可控led照明及检测报告讲解

1、培训报告题目：可控 led 照明及检测组员：学院：电子控制与工程专业：电子科学与技术可控led照明灯设计报告摘要：本组采用ti的tps61040作为led的驱动芯片，以msp430单片机为控制核心，光敏二 极管作为照度检测传感器，实现led电流预制功能及照度检测？关键词：msp430照度检测tps61040总体方案设计与论证1、恒流部分方案一：系统恒流可控部分采用分立元件搭建，由于分立元件各项参数可方便自由更改,如果参数适当，系统的整体性能将会远远超过集成元件的性能。但由于分离元件的各 项参数都可调，如果不具备丰富的经验，将会给调试带来很大困难。方案二：恒流部分采用开关电源芯片驱动，由于开关电

2、源的低损耗将会对整体电路的效率有较大提升，同时集成芯片外围器件简单，方便电路的安装设计综合考虑本系统采用方案二2、芯片选择msp430系列单片机具有处理能力强值算速度快？超低功耗？片上资源丰富？方便高 效的开发环境等优良特性 ？tps61040作为恒流数控电源，1.8v至6v的输入电压范 围,400ma的输出电流能力，最高输出电压达28v,满足本设计的所有要求 ？本系统采用单片机 msp430f149为系统控制的核心，主要包括tps驱动模块，led的 功率检测，电源和光度计的制作模块等，总体框图如图表1?adcadc3 fp430电压电 流检测恒流可控电 源及l e d件图表1各模块电路方案选

3、择1、恒流及功率检测vcc5vl1d14.7 fvcon10 ghu1vin swen fbgndc1 tps61040brm120lt1c2-0.1 /vout1r5200kqr2ed2led1r31 r4 120kq120kqvout2r1 110q120kq图表2tps61040是一个dc/dc的低功率boost升压电路转换器，由于内部开关频率达 到1m所以外部元件可以值可以取很小。其中en端是使能端保证芯片的正常工作，fb是反馈端内部参考电压1.233v,外部接电流采样电阻实现恒流输出。ad转换采用msp430内部集成12位adc将输出电压采样传送给单片机，使用精密电阻采样电流经送入单

4、片机的 adc,单片机计算出功率后送入 1602液晶屏显示？电感l1是储能电感，d1和1uf电容用于整流滤波？rs将输出电流转换为电压 反馈到fb,控制输出电流的稳定，单片机通过数模转换芯片 tlv5618控制r2的电压， 设定输出电流，其中 da输出3.3v时io=0, da输出0v时io=20ma 。2、数模转换部分采用tlv5618,tlv561哪容spi协议，12位串行da,具有较高精度，且占用 io 口很少，符合本设计要求。vcc5vr6470。dacreftlv5618u3tl431cp 汉ln 丁、c110-c20.1(fhdr2x3offpage1offpage2-aoffpa

5、ge3dac参考电压图表33、照度检测部分vccvccvccvcc由于没有光敏二极管进行仿真，r3用来代替光敏二极管图表4光敏二极管具有比光敏电阻更高的灵敏度，所以采用型号为2cu1b的光敏二极管，灵敏度可达到80ua/uw,暗电流5ua以下，使用时要加反向电压。op07不支持单电源供电，但由于本系统只能用+5v电源供电，于是采用抬高地电位作为浮 地使用将负电源接口接真实地，其中浮地电位由 tl431提供(稳定电压值为2.5v,准确值为2.495v) ,tl431最大能承受100ma的电流，选择合适的电阻使其工作在50ma状态,这样浮地电位最大可提供 50ma的输入输出电流，足以满足题目要求。

6、此时的输出电压实际是vout=2.495 v +i 光电流 xr2黑 avlcd1u1p1.0/taclk/caoutp1.1/ta0p1.2/ta1p1.3/ta2 p1.4/smclkp1.5/ta0p1.6/ta1p1.7/ta2p2.0/aclk/ca2p2.1/tainclk/ca3p2.2/caout/ta0/ca4p2.3/ca0/ta1p2.4/ca1/ta2 p2.5/rosc/ca5p2.6/adc12clk/ca6p2.7/ta0/ca7p3.0/ucb0ste/uca0clkp3.1/ucb0simo/ucb0sdap3.2/ucb0somi/ucb0sclp3.3/u

7、cb0clk/uca0step3.4/uca0txd/uca0simop3.5/uca0rxd/uca0somip3.6/uca1txd/uca1simop3.7/uca1rxd/uca1somixt2outxt2inrst/nmitck tdi/tclktdo/tdi tmsp4mb0 p4.1/tb1 p4.2/tb2p4.3/tb3p4.4/tb4p4.5/tb5p4.6/tb6p4.7/tbclkp5.0/ucb1ste/uca1clk p5.1/ucb1simo/ucb1sda p5.2/ucb1somi/ucb1sclp5.3/ucb1clk/uca1step5.4/mclkp5.

