C、遥控调光灯的设计.doc

C、遥控调光灯的设计作 者：马志勇，施健华，蒋岸作者单位：东南大学成贤学院指导教师：张轶C、遥控调光灯的设计摘 要： 本系统由经典的51单片机为核心（由于需要3个定时器选择52单片机），主机与从机通过串口的RS-232协议与无线模块相连传输信号，主机运用模拟PWM来控制高亮度LED的亮度和亮灭，从机通过4个按键控制LED灯亮度的3个等级和亮灭，主机接收执行并通过语音模块实时播报灯亮度情况。（语音部分由于时间关系暂未完成）关键词：51，RS232，无线，PWM,语音C. Design of Adjust Lighting Remote ControlAbstract: This system is base on 51-MCU (For we need 3 timer so we chose 52).The main MCU use serial port to communicate with wireless components, the main MCU uses PWM to hold light and dark of LED. The sub-MCU controls the lighting by 4 keys, and the main MCU receives data and use Voice Module to show the stage of lighting.Key words: 51, RS232, wireless, components, PWM, Voice Module一、 方案论证与比较数据传输方案一：有线传输有线传输数据接线简单，易于操作，价钱较便宜，但其扩展性差，只能形成一对一的传输关系，如传输距离较远还可出现信号衰减等问题，且移动性很差。方案二：无线传输无线传输扩展性较强，只需要增加发射机与接收机及前端设备就完成。全无衰减，但如设备有老化现象，只需更换老化部分的设备而无需全套更换。移动性非常高，在一些特殊情况下，前端设备只需在某一范围内移动。由于不需要布线和无线传输本身的许多优点，安装成本非常低廉，但是由于无线传输是新生物，它的设备成本还较高，然而维护成本低使得它的整体成本还是较有线传输有优势。方案三：红外传输外线通信技术适合于低成本、跨平台、点对点高速数据连接，尤其是嵌入式系统。但是它通讯距离短，通讯过程中不能移动，遇障碍物通讯中断； 红外通讯技术的主要目的是取代线缆连接进行无线数据传输，功能单一，扩展性差。题目中要求用红外传输，但由于时间较为紧张，手头没有红外模块，只有无线模块，故选择了无线方式，遥控距离可达400M。方案四：GSM模块传输相对于无线专网成本不算低，性价比优势不大；而通信协议比专网复杂很多，入门有一定难度，不如无线专用简单易用。受公网业务开通状况及信号覆盖范围的影响较大，能否在某处使用，完全取决于运行商的系统建设情况，不如无线专网灵活。运行费用较高，GPRS是按流量计费，那样通过网络侵入的无用信息也会被计费。核心控制模块方案一：EasyARM1138 这是一款比较稳定的ARM，内嵌比较先进的CortexM3内核，并且价格比较低廉，资源比较多，IO中断较多。4个Timer定时/计数器，3路全双工UART、7组GPIO口，每个口都可以设置为外部中断、8路10位ADC，系统相当稳定。方案二：51单片机具有可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位微处理器，该器件采用高密度非易失存储器制造技术制造，有工业标准的MCS-51指令集和输出管脚。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，是一种高效微控制器，51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.方案三：用NEC 16位单片机UPD78F1166来完成，此芯片在市场上，仪器仪表行业也占有相当的占有率，具有代表性。芯片主要资源和特点：1、双串口，主机可以不加扩展以UART协议连接两个从机系统；2、低功耗，STOP模式，可达1uA；3、16通道10位A/D，可以方便的进行多路A/D采集；2路D/A，方便进行数模转换；4、硬件IIC控制模块，可以不占CPU资源与EEPROM通讯；方案四： MSP430 单片机是 16 位的单片机，主要开发语言是c。采用了精简指令集（ RISC ）结构，只有简洁的 27 条指令，大量的指令则是模拟指令，众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令，功能强，运行的速度快。MSP430 系列单片机在低功耗方面的优越之处，则是 89C 51 系列不可比拟的。正因为如此， MSP430 更适合应用于使用电池供电的仪器、仪表类产品中。 本系统中，功能较为简单，故只选用51即可。二、系统设计与理论分析1.无线传输模块无线模块部分我们选择的是SRWF-1021系列无线数传模块，它是通用透明传输模块，能适应任何标准或非标准的用户协议：微功率发射，最大发射功率10dBm(433/470MHz)、5dBm(868/915MHz)。 载波频率可提供433/470/868/915MHz四种选择高抗干扰能力和低误码率：基于GFSK/FSK的调制方式，采用高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力。这个系统里我们选择用RS232传输协议。2.按键模块我们选用4X4矩阵键盘，使用，焊接均比较简单。按键1，按一下亮，再按一下灭；按键2最亮；按键3中等亮度；按键4最暗；按键后主机控制语音芯片实时播报。3.LED模块4.PWM模块本系统通过单片机2个定时器模拟PWM电路来控制LED灯的亮暗程度。三、系统测试1.测试仪器与设备经过我们实地测量，空地间无障碍物，传输距离可达400M以上，距离再增加，会出现误码。四、结论通过单片机模拟PWM控制LED灯的亮灭，以无线传输控制。基本完成了题目要求，扩展部分增