单片无线遥控LED应急照明系统

单片无线遥控LED应急照明系统班 级自101学 号 单片无线遥控LED应急照明系统的设计与实现 院（系、部）：信息工程学院姓 名：马仲伟专 业： 自动化指导教师：李洋教师职称：教授 2011年 11月 15日北京摘 要当今时代，节能是一个主流的话题。而且在照明方面节能也是一个重大的课题，大功率LED的出现及在照明上的普及，使照明节能不再是一纸空文。大功率LED作为第四代电光源，赋有“绿色照明光源”之称，具有体积小、安全低电压、寿命长、电光转换效率高、响应速度快、节能、环保等优良特性，必将取代传统的白炽灯、卤钨灯和荧光灯而成为21世纪的新一代光源。而单片机则在控制方面有着无可代替的优势，它具有编程方便，可在线下载程序，多中断等优势，用单片机来控制大功率LED的照明是一个低成本，高效率的选择。如果把无线遥控加入到这个系统中，也就是用无线来传输对LED灯的控制，将会极其便捷。关键词：大功率LED 节能 单片机 无线遥控1单片无线遥控LED应急照明系统目 录第一章 前言11.1 开发单片无线遥控LED应急照明系统的意义11.2 系统开发中应注意的基本原则11.3 现阶段国内外LED照明的发展现状1第二章 元器件及IC的选择32.1 元器件及IC的基本介绍32.2 LED的选择及优点7 第三章 发射与接收系统的实现93.1 发射系统的实现93.2 接收系统的实现93.3 相关代码9第四章 对未来LED照明发展前景的瞻望194.1 对未来LED照明发展前景的瞻望19参考文献20 第一章 前 言1.1开发单片无线遥控LED应急照明系统的意义节能减排在当今世界显得尤为重要，而照明方面的节能则是首要考虑的方面。而节能的一个主要措施就是提高电能的利用效率。资料显示，如果出现一种新技术能把电能利用率提高百分之一，那么这个技术每年就可以为全世界节省上亿。而单片机则是一种价格低廉，性能优良的微控制器，适合用于照明系统，二者结合的产物，如能加以推广，将会为全世界节省大量的能量，所以开发单片无线遥控LED应急照明系统是很有必要的1.2 系统开发中应注意的基本原则在单片机开发中有很多要注意的基本原则，而无线遥控更是如此，所以我们在开发中要注意这些基本原则，这是开发的首要原则。1.2.1电磁兼容原则电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此，EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。1.3现阶段国内外LED照明的发展现状 发展至2010年，中国生产照明用功率LED的厂家有上百家之多，生产的大功率LED品质也各不相同，国内目前以国星光电、九洲光电、瑞丰光电、量子光电、山西光宇、中宙光电等厂家生产的照明用LED代表国产器件的较高水平。据有关研究机构统计数据显示，国星光电、九洲光电、瑞丰光电位居2009年LED照明市场占有率前三位，其中瑞丰光电在深圳市场位居首位。国星光电首创了国际上基于PCB的大功率LED器件结构，在基板材料、生产工艺等方面实现了创新。2009年底，国星光电设立LED照明事业部，开始从事LED灯具、光源模块等LED应用产品的研发与生产，正式涉足产业下游。九洲光电作为四川九洲电器集团的子公司，在2004年进入封装行业，2007年通过并购的方式扩展了大功率照明业务，包括100lm/W的大功率LED研发、LED路灯核心技术和轨道车厢及船舶用LED照明产品研究及产业化。目前已经申请包括发明专利在内的专利共90多项。瑞丰光电则是国内前三名企业中唯一专注照明用LED器件封装的企业，注重核心技术研发，与内地多所高校院所及康佳集团建立技术合作,在共晶技术、二次光学、高导热材料的开发、表面粗化技术(目前可以提升整体产品的出光效率30%以上)、产品的显色指数(目前最高可以做到95以上，这远超过所规定的80的标准)、无光点面光源、硅胶molding、陶瓷产品开发等技术方面居国内领先水平。瑞丰光电已经成为全球汽车仪表、汽车音响、车载DVD、中大尺寸LCD背光源、手机、室内照明、装饰照明等领域的光电器件主流供应商。这些厂家的照明用LED产量占据了国产市场的60%以上，产品平均毛利率在30%左右。目前这些国内企业在封装技术上可与全球一线大厂比肩，所以相比进口器件，国内封装的照明用功率LED器件具有很大的比较优势，价格也与台湾产品看齐。目前国外厂家主要以Cree和PhilipsLumileds代表着市场上最高品质的大功率LED,基本上占据了全球大功率LED高端市场的90%以上。Cree的产品由于种类众多，各种规格的大功率LED比较齐全，产量大且供货较稳定成为大功率LED的主流。而中国台湾生产的大功率LED占了中端市场大部分，其生产的大功率LED性比比较高。第二章 元器件及IC的选择2.1 单片机的选择本系统选择使用AT89S52为主控制器。AT89S52为 ATMEL 所生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flsah存储器。