LED亮度自动调节系统设计

1、摘要1关键词1英文摘要1英文关键词11 引言21.1 选题背景21.2 实现功能21.3 技术路线22 方案选择32.1 系统总体方案的选择32.3 系统框图33 硬件电路设计43.1 主控模块43.1.1 单片机芯片43.1.2 复位电路53.1.3 时钟电路63.1.4 系统按键电路73.2 光信息采集及 A/D 转换模块 83.2.1 光电转换电路83.2.2 A/D 转换电路 93.3 LED 亮度调节模块113.4 电源模块124 软件设计134.1 系统程序开发软件简介134.2 系统总流程图144.3 光强判断流程图155 系统调试165.1 调试165.1.1 硬件调试165.

2、1.2 软件调试165.1.3 整体调试165.1.4 操作指南176 结束语176.1 总结176.2 体会17参考文献18附录19LED 亮度自动调节系统设计1LEDLED 亮度自动调节系统设计亮度自动调节系统设计摘要：摘要：当今世界，环境的污染、能源的紧缺唤醒了世界各国人民的节能减排意识，肩负着环保、节能减排的希望及使命的节能灯应运而生并逐渐被社会认可和接收。LED 被称为第四代照明光源或绿色光源，LED 的发光器件是冷光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点，是未来照明节能发展的方向。本文设计了一种以 STC89C52 单片机为核心的亮度自动调光系统，通过光敏传感器感知外界光强，单片

3、机系统根据采集的数据控制 LED 的通断，达到调节光源发光亮度的目的，本系统还增加了手动控制功能增强了系统控制的灵活性。本系统具有自动,节能，结构简单，成本低,工作稳定可靠等特点,在日常生活中具有一定的实际应用价值。关键词：关键词：单片机；A/D 转换；光敏电阻；LEDThe system design of automatic regulating LED brightnessAbstract: In todays world, pollution, shortage of energy environment awakened people all over the world aware

4、ness of energy conservation and emission reduction, energy-saving lamps and shouldering the mission to environmental protection, energy saving and emission reduction of emerge as the times require and gradually recognized and received.LED is called the fourth generation lighting source or a green li

5、ght, the light emitting device LED is a cold light source, has the characteristics of energy saving, environmental protection, long life, small volume and so on, is the future direction of development of energy-saving lighting.This paper designed an automatic dimming system of a STC89C52 microcontro

6、ller as the core to the brightness, the photosensitive sensor sensing external light intensity, SCM system based on data acquisition control LED open, to adjust the brightness of the light source,and the system also increases the manual control function to enhance the flexibility of system control.T

7、he system has automatic, energy saving, simple structure, low cost, stable and reliable work, has certain practical value in daily lifeKey Words:singlechip;A/D conversion; photosensitive resistance;LED1 1 引言引言随着现代社会的发展，能源消耗的加剧，高效的照明技术得到人们的广泛关注。LED 以其高效率、低消耗、低电压驱动、使用寿命长等优点，越来越多的应LED 亮度自动调节系统设计2用往各种照明

8、场合，在可预见的将来可能完全取代传统的白炽灯、荧光灯照明，给照明产业带来革命性的变化1。在这一设计里我们将涉及到有关 LED 自动调节亮度的设计，这从原理上使我们对这一设计有了解。将其与我们切实地相联系起来。1.11.1 选题背景选题背景伴随着全球经济的迅速发展，能源消耗的不断加剧，带来的的则是大量的环境污染和生态破坏，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式1。在电能消耗中，照明用电占发电总量的比例：发达国家是19%，我国现今达到 12%。可以预知的是，随着经济不断发展，在将来我国的照明用电将有大比例的提高，绿色节能照明的研究应用越来越受到重视。开发和推广应用节

9、能灯具，成为迫在眉睫的任务。LED 照明就是在这样的形势下发展起来的2。近几年来，LED 的发光效率已增长了 100 倍，而成本下降了 10 倍。在目前LED 光源及市场开发中，极具发展与应用前景的是照明用 LED，其用作固体照明器件的经济性显著，且有利于环保，正逐步取代传统的白炽灯。LED 已被全球公认为新一代的环保型高科技光源3。1.21.2 实现功能实现功能这次设计的 LED 亮度自动调节系统根据采集到的外部光照强度，由单片机控制 LED 的通断，达到调节光源发光亮度的目的，具有非常好的实用价值。在它的工作过程中，系统可以直接与 220V 的交流电源相连接，内部设有自动稳压电路，可将 2