8、5/smclkp5.6/aclkp5.7/tbouth/svsoutp6.0/a0p6.1/a1p6.2/a2p6.3/a3p6.4/a4p6.5/a5 p6.6/a6p6.7/a7/svsinveref+vref+vref-/veref-xin xout avcc avss37msp430f2494、显示及按键部分图表5按键采用四个独立按键，显示使用1602液晶屏？按键采用独立按键，由于msp430的port1,port2 口都有外部中断的功能，因此，当检测到按键按下时就会触发中断，从而能对按键的功能进行处理。1602液晶是最常用的显示器，它的操作比较方便，满足一般的显示要求并且本系统要求显

9、示的量比较简单 只涉及简单的数字字母显示，不涉及汉子显示？因此本采用1602液晶进行显示就能满足要求？三:软件流程开始初始化系统设定电流值进彳f a陈 样和输出图表6四？总体电路lcd1lm016lp1.0/taclk/caoutp1.1/ta0p1.2/ta1p1.3/ta2p1.4/smclkp1.5/ta0p1.6/ta1p1.7/ta2p2.0/aclk/ca2p2.1/tainclk/ca3p2.2/caout/ta0/ca4p2.3/ca0/ta1p2.4/ca1/ta2p2.5/rosc/ca5p2.6/adc12clk/ca6p2.7/ta0/ca7p4.1/tb1p4.2/t

10、b2p4.3/tb3p4.4/tb4p4.5/tb5p4.6/tb6p4.7/tbclkp5.0/ucb1ste/uca1clkp5.1/ucb1simo/ucb1sdap5.2/ucb1somi/ucb1sclp5.3/ucb1clk/uca1step5.4/mclkp5.5/smclkp5.6/aclkp5.7/tbouth/svsoutp3.0/ucb0ste/uca0clkp3.1/ucb0simo/ucb0sdap3.2/ucb0somi/ucb0sclp3.3/ucb0clk/uca0step3.4/uca0txd/uca0simop3.5/uca0rxd/uca0somip3.6

11、/uca1txd/uca1simop3.7/uca1rxd/uca1somip6.0/a0p6.1/a1p6.2/a2p6.3/a3p6.4/a4p6.5/a5p6.6/a6p6.7/a7/svsin+5vxt2outxt2in rst/nmi tck tdi/tclk tdo/tditmsmsp430veref+ vref+ vref-/veref-xin xout avccavssr5m ntt图表7五：附录1程序源码/1602液晶驱动/#include #include 1602.h#define cpu_f (double)8000000)#define delay_us(x) _de

12、lay_cycles(long)(cpu_f*(double)x/1000000.0)#define delay_ms(x) _delay_cycles(long)(cpu_f*(double)x/1000.0)#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned long#define p55 5#define p56 6#define p57 7/ 端口定义 #define rs_clr#define rs_set#define rw_clr#define rw_set#define en_cl

13、r#define en_set#define dataport/rs 置低/rs 置高/rw 置低/rw 置高/e 置低/e 置高/p4 口为数据口p5out &= (1 p55)p5out |= (1 p55)p5out &= (1 p56)p5out |= (1 p56)p5out &= (1 p57)p5out |= (1 p57)p4out/1602gpio 初始化 void lcd_gpio_init()p4sel = 0x00;/ 普通 io 口p4dir = 0xff;p5sel = 0x00;p5dir|= bit5 + bit6 + bit7;/控制口设置为输出模式/lcd

14、写入命令 void lcd_write_com(unsigned char com)rs_clr;rw_clr;en_set;dataport = com;/命令写入端口delay_ms(5);en_clr;/lcd 写入数据 void lcd_write_data(unsigned char data) rs_set;rw_clr;en_set;dataport = data;/ 数据写入端口delay_ms(5);en_clr;/lcd 清屏 void lcd_clear(void) lcd_write_com(0x01);/清屏幕显示delay_ms(5);/lcd 屏幕初始化 void