（一）、AT89S52主要功能列举如下：1、拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash2、晶片内部具时钟振荡器（传统最高工作频率可至 12MHz）3、内部程序存储器（ROM）为 8KB4、内部数据存储器（RAM）为 256字节5、32 个可编程I/O 口线6、8 个中断向量源7、三个 16 位定时器/计数器8、三级加密程序存储器9、全双工UART串行通道（二）、AT89S52各引脚功能介绍：VCC：AT89S52电源正端输入，接+5V。VSS：电源地端。XTAL1：单芯片系统时钟的反相放大器输入端。XTAL2：系统时钟的反相放大器输出端，一般在设计上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振荡晶体系统就可以动作了，此外可以在两引脚与地之间加入一 20PF 的小电容，可以使系统更稳定，避免噪声干扰而死机。RESET：AT89S52的重置引脚，高电平动作，当要对晶片重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个机器周期以上的时间，AT89S51便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器之内容均被设成已知状态，并且至地址0000H处开始读入程序代码而执行程序。EA/Vpp：EA为英文External Access的缩写，表示存取外部程序代码之意，低电平动作，也就是说当此引脚接低电平后，系统会取用外部的程序代码（存于外部EPROM中）来执行程序。因此在8031及8032中，EA引脚必须接低电平，因为其内部无程序存储器空间。如果是使用 8751 内部程序空间时，此引脚要接成高电平。此外，在将程序代码烧录至8751内部EPROM时，可以利用此引脚来输入21V的烧录高压（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文Address Latch Enable的缩写，表示地址锁存器启用信号。AT89S52可以利用这支引脚来触发外部的8位锁存器（如74LS373），将端口0的地址总线（A0A7）锁进锁存器中，因为AT89S52是以多工的方式送出地址及数据。平时在程序执行时ALE引脚的输出频率约是系统工作频率的1/6，因此可以用来驱动其他周边晶片的时基输入。此外在烧录8751程序代码时，此引脚会被当成程序规划的特殊功能来使用。PSEN：此为Program Store Enable的缩写，其意为程序储存启用，当8051被设成为读取外部程序代码工作模式时（EA=0），会送出此信号以便取得程序代码，通常这支脚是接到EPROM的OE脚。AT89S52可以利用PSEN及RD引脚分别启用存在外部的RAM与EPROM，使得数据存储器与程序存储器可以合并在一起而共用64K的定址范围。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一个8位宽的开路汲极（Open Drain）双向输出入端口，共有8个位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此类推。其他三个I/O端口（P1、P2、P3）则不具有此电路组态，而是内部有一提升电路，P0在当做I/O用时可以推动8个LS的TTL负载。如果当EA引脚为低电平时（即取用外部程序代码或数据存储器），P0就以多工方式提供地址总线（A0A7）及数据总线（D0D7）。设计者必须外加一锁存器将端口0送出的地址栓锁住成为A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址总线，而定址到64K的外部存储器空间。PORT2（P2.0P2.7）：端口2是具有内部提升电路的双向I/O端口，每一个引脚可以推动4个LS的TTL负载，若将端口2的输出设为高电平时，此端口便能当成输入端口来使用。P2除了当做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52扩充外接程序存储器或数据存储器时，也提供地址总线的高字节A8A15，这个时候P2便不能当做I/O来使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个LS TTL负载，同样地若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。如果是使用8052或是8032的话，P1.0又当做定时器2的外部脉冲输入脚，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中断输入的触发脚位。