10、20V 交流电转变为单片机所需的 5V 直流稳压输出，同时具备随时复位电路。设计要求：本系统采用单片机 STC89C52 作为本设计的核心元件，光敏器件将外部光信号转换为电信号，通过单片机调节 16 盏 LED 的通断进行亮度调节。1)系统 LED 个数： 16 个2)系统反馈控制时间： t1s3)系统 LED 灯个数随着外界光照强度变化而变化，光增强，LED 点亮个数变少，反之，亦然，且能实现手动和自动调节亮度的切换。1.31.3 技术路线技术路线此次主体电路的设计是单片机做为整个电路的核心，同时考虑到整个电路的成本及美观，选择适合本设计的单片机就成了一个重要内容。现今，随着半导体和单片机技

11、术的发展，依次出现了不少增强型的CPU，而高档的单片机也层出不穷，尤其是伴随着超大规模的集成电路技术和微电子技术的发展，单片机因其体LED 亮度自动调节系统设计3积小、功能强、性价比高、可靠性好等独特的特点，使它在各领域都得到了广泛的应用，其相关的技术也越来越成熟。因此，我选择了最为适合的STC89C52单片机来完成硬件电路的设计要求，然后再编制和硬件电路所对应的软件程序。2 2 方案选择方案选择本次 LED 亮度自动调节系统由硬件电路和软件电路两部分组成，下面就来具体说明一下。2.12.1 系统总体方案的选择系统总体方案的选择本设计主要解决的的关键问题包括单片机接口电路设计、LED 恒流模块

12、设计及智能控制程序的编写等。接口电路是硬件设计的重要部分本次方案中主要涉及到的是单片机与传感器之间的通信及单片机与恒流驱动模块的接口技术。本设计要实现的功能为基于智能控制器的智能自动调光，主要方案如下：方案一：采用线性调节 LED 电流。通过改变与负载 LED 灯串联的电阻的阻值来调节电流大小，以改变 LED 的光线强弱。本方案的优点是原理简单，易于实现亮度的调节，但是调电流可能会产生使恒流源无法工作的严重问题。另外调节电流无法得到精确调光，因为电流和光输出并不是完全正比关系，而且不同的LED 会有不同的正向电流和光输出关系曲线。所以用调节电流的方法很难实现精确的光输出控制。方案二：采用脉宽调

13、制（PWM）来调光。通过 STC89C52 产生的 PWM 波来调节恒流驱动芯片，来实现调光的目的4。PWM 调光具有精度高，节能，易于实现智能控制的等特点。方案三：采用控制 LED 通断来调光。通过 STC89C52 单片机 IO 口对多个LED 通断进行控制来实现调光。此方案比较方案二，更加的简单和易于控制。由以上方案最终选择方案三。本系统拟采用 STC89C52 单片机作为主控模块，由光电转换电路采集外界光强信号，经 A/D 转换送单片机处理，单片机根据处理结果智能调节 LED 的通断，以此来实现调节 LED 的亮度大小，并加上按键电路实现手动调节亮度大小。2.32.3 系统框图系统框图

14、根据上述系统设计思想的描述，所示总框图如图 2-1 所示。 STC89C52 单片机LED 亮度自动调节系统设计4图 2-1 系统框图3 3 硬件电路设计硬件电路设计3.13.1 主控模块主控模块硬件设计是整个系统的基础，要考虑的方面有很多，除了实现其基本功能之外，主要还要考虑以下几个因素：系统稳的定度，器件的通用性或易选购性，软件编程的易实现性和系统其它功能及性能指标。因此硬件设计至关重要。现从各功能模块的实现逐个进行分析探讨。本电路的核心部件就是主控芯片单片机，因此对单片机的选择非常关键。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强

15、、速度快、体积小、功耗低、使用方便、性能可靠、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、语音处理技术、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛且取得了令人瞩目的成果，展现出良好的应用前景。在我国，用得最多的单片机系列就是 MCS51 系列的单片机。在单片机应用系统开发过程中，单片机是整个设计的核心，因此选择合适的单片机型号很重要。根据实现系统功能需要的单片机硬件资源，在性能指标满足的情况下，该系统的单片机型号选择 8051 系列的 STC89C52 芯片。STC89C52 系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令码完全兼容传统 80