15、 lcd_init(void)/显示模式设置/显示关闭/显示清屏/显示光标移动设置/显示开及光标设置lcd_write_com(0x38);delay_ms(5);lcd_write_com(0x08);delay_ms(5);lcd_write_com(0x01);delay_ms(5);lcd_write_com(0x06);delay_ms(5);lcd_write_com(0x0c);delay_ms(5);/名称：可控的l ed灯/作者：小拉面/修改：/ 日期： 2013-8-6/#include #include1602.h#include1602.c*#definepid_p0.

16、005#definepid_i0#definepid_d0.005/*自适应调节float lastdlta_ad=0.0,cur_ad=0.0,last_ad=0.0;int dlta=0,dlta_ad=0;char num10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;char yihang= ma v;char erhang= mw;int da_cont201=372,382,395,408,415,425,435,458,462,468,476,481,496,508,517,524,531,540,550,560,582,588, 598,605,618,624,634,645,6

17、54,665,674,683,697, 712,719,726,737,746,756,766,776,786,794,813, 821,832,840,851,860,870,880,890,902,913,922, 930,940,950,960,974,983,992,1000,1010,1020, 1030,1040,1055,1065,1075,1085,1090,1100,1115, 1125,1135,1145,1152,1162,1177,1185,1195,1205, 1215,1225,1235,1245,1255,1268,1278,1284,1293, 1309,131

18、7,1325,1333,1350,1358,1365,1379,1387, 1393,1410,1416,1426,1440,1445,1454,1471,1476, 1491,1498,1505,1518,1527,1539,1545,1558,1564, 1578,1585,1597,1605,1616,1624,1635,1646,1652, 1664,1670,1680,1691,1700,1708,1717,1726,1734, 1746,1753,1764,1771,1777,1788,1796,1803,1812, 1822,1828,1837,1844,1851,1860,18

19、68,1874,1882, 1888,1897,1904,1910,1918,1925,1930,1938,1943, 1949,1954,1960,1964,1969,1975,1980,1984,1989, 1995,1998,2000,2006,2009,2013,2017,2020,2022, 2025,2027,2030,2033,2035,2036,2038,2040,2041, 2043,2044,2045,2046,2047,2048,2049,2051,2053, 2054;unsigned char da=100;unsigned int u1, voltemp032,vo

20、ltemp132,voltemp232;char con0=0,con1=0,con2=0;unsigned long sumvol0,sumvol1,sumvol2;unsigned int avevol0,avevol1,avevol2;/key 端口 #define keyportp1in void all_gpio()p1dir=0xff;p1out=0xff;p2dir=0xff;p2out=0xff;p3dir=0xff;p3out=0xff;p4dir=0xff;p4out=0xff;p5dir=0xff;p5out=0xff;p6dir=0xff;p6out=0xff;/key

21、gpiovoid key_gpio_init()p1sel = 0x00;/p1 普通 io 功能p1dir = 0xf0;/p10p13 输入模式，外部电路已接上拉电阻p1ie |= 0x0f;/p10-p13 中断允许p1ies |=bit0+bit1+bit2+bit3; / 上升沿触发 /tlv5618/#define tdir p3dir/2.7-5.5v 低功耗双 12 位，带掉电d/a 转换器#define cs_l#define cs_h#define sclk_h#define sclk_l#define din_h#define din_lp3out &=bit0p3out

22、 |= bit0p3out |= bit1p3out &=bit1p3out |= bit2p3out &=bit2/gpio 初始化 void dac_gpio_init()p3dir|=0x07;/配端口p3sel=0x00;sclk_h;cs_l;/spd 速度控制位spd=1 高速， spd=0 低速/dac-tlv5618 转换程序 /void write_data(unsigned int da_da ta)/ 编程位r1spdpwrr0/寄存器选择位r1r0uchar i;/00写数据到dacb 和bufferuint temp;/01写数据到buffertemp=da_data

