-08 10:23:45

1. 研究目的与意义

随着对产品质量要求的提高,使得控制精度的要求越来越高。而电子技术、计算机技术和控制的技术的有机结合为智能仪表发展提供了有利的技术条件。目前,运用各种单片机组成的高精度智能化控制系统已成为控制系统设计的发展潮流。集成传感器,无触点的控制方式及电力电子器件的应用使得控制系统的构成灵活多样。本课题以51单片机为控制核心结合模拟开关电路,构成LED灯多方式显示。本设计具备不同的照明需求,具有一定的实用价值。而且随着经济的持续发展,中国的照明用电也将持续提高,绿色节能照明越来越受到政府的重视,LED照明就是在这样的情形下发展起来的。据中国绿色照明工程促进项目办公室专项调查,我国照明用电每年在3000亿度以上,用LED取代全部白炽灯和部分荧光灯,可节省1/3的照明用电,相当于三峡工程全年的发电量。

2. 课题关键问题和重难点

课题关键问题:

1、在设计开发时掌握PWM控制机理、单片机各功能模块原理及设计方法是很关键的技术。

2、学习MCS-51单片机并利用单片机具有PWM调光功能,多种显示模式(流水灯,追逐灯,调光灯,呼吸灯等)。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

调研分析,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,计算机的网络通讯与数据传输,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、开发与应用尤为重要。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AT89C52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,由主机和遥控从机两部分组成。本系统基于红外线无线遥感技术,以高亮度LED灯为光源,以编码解码芯片PT2262/PT2272芯片为从机的核心器件实现红外线远程控制,以MCS-51系列单片机作为主机的核心器件主要负责调光,采用PWM节能法来实现对LED灯启停、亮度进行快速而准确地控制。电路结构简单、成本低、操作方便、遥控距离在8m左右,可广泛应用于家庭照明。

当今社会信息技术发展迅速,科技发展更如同跳跃,可是大多数家庭、单位都采用手动开关,人们有时不想走动,常常是晚上睡觉或者离开时才关灯。基于上述原因,为了更方便生活,本文设计出了一遥控调光灯,其不仅可以遥控开、关灯,还能根据需要任意调节灯光的亮度。此外,本设计还有一大亮点就是采用高亮度LED灯作为光源。LED照明以寿命长、节能、环保等显著优点而倍受人们关注,被认为是21世纪最有价值的新光源。现如今自适应调光技术国内外研究现状:人眼对光线的感受是非线性的,因此将亮度级降低10%以上人却觉察不到亮度的变化,这样就可以节省将近10%的电能。假如将调光级别降低50%,就可以节省约40%的电能。如果采用智能调光就可以将灯的亮度逐渐调到预设级别。白炽灯没办法达到这个要求,是因为冷的灯丝会受到热冲击。将灯亮度渐渐调到设定级别,不仅节省了电能而且还会极大地延长灯的使用寿命。使用10%的调光级别就可以将灯的使用寿命延长2倍,而50%调光级别将可以延长使用寿命20倍。

本系统主机部分以MCS-51系列单片机和解码芯片PT2272为核心控制器件,通过控制PWM来准确而快速地控制灯启停与亮度的调节;从机部分采用编码芯片PT2262芯片为核心控制器件,通过按键控制红外线遥控来控制LED灯的开关和亮度调节。

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4. 研究方案

系统硬件模块:

本设计主要由按键控制模块、主控模块、驱动模块三个部分组成。

键盘部分:控制LED的开关,控制多种不同占空比的PWM以调节LED灯的光度。

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5. 工作计划

第1周 文献阅读,资料翻译,了解毕设任务。

第2周 广泛收集各类LED灯相关资料,分析比较。

第3周 需求分析,方案初步设计开题报告。学习C51语言编程。

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