16、51 单片机，12 时钟/机器周期和 6 时钟/机器周期可任意选择。STC89C52 具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有 2 级的优先级别选择，可以满足系统在各个子模块程序之间的切换；STC89C52 的运算速度可满足一般的设计要求；而且 STC 系列单片机支持 ISP 在线编程功能，可以不用昂贵的编程器。本次采用的芯片是 STC89C52。STC89C52 可以支持串口直接下载程序，而AT 公司的 89C 系列单片机需要价格昂贵的专门编程器才可烧写程序，除此这外两种单片机在功能上完全一样。STC89C52 单片机除了完全兼容

17、AT89C51 外，还有许多扩展功能可以自己发挥使用。光信息采集A/D 转换手动/自动切换LED 亮度显示LED 亮度自动调节系统设计53.1.13.1.1 单片机芯片单片机芯片（一）STC89C52 主要性能参数1).与 MCS-51 产品指令和引脚完全兼容2).8K 字节可重擦写 Flash 闪速存储器3).全静态操作：0Hz33MHz4).三级加密程序存储器5).1000次擦写周期6).32个可编程I/O口线7).3个16位定时/计数器8).8个中断源9).全双工UART串行通道10).低功耗空闲和掉电模式（二）功能性概述8k字节Flash， 32 位I/O 口线，3个16位定时/计数器

18、，一个6向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，STC89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM、定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。STC89C52引脚图如图3-1所示。图 3-1 STC89C52 引脚图LED 亮度自动调节系统设计63.1.23.1.2 复位电路复位电路复位使单片机处于起始状态，并从该起始状态开始运行。复一般需要在系统上电，或者程序死机的时候需要进行单片机的复位。单片机的复位状态是单片机

19、在上电时，首先进入的一个特定的状态。在复位状态下，CPU 和整个硬件资源，特别是特殊功能寄存器都处于初始化的状态。单片机的复位电路是促使单片机进入复位状态的硬件结构。单片机的复位电路是很重要的，复位操作可以完成单片机的初始化，也可使处于死机状态下的单片机重新开始运行5。STC89C52 的 RST 引脚为复位端，该引脚连续保持 2 个机器周期（24 个时钟振动周期）以上高电平，则可使单片机复位。内部复位电路在每一个机器周期的 S5P2 期间采样斯密特触发器的输出端，该触发器可抑制 RST 引脚的噪声干扰，并在复位期间不产生 ALE 信号，内部 RAM 处于不断电状态。其中的数据信息不会丢失，也

20、即复位后，只影响 SFR 中的内容，内部 RAM 中的数据不受影响。外部复位有上电复位和按键电平复位。由于单片机运行过程中，其本身的干扰或外界干扰会导致出错，此时我们可按复位键重新开始运行。为了便于本设计运行调试，复位电路采用按键复位方式。按键复位电路如图 3-2 所示：图 3-2 复位电路3.1.33.1.3 时钟电路时钟电路单片机的时钟电路6是用于产生单片机正常工作时所需要的时钟信号。STC89C52 单片机内部包含有一个振荡器，可以用于 CPU 的时钟源。另外也可以采用外部振荡器，由外部振荡器产生的时钟信号来供内部 CPU 运行使用。1). 内部时钟模式内部时钟模式是采用单片机内部振荡器

21、来工作的模式。51 系列单片机内部包含有一个高增益的单级反相放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别为片内放大器的输入端口和输出端口,其工作频率为 033MHz。LED 亮度自动调节系统设计7当单片机工作于内部时钟模式的时候，只需在 XTAL1 引脚和 XTAL2 引脚连接一个晶体振荡器或陶瓷振荡器，并联两个电容后接地即可，如图 3.5 所示。使用时对于电容的选择有一定得要求，具体如下：A 当外接晶体振荡器的时候，电容值一般选择 C1=C2=3010pF；B 当外接陶瓷振荡器的时候，电容值一般选择 C1=C2=4010pF。在实际电路设计时，尽量保证外接的振荡器和电容尽可能接近单片机的X