23、 | 0x8000;/10写数据到daca 和用 buffer 内容更新dacb/ 发送16 位数据for(i=0;i16;i+)/pwr 电源控制位pwr=1 掉电， pwr=0 正常操作/上电时 spd=0 ， pwr=0 (低速模式、正常操作)if(temp & 0x8000) din_h;/contr=0x8000 选择 a 通道， contr=0x0000 选择b 通道else din_l;temp=temp1;sclk_l;_nop();sclk_h;_nop();cs_h;/adc 配置 void init_adc()/ 上电复位是enc 为 0 ，可以操作ctl0p6sel=0

24、x0f;adc12ctl0|=adc12on+msc+sht0_6; /开启内核 , 多次采样 ,采样保持时间 256adc12ctl1|=cstartadd_0+cstartadd_1+cstartadd_2+shp+conseq_3;/a0 通道。adc12mctl0|=inch_0;/用默认值就可以adc12mctl1|=inch_1;adc12mctl2|=inch_2;adc12ie|=0x07;/通道 0 中断允许adc12ctl0|=enc;/ 进制转换 void trans_val( int add ,unsigned int hex_val)unsigned long tem

25、p1;char vol4;temp1=hex_val;/ temp1=(hex_val5)+hex_val;/*33/ temp1=(temp13)+(temp112; / /4096if(temp1=3295)temp1=3295;vol0=temp1/100;vol1=temp1%100/10;vol2=temp1%100%10;lcd_write_com(add);lcd_write_data(numvol0);lcd_write_data(0x2e);lcd_write_data(numvol1);lcd_write_data(numvol2);/ 计算电流值void trans_cu

26、r( int add ,unsigned int hex_val)unsigned long temp1;char vol3;temp1=hex_val;temp1=temp1*300;temp1=temp112; / /4096if(temp1=200)temp1=200;vol0=temp1/100;vol1=temp1%100/10;vol2=temp1%100%10;lcd_write_com(add);lcd_write_data(numvol0);lcd_write_data(numvol1);lcd_write_data(0x2e);lcd_write_data(numvol2)

27、;/ 计算电压值 void trans_val_u( int add ,unsigned int hex_val_1,unsigned int hex_val_2)unsigned long temp1,temp2,temp3;char vol3;temp1=hex_val_1;temp2=hex_val_2;temp1=temp1*330;temp2=temp2*110;temp1=temp112;temp2=temp29;temp3=temp2-temp1;if(temp3=700)temp3=700;vol0=temp3/100;vol1=temp3%100/10;vol2=temp3%

28、100%10;lcd_write_com(add);lcd_write_data(numvol0);lcd_write_data(0x2e);lcd_write_data(numvol1);lcd_write_data(numvol2);/ 计算功率 void trans_val_p( int add ,unsigned int hex_val_1,unsigned int hex_val_2)unsigned long temp1,temp2,temp3;char p4;temp1=hex_val_1;temp2=hex_val_2;temp2=(temp2*temp1*33);temp1=

29、(temp1*temp1*99);temp1=temp124;temp2=temp221;temp3=temp2-temp1;/if(temp3=14000)/ temp3=14000;/temp3=temp3/100;p0=temp3/1000;/1p1=temp3%1000/100;/4p2=temp3%1000%100/10;/ 0p3=temp3%1000%100%10;/0lcd_write_com(add);/ lcd_write_data(nump0);lcd_write_data(nump1);lcd_write_data(nump2);/ lcd_write_data(0x2

30、e);lcd_write_data(nump3);/ 光照值转换void trans_light( int add ,unsigned int hex_val)unsigned long temp1;char vol4;temp1=hex_val;if(temp1=4090)temp1=4090;if(temp1=10)da+;if(da=200)da=200;break;write_data(da_contda);delay_us(100);lcd_write_com(0x80+13);lcd_write_data(numda/100%10);/ 比较调光 void compare_down

31、(unsigned int stand, unsigned int ad_3) while(stand-ad_3)=10)da-;if(da=0)da=0;break;write_data(da_contda);delay_us(100);lcd_write_com(0x80+13);lcd_write_data(numda/100%10);*/void main()char i;wdtctl = wdtpw + wdthold;all_gpio();lcd_gpio_init();dac_gpio_init();key_gpio_init();lcd_clear() ;lcd_init() ;lcd_write_com(0x80);for(i=0;i12;i+)lcd_write_data(yihangi);lcd_write_com(0x80+0x40);for(i=0;i16;i+)lcd_write_data(erhangi);init_adc();_eint();write_data(da_cont100);adc12ctl0|=adc12sc;while(1)#pragma vector=adc_vector_interrupt vo