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遥控调光灯设计

2023-06-02 来源：步旅网
河北工程大学 信息与电气工程学院

设计报告说明书

题 目 ：专业班级 ：队 员 ：指导教师 ：设计时间 ：

遥控调光灯设计 电子信息0602班 常明 刘永辉 龙凌云 董克俭 2009-7-17 到 2009-7-20

2009 年 7 月 20 日

基于8051F020的遥控调光灯的设计

目录

1.方案设计与论证 .................................................................................................................................................... 1 2.硬件系统单元模块 ................................................................................................................................................ 2

2.1 按键控制单元 ............................................................................................................................................ 2 2.2 红外控制信号发送模块 ............................................................................................................................ 2 2.3 红外控制信号接收模块 ............................................................................................................................ 3 2.4 信号处理模块 ............................................................................................................................................ 3 2.5 单片机控制模块 ........................................................................................................................................ 4 2.6 LED灯显示控制控制模块 ........................................................................................................................ 4 3.系统软件设计 ........................................................................................................................................................ 5

3.1程序流程图 ................................................................................................................................................. 5 3.2重要程序代码 ............................................................................................................................................. 5 4.系统性能测试 ........................................................................................................................................................ 8 5.设计总结 .............................................................................................................................................................. 10 6.参考文献 .............................................................................................................................................................. 10 7.附件 ....................................................................................................................................................................... 11

I

基于8051F020的遥控调光灯的设计

摘要：系统分为主机和遥控从机，主机负责调光，从机负责远程控制，采用红外遥控的方法。采用一对

带地址、数据编码功能的红外遥控发射接收芯片PT2262/PT2272实现从机对主机的调光控制，通过C8051f020单片机DAC模块实现模拟电压输出控制LED亮度的变化；作为主机也可以实现手动方式旋转电位器控制流经LED的电流实现LED亮度的变化。经过调试发现系统可以满足题目要求。

关键字：遥控调光灯，PT2262/PT2272，C8051F020单片机

1.方案设计与论证

方案1：采用两个单片机，在发射端将利用单片机将各个按键对应的控制信号以不同的频率的方波表示，

将不同频率的方波通过红外对管的通断表示，接收端再统计接收到的方波的频率，并判断出对应的控制信号，再由单片机控制LED灯亮度。这种方法成本过高，发送端与接收端分别要一片单片机，软件设计复杂，从硬件与软件两个方面都不具有优势，应当舍弃。

方案2：利用专用的红外发射接收芯片PT2262/PT2272，将接收到的信号经过适当的处理电路处理后送入单片机，由单片机的DAC单元根据控制信号的类别输出对应的控制电压，以实现对LED调光的操作。红外发射接收芯片PT2262/PT2272可以满足四种控制信号的需要，而且硬件电路简单，成本低廉，可以很好的满足系统性能的要求，故采用此方案。

根据题目要求，系统可以划分为几个基本模块，如图1-1所示。

LED控制单元模块 C8051F单片机 信号处理模块 红外控制信号接收模块 红外控制信号发送模块 按键控制信号产生模块 图1-1

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基于8051F020的遥控调光灯的设计

2.硬件系统单元模块

2.1 按键控制单元

利用4个按键实现控制信号的产生，其中S4表示灯亮、灯灭；S3控制灯亮度为低亮度；S2控制灯亮度为中亮度，S1控制灯亮度为高亮度。通过产生高低电平表示有无控制信号的产生。只有在有按键按下时，发射芯片才工作，无按键按下时不发送控制信号。电路如图1-2所示：

D1D2D3D4SW-PBS1S2S3S4R110KR210KR310KR410KVCC1SW-PBSW-PBSW-PB 图1-2

2.2 红外控制信号发送模块

采用专用红外遥控发射芯片PT2262发送控制信号，电路如图1-3所示：

D0R7VCCLED300R6910Q18050JP1A0A1A2A3A4A5A6/D5A7/D4VSSVCCDoutOSC1OSC2TEA11/D0A10/D1A9/D2A8/D3PT2262S1R51.5MGND1D1D2D3D4SW-PBS2S3S4R110KR210KR310KR410KVCC1SW-PBSW-PBSW-PB

图1-3

PT2262芯片1号引脚到6号引脚为地址输入端，7，8，10~13为地址数据复用引脚。本系统采用8地址4数据的方式，其中1~8号引脚为地址，10~13为数据的配置方式。地址输出/入端，可编成“1”、“0”和“开路”三种状态。要求与PT2272设定的状态一致。本系统中采用1~2号脚悬空，其余引脚接地的配置方式。