22、TAL1 和 XTAL2 引脚，这样可以减少寄生电容的影响，使振荡器能够稳定可靠地为单片机 CPU 提供时钟信号。2). 外部时钟模式外部时钟模式是采用外部振荡器产生时钟信号，直接提供给单片机使用。对于不同的结构的单片机，外部时钟信号接入的方式有所不同。对于普通的 8051 单片机，外部时钟信号由 XTAL2 引脚接入后直接送到单片机内部的时钟信号发生器，而引脚 XTAL1 则应直接接地。这里需要注意，由于XTAL2 引脚的逻辑电平不是 TTL 信号，因此外接一个上拉电阻。对于 CMOS 型的 80C51, 80C52, AT89S52 等单片机，和普通的 8051 不同的是其内部的时钟信号取

23、自于反相放大器的输入端。因此外部的时钟信号应该接到单片机的 XTAL1 引脚，而 XTAL2 引脚悬空即可。根据实际应用，我们选择内部时钟电路，外接频率 12.000MHz 的晶体振荡器，选择两个电容值为 30pF 的陶瓷电容。外部时钟电路如图 3-3 所示：图 3-3 时钟电路3.1.43.1.4 系统按键电路系统按键电路单片机的按键电路分为独立式按键接口电路和矩阵式键盘电路，考虑本设计只需三个按键，结构简单，故选择独立式按键接口电路。本设计根据现实需要设置为自动/手动切换按键、手动增加按键及手动减少按键三个按键，系统默认为自动状态，考虑到自动可能会失灵，设置手动按键来调节 LED 灯的亮度

24、等级，当自动/手动档处于自动状态时，系统会跳转自动部分执行，当处于手动状态时，可人为的通过手动增和手动减调节亮度等级。按键电路如图 3-4 所示：LED 亮度自动调节系统设计8图3-4 按键电路3.23.2 光信息采集及光信息采集及 A/DA/D 转换模块转换模块本次设计的光信息采集模块7是整个系统的输入模块，由光电转换电路和模/数转换电路构成。3.2.13.2.1 光电转换电路光电转换电路1)光敏传感器简介光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器.它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电

25、量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光敏传感器在检测和控制中应用非常广泛。光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化） 。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达 110M 欧,在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。根据系统参数和器件性价比，我们选择常用的光敏电阻

26、 GL5549 它具有体积小，反应速度快，灵敏度高，可靠性好等优点。2)光电转换电路光电转换电路如图 3-5 所示：LED 亮度自动调节系统设计9图 3-5 光电转换电路光敏电阻与 1K 电阻串联，经限流电阻与模/数转换电路连接，光照越强，光敏电阻阻值越小，则光电转换电路输出电压越大，反之越小。3.2.23.2.2 A/DA/D 转换电路转换电路1)A/D 转换芯片 ADC0804 介绍ADC0804 是一个早期的用来实现 A/D 转换8的转换器，因其价格低廉而在要求不高的场合得到广泛应用。ADC0804 是一个 8 位、单通道、低价格 A/D 转换器，主要特点是：摸数转换时间大约 100us

27、；方便的 TTL 或 CMOS 标准接口；可以满足差分电压输入；具有参考电压输入端；内含时钟发生器；单电源工作时（0V5V）输入信号电压范围是 0V5V；不需要调零等等。由于单片机只能识别数字量，需要我们把光电转换后的模拟电压信号转化为相应的数字信号送给单片机。在实际中常用的模数转换芯片有ADC0804、ADC0809、AD574 等，考虑外围电路的简单，且 ADC0804 的功能能基本达到本次设计的要求，我们选择它作为本次设计的 A/D 转换芯片。ADC0804 芯片的引脚图如图 3-6：LED 亮度自动调节系统设计10图 3-6 ADC0804所有引脚定义如下： （引脚 1）：片选信号。低

28、电平有效，高电平时芯片不工作。 （引脚 2）：外部读数据控制信号。此信号低电平时 ADC0804 把转换完成的数据加载到 DB 口。 （引脚 3）：外部写数据控制信号。此信号的上升沿可以启动 ADC0804 的A/D 转换过程。 CLK IN（引脚 4）：时钟输入引脚。ADC0804 使用 RC 振荡器作为 A/D 时钟，CLK IN 是振动器的输入端。 （引脚 5）：转换结束输出信号。ADC0804 完成一次 A/D 转换后，此引脚输出一个低脉冲。对单片机可以称为中断触发信号。 Vin（+） （引脚 6）：输入信号电压的正极。 Vin（） （引脚 7）：输入信号电压的负极。可以连接到电源地。