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有内部提升电路的双向I/O端口，其输出缓冲器可以推动4个TTL负载，同时还多工具有其他的额外特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部数据存储器内容的读取或写入控制等功能。其引脚分配如下：P3.0：RXD，串行通信输入。P3.1：TXD，串行通信输出。P3.2：INT0，外部中断0输入。P3.3：INT1，外部中断1输入。P3.4：T0，计时计数器0输入。P3.5：T1，计时计数器1输入。P3.6：WR：外部数据存储器的写入信号。P3.7：RD，外部数据存储器的读取信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。（三）、AT89S52最小系统：（四）、接收模块与发射模块简介发射模块：工作频率：315M工作电压：DC9V工作电流：3mA(5.0VDC)工作原理：超再生调制方式：ASK编码芯片：SC2272（PT2272、PT2294），芯片兼容遥控距离：2050米以上（开阔地）2.2 LED的选择及优点大功率LED作为照明光源具有体积小、耗电小、发热小、寿命长、响应速度快、安全低电压、耐候性好、方向性好等优点。 外罩可用PC管制作，耐高温达135度.，低温-45度 1.使用寿命：大功率LED路灯使用寿命高达50,000小时以上 2.节能：比高压钠灯节电80%以上 3.绿色环保。大功率LED路灯不含铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染 4.安全：耐冲击，抗震力强，led发的光在可见光范围内，无紫外线（UV）和红外（IR）辐射。无灯丝和玻璃外壳，没有传统灯管碎裂的问题，对人体无伤害、 无辐射； 5.无高压，不吸灰尘。消除了普通路灯因高压吸收灰尘导致灯罩发黑引起的亮度降低； 6.无高温，灯罩不会老化发黄。消除了普通路灯因高温烘烤灯罩使其老化发黄引起的亮度降低和寿命的缩短； 8.启动无延时。led在纳秒级，通电即达正常亮度，无须等待，消除了传统LED路灯长时间的启动过程； 9.无频闪。纯直流工作，消除了传统路灯频闪引起的视觉疲劳； 10.无不良眩光。消除普通大功率LED路灯的不良眩光所引起的刺眼、视觉疲劳与视线干扰，提高驾驶的安全性，减少交通事故的发生。 11.柔性化好LED光源的精巧，使LED灯能适应各种几何尺寸和不同空间大小的装饰照明要求，诸如：点、线、面、球、异形式，乃至任意艺术造型的灯光雕塑； 12. 色彩纯厚由半导体PN结自身产生色彩，纯正，浓厚；色彩丰富三基色加数码技术，可演变任意色彩； 可用范围： 大功率LED在油田、石化、铁路、矿山、部队等特殊行业、舞台装饰、城市景观照明、显示屏以及体育场馆等，特种工作灯具中的具有广泛的应用前景。第三章 发射与接收系统的实现3.1 发射部分发射部分由单片机最小系统，按键阵列，发射模块，电源部分四个部分组成发射部分采用SC2262芯片，此芯片为解码集成芯片，是一种使用CMOS工艺制造的低功耗低价位的通用编解码电路，SC2262最多可以有12位三态管脚，任意组合可以有个地址码，SC2262有六位数据端口，可以用于无线发射。以下为接收部分流程图：89S52无线发送电路SC2262编码按键3.2 接收部分接收部分由单片机最小系统，接收模块，LED，电源部分四个部分组成接收部分采用SC2272芯片，此芯片与无线发射模块基本相同，不作介绍。以下为接收部分流程图：控制LED灯亮灭无线接收电路SC2272解码89S52发射部分：#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit l1=P10;sbit l2=P11;sbit l3=P12;sbit l4=P13;sbit l5=P14;sbit l6=P15;sbit D0=P00;sbit D1=P01;sbit D2=P02;sbit D3=P03;bit send_flag=0;uint gvalue=0;uint sum=0;uint time=0;uint Data10=0x0a,0x09,0,0,0,0,0,0,0,0x0f;void init_timer(void);void Init(void);void ScanKey(void);void send_data(void);main()Init();while(1)ScanKey();send_data();void init_timer(void)TMOD=0x01;TH0=0x3c;TL0=0xb0;ET0=1;TR0=1;EA=1;void init(void)init_timer();l1=0;l2=0;l3=0;l4=0;l5=0;l6=0;void 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