基于AVR单片机红外遥控调光灯设计论文.doc

遥控调光灯的设计摘要：本设计以“环保、节能、高性价比”为前提，以ATMEGA16L单片机为主控及从机控制芯片，通过开关电源模式通过PWM信号来驱动外围开关开关电路调控灯光亮度，具有节能高效的性能。本设计可以通过遥控从机对灯光进行高亮度、低亮度、和中亮度的调节，也可以由主机根据外界给以的模拟电压进行通过自身的旋转亮度旋钮进行任意亮度的调节。关键词： ATMEGA16L SM0038 PWM1.系统方案选择与论证方案一：从机模块采用市面家电红外发送模块，接收采用红外一体化接收，遥控从机改变PWM占空比法来对光的亮度进行调节，主机则由DA芯片输出模拟电压调节任意光亮.方案二：从机采用单片机发送红外信号，接收采用红外一体化接收，遥控从机改变PWM占空比法来对光的亮度进行调节，主机则由单片机采集到的模拟量进而输出相应的PWM信号调节任意光亮.方案一和方案二都能实现光的调节，两方案比较，方案一采用市面红外发送模块不符合但学生的创新设计理念，同时旋转调节因为DA芯片不仅增加成本，也增加了相对复杂的外围电路。而方案二从机上采用自制发送模块不仅可节约成本同时也赢得自我锻炼的机会。主机上，不管遥控调节还是旋转调节最终的都由PWM信号驱动同一外围电路，这样可更好的减少功耗，且外围电路少而简单。由此知方案二比较优越，故采用方案二。2 .系统的具体设计与实现2.1总体思路通过红外一体化接收头接收红外发射相应的编码数据，经单片机处理后，通过改变PWM占空比法控制灯亮度不同。主机上则由单片机采集到的模拟量进而输出相应的PWM信号调节任意光亮度2.2总体设计结构1、红外发送。2、LED驱动。3、红外接收4、参考电压采集 单片机红外编码发送LED外围驱动电路模拟电压3硬件电路的设计 硬件电路主要由两大部分组成:从机控制模块和主机控制模块。而主机功能模块上由LED驱动模块、数据采集模块及红外接收模块组成。3.1单片机ATMEGA16L最小系统3.2 LED亮度驱动模块如图2所示 图2 高亮度LED驱动电路不同PWM信号C1两端的电压值3.3 模拟电压电路模块方案一：采用专用AD芯片进行采集。可以更高精度的模拟量采集，增加成本。方案二：采用mega16l内部AD转换。其内部具有10位AD模块，根据题目要求完全可以满足需要，同时程序简单易写故为采用。当S2按下时旋转调节有效，旋转时即改变电阻从而采集到不同的电压值，单片机根据不同的电压值输出相应的PWM信号实现亮度调节。3.4红外接收采用SM0038一体接收模块，使用简单价格低廉。SM0038红外接受模块HS0038b接受到38k载波时，会输出低电平，否则输出高电平 接收产生信号3.5 红外发送设计38k载波有效发送数据4系统软件设计4.1 从机发送程序流程图开始初始化是否有按键按下发送编码PD7发送数据波PD5发送38K载波4.2 主机程序流程图初始化PA4低？解码码 3码2码1码4码5Pwm 10%PD5输出频率为25k占空比由编码调节而定的Pwm信号50%100%80%+ 4%模拟电压采样相应PWM5 数据测试5.1 测试仪器数字万用表、数字示波器、PC机5.2测试方法通过程序改变PWM的占空比来观察LED的亮度的变化。初始PWM的周期为25KHZ,初始占空比为10；不断改变PWM占空比就可以是LED 处以不同亮度，找出差不多处以高亮度、中亮度、低亮度的三个值就可。主机调节则通过参考电压从而调节PWM波的占空比亦使LED 处于不同亮度。5.3指标测试（从机调解）PWM（25Khz）近似亮度从机1键占空比10%低亮度从机2键占空比50%中亮度从机3键占空比100%高亮度从机4键占空比80%一般高亮度从机5键占空比+4%相应改变6结果分析 通过对数据的分析，占空比取10%值时，低亮度效果明显，取50%值时，中亮度效果比较明显，取100%值时，高亮度效果比较明显。对PWM占空比调节时，通过测试发现，PWM频率越大亮度越稳定，同时驱动电路损耗越小，其性能也越好。7 总结本作品采用PWM节能法来调节灯光的亮度。外围电路具有简单且驱动能力强，降低成本，效率高的特点。该系统软硬结合以软件调节为主，可修复空间大