29、 AGND（引脚 8）：模拟电源的地线。 Vref/2（引脚 9）：参考电源输入端。参考电源取输入信号电压（最大值）的二分之一。例如输入信号电压是 0V5V 时，参考电源取 2.；输入信号电压是0V4V 时，参考电源取 2. 0V。 DGND（引脚 10）：数字电源的地线。 DB8DB0（引脚 11引脚 18）：数字信号输出口，连接单片机的数据总线。 CLK R（引脚 19）：时钟输入端。 VCC（引脚 20）：5V 电源引脚。 补充说明：CLKI（引脚 4）和 CLKR（引脚 19）：ADC08010805 片内有时钟电路，只要在外部“CLKI”和“CLKR”两端外接一对电阻电容即可产生 A

30、/D 转换所要求的时钟，其振荡频率为 fCLK1/1.1RC。其典型应用参数为：LED 亮度自动调节系统设计11R=10K，C=150PF，fCLK640KHz，转换速度为 100。若采用外部时钟，则外部 fCLK 可从 CLKI 端送入，此时不接 R、C。允许的时钟频率范围为100KHz1460KHz。主要电气特性有，工作电压为5V，模拟输入电压范围为 05V，分辨率为 8 位，即分辨率为 1/28=1/256，转换时间为 100us（fck640KHz 时） ，转换误差约1LSB。ADC0804 是属于逐次逼近型（Successive Approximation Method）的A/D 转

31、换器，这类型的 A/D 转换器除了转换速度快（几十至几百 us） 、分辨率高外，还有价钱便宜的优点，普遍被应用于单片机的接口设计上。ADC0804 时序图如图 3-7 所示：图 3-7 ADC0804 时序图2) ADC0804 接口电路ADC0804 与 STC89C52 的连接方法如图 3-8 所示。ADC0804 的片选信号线由 51 单片机的 P2.7 口控制，ADC0804 的读写信号控制线 WR、RD 由单片机的P3.6、P3.7 控制，ADC0804 的 8 位数据 DB0DB7 连接单片机的 P1 口，ADC0804 的内部转换频率由 R4、C4 确定。图 3-8 ADC080

32、4 接口电路LED 亮度自动调节系统设计123.33.3 LEDLED 亮度调节模块亮度调节模块1)三极管 NPN9013 介绍三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的 PN 结，两个 PN 结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有 PNP 和 NPN 两种。s9013 NPN 三极管主要用途：作为音频放大和收音机 1W 推挽输出。三极管 9013 主要参数：结构：NPN集电极-发射极电压 25V集电极-基电压 45V射极-基极电压 5V集电极电流 0.5A耗散功率 0.625W结

33、温 150特怔频率 最小 150MHZ放大倍数：D64-91 E78-112 F96-135 G122-166 H144-220 I190-300主要用途：放大电路图 3-9 9013 引脚图2) LED 亮度调节电路该电路作为本次设计的输出显示模块，用于调节 LED 的亮度，由三极管和 16个 LED 构成。电路图如图 3-10 所示：LED 亮度自动调节系统设计13图 3-10 LED 亮度调节电路3.43.4 电源模块电源模块目前我国居民最常用为 220V,50HZ 的交流电，而系统需+5v 直流电和+12V 交流电，故电源模块采用 220V 转 12V 变压器，可以输出 12V 交流电

34、，然后经桥式整流及 7805 稳压芯片处理，最后经滤波后输出+5v 直流电压910。1)稳压芯片 L7805 简介L7805 是日本三洋公司生产的三端固定稳压集成电路。该电路内置短路保护及热保护电路，具有输出电压固定的特点，广泛应用于各种电视机、收录机、电子仪器等设备中作电源稳压用。L7805 集成电路的引脚功能及数据如表 3.9 所示表表 3.1 L7805 集成电路的引脚功能及数据集成电路的引脚功能及数据引脚符号功能电压（V）1IN电压输入122GND接地线端03OUT电压输出52)典型稳压电路如图 3-11 所示：LED 亮度自动调节系统设计145VCP4103CP347uFCP1220

35、uFCP2105SW1ASW-2X2WAYVin15V3GND2U3L7805GND+1-2J6POWER-INPUT图 3-11 典型稳压电路CP1、CP2、CP3、CP4 分别为输入端和输出端滤波电容。当输出电较大时，7805 应配上散热板。4 4 软件设计软件设计4.14.1 系统程序开发软件简介系统程序开发软件简介随着单片机开发技术的不断发展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断发展，Keil 软件是目前最流行开发 MCS-51 系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持 Keil。该软件是美国 Keil Software 公司出品的软件开发

36、系统，其允许用户使用汇编或者 C 语言来开发 MCS-51 单片机（或与 MSC-51 指令兼容的其它单片机）的应用软件。功能上，Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。外观上采用全Windows 界面，容易上手。性能上，即便是使用高级语言开发应用程序，其生成的目标代码效率也非常高，多数语句生成的汇编代码很紧凑。本系统的软件设计采用了 Keil C51 这种单片机 C 语言，Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优

37、秀软件之一，它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编，和C 语言的程序设计，界面友好，易学易用。单片机开发软件 KeilC 编程界面如图4.1 所示。采用 Keil C51 开发 8051 单片机应用程序一般需要以下步骤。1). 在 u Vision4 集成开发环境中创建一个新项目（Project） ，并位该项目选定合适的单片机 CPU 器件，本系统选择 STC89C52 芯片。2). 利用 u Vision4 的文件编辑器编写 C 语言源程序文件，并将文件添加到项目中去。一个项目可以包含多个文件，除源程序文件外还可以由库文件或文本说LED 亮度自动调节系统设计15明文件。3). 通过 u Vis

38、ion4 的各种选项，配置 Cx51 编辑器，Ax51 宏编辑器，BL51/Lx51 连接定位器以及 Debug 调试期的功能。4). 利用 u Vision4 的构造（Build）功能对项目中的源程序文件进行编译连接，生成绝对目标代码和可选的 HEX 文件，如果出现编译连接错误则返回到第 2 步，修改源程序中的错误后重新构造整个项目。5). 将没有错误的绝对目标代码装入 u Vision4 调试器进行仿真调试，调试成功后，将 HEX 文件写入到单片机应用系统的 EPROM 中。4.24.2 系统总流程图系统总流程图硬件的结构一经确定，大的功能框架也就形成了。软件在硬件构筑的平台上，完成各部分

39、硬件的控制及协调。系统功能是由软件硬件共同实现的，由于软件的可伸缩性，最终实现的系统功能可强可弱，差别可能会很大。所以，软件是本系统的灵魂。软件的设计采用模块化的设计方法，这样不仅易于编程和调试，也可以减小软件的故障率，还有提高软件的可靠性。因此，对软件进行全面的测试是检验错误、排除故障很重要的手段。硬件电路设计完成后的工作是通过软件编程来实现系统的主要功能，也就是进行软件开发。对于电子系统，软件设计建立在具体硬件电路基础之上，系统功能的实现以及工作的可靠性不仅需要合理的硬件设计，很大程度上取决于功能完善、算法先进的软件设计。一个合理的软件设计能够充分发挥微控制器的运算和逻辑控制功能，可靠地实

40、现系统的各种功能。LED 亮度自动调节系统设计16图 4-1 系统主程序流程图本设计采用 C 语言编程，先设定当下的环境亮度为设定亮度，当环境的亮度变亮的时候，即大于那设定亮度时，减少 LED 灯点亮的个数，并且以此当下的环境作为设定的亮度；当环境亮度再次改变，变暗的时候，增加 LED 灯点亮的个数，并且以此为设定的环境亮度；通过设定环境亮度的标准来自动调节 LED 亮度。4.34.3 光强判断流程图光强判断流程图ADC0804 精度为 8 位，用 0-255 表示 0-5V，即 1V=51。光强判断子程序流程图如图 4-2 所示：图 4-2 光强判断子程序流程图5 5 系统调试系统调试5.1

41、5.1 调试调试5.1.15.1.1 硬件调试硬件调试采用 Protel99Se 画出原理图和 PCB 图5，再进去制版。电路板做完以后，首LED 亮度自动调节系统设计17先要检查电路是不是存在断路、短路，还有焊点是不是存在虚焊，用到的仪器是万用表；接着就要检测光电转换电路是否能随光照强度的变化而变化，LED 是否能点亮。5.1.25.1.2 软件调试软件调试利用软件调试的常用的 keil 仿真器，对 C 语言进行调试。5.1.35.1.3 整体调试整体调试将调试好的软件和硬件一起结合起来，进行调试，能实现手动和自动控制LED 亮灯个数，那就已基本完成。需把程序用烧写器烧到单片机中，然后再对电

42、路进行操作。若没达到预期效果，则需善加修改。5.1.45.1.4 操作指南操作指南1).接上+5V 的电源，开机即为工作状态，系统 led 亮度根据外界光照强度变化而变化（光照强，led 灯点亮个数减少，反之增加） 。2).按下“手动/自动切换”键，切换到手动调整系统 led 亮度，按下“+”键增加亮度等级，按下“-”键减小亮度等级（亮度等级为 led 点亮个数的不同）3).按下“复位”键，回到开机准备状态。6 6 结束语结束语6.16.1 总结总结在当今社会大力提倡节能减排的大背景下, 发展 LED 照明具有不可估量的经济价值及社会价值。目前世界上许多国家都在研究 LED 的应用，本课题选取

43、了LED 应用的一个部分，基于单片机的自动调光。本次毕业设计由于时间、经验、水平等局限，做出的东西并不完美。虽然能够做出了实物，简单的功能也能够运用；但是有很多地方都没做到位。最主要的是以下 2 点：1).当初设计的时候是想产生白光的，但由于时间紧张，技术要求比较高，没有达到这个要求。2).有个 LED 会一闪一闪的，主要是采用的 AD 是 8 位精度的，当初在选择芯片的时候考虑的不够周到，下次有时间一定把它完善。6.26.2 体会体会毕业论文的撰写也是一个坚辛与快乐地过程。在这个过程中我查找了许多相关的资料和文献，真的觉得自己学到了不少东西，比如学会了资料的查找和使用及学会了合作与交流。当然

44、，这也不单单只是学会如何查阅资料和利用工具书，主要的还是对自身的知识水平及动手能力的提高。此外，我也真正体会到了要做好一件事情并不是只有热情和激情就可以的，还需要一定的专业知识和能力。但LED 亮度自动调节系统设计18不管如何，态度决定一切，只要有心，任何困难都是可以克服的。本论文是在郑金菊老师的悉心指导下完成的，在整个课题的总体设计思想和很多具体的细节方面都得到了郑老师的精心指导、帮助。郑老师不仅在学习和科研上给予了我教诲，也在对待人生态度与工作态度上给了我很大的指导。导师严谨的治学态度、渊博的学识、丰富的科研经验使我终生受益。导师在毕业设计的整个过程中始终给予了我最大的鼓励和支持，并时时给

45、予必要的关心和启迪。在此，向导师汪晓东老师表示我最衷心的感谢。同时我还要感谢毕业设计过程中所有给我真诚帮助的老师和同学。LED 亮度自动调节系统设计19参考文献参考文献1李兵. 国外照明技术的发展. 光源与照明, 2004(4):36-372易安.半导体照明 21 世纪的节能新光源J.中国创业投资与高科技,2004,32(1):32-333张巨芳.第四代新光源LED.安徽电子信息职业技术学院学报,20065尉广军,郝永生,姚义.单片机系统中复位电路的可靠性分析与设计J.仪器仪表学报 2002年 S2 期6刘凤格.MCS-51 单片机的时钟电路J.菏泽师范专科学校学报,2003 年 02 期7何

46、立民.单片机应用技术选编. 北京航空航天大学出版社.2000:241-2458刘虹. 绿色照明概论. 中国电力出版社，2009-01:212-2189王占庆,毛兴武.交流电源供电的大电流 LED 驱动电路.中国照明电器.200610金永镐. 基于总线模式的交通灯控制系统的设计J. 信息化纵横， 2009,0811周志敏等.应用电路.电磁兼容.PCB 布线.北京：电子工业出版社,200412Neuron Chip Data Book，Echelon Corporation，1995-02:19-2113Colm Slattery, Mariah Nie. A Reference Design for High-Performance,Low-Cost WeighScalesJ. Analog device,2005,39(12):134-143LED 亮度自动调节系统设计20附录附录1 1 LEDLED亮度自动调节系统原理图亮度自动调节系统原理图原理图