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14号脚 发射使能端，低电平有效，接地。15，16引脚外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。经过查找资料发现外界振荡电阻值为1.5M欧姆。控制信号经17号引脚 数据输出端，串行输出，将信号经过NPN三极管放大后由红外发光管发射。9，18脚为+，-电源输入引脚，采用5V电源供电。

2.3 红外控制信号接收模块

采用专用红外遥控接收芯片PT2272发送控制信号，电路如图1-4所示：

VCCR910KR1010KR114.7KQ28050Q3NPN-PHOTOJP2A0VCCA1VTA2OSC1A3OSC2A4DINA5A11/D0A6/D5A10/D1A7/D4A9/D2VSSA8/D3PT2272R12270kD1D2D3D0GND54321GNDGNDD4VCCJ5CON5 图1-4

PT2272-L4地址配置方式与PT2262完全相同，这是接收可靠数据的前提。PT2272-L4具有锁存功能锁。存功能是指，当发射信号消失时，PT2272的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新的信号输入。14号引脚为脉冲编码信号输入端，采用红外接收管接收发射管发射的红外信号，并经过三极管的放大处理后送入PT2272，15，16引脚外接振荡电阻，决定振荡的时钟频率。外接振荡电阻与PT2262外接振荡匹配，选值为270K欧姆。17号引脚输出端，接收有效信号时，VT端由低电平变为高电平。 9，18脚为+，-电源输入引脚，采用5V电源供电。

2.4 信号处理模块

采用555制作单稳电路，消除按键产生的抖动信号，以获得规则的脉冲波。电路如图1-5所示：

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R8JP31234NE5558765330KC2103C1104 图1-5

该电路可以消除t=1.1RC时间间隔的干扰脉冲，可以有效消除按键带来的抖动。将处理后的信号送入单片机处理。

2.5 单片机控制模块

采用C8051F020单片机DAC模块实现LED灯调光的控制。电路如图1-6所示：

R131K3.3VS5SW-PBC3104J1C8051F020_DAC0VCCGNDP0.0P7.4P7.5P7.6P7.7DAC0VREFVREFDD4D0D1D2D3R141KRST 图1-6

利用DAC模块，以不同的控制信号产生不同的电压的方式实现LED调光，简单易行。

2.6 LED灯显示控制控制模块

LED灯控制电路如图1-7所示：

5VR152KD5LEDR1636KQ48050 图1-7

由于C8051F020单片机DAC模块输出电流驱动不足，因此加三极管电路放大电流信号。与LED串联的电位器用于限流保护防止电流过大导致LED损坏，调节电位器的电阻值可以实现对LED灯亮度的控制。

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3.系统软件设计

3.1程序流程图 程序流程如图1-8所示：

图1-8

3.2重要程序代码

#include

unsigned char da0l[4]={0x7a,0x0ad,0xff,0x00}; unsigned char da0h[4]={0x04,0x07,0x0f,0x00}; unsigned char g_i=3,g_num=0,g_fl=0;

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void int_PCA() interrupt 9 {

if(CCF0==1) {

CCF0=0;

if(P7==0x1f) g_num++; } }

void int_t3() interrupt 14 {

TMR3CN&=0X7F; }

void main(void)

{unsigned char part_i=0; WDTCN=0XDE; WDTCN=0XAD; OSCXCN=0X00; OSCICN=0X84; XBR0=0x08; XBR2=0x40; P74OUT=0X00; P7=0XFF; PCA0CPM0=0X21;

TMR3RLL=(65536-1000)%256; TMR3RLH=(65536-1000)/256; TMR3L=(65536-1000)%256; TMR3H=(65536-1000)/256;

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TMR3CN=0X06; EA=1; EIE1=0X08; EIE2=0X01; DAC0CN=0X88; DAC1CN=0X88; REF0CN=0X03; DAC0L=0x00; DAC0H=0x00; while(1) {

if(g_num%2==1) {g_i=2; g_fl=0;} else {g_i=3; g_fl=1;} if(g_fl==0) {

switch(P7) {

case 0x2F:g_i=0;break; case 0x4F:g_i=1;break; case 0x8F:g_i=2;break; default:break; } }

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DAC0L=da0l[g_i]; DAC0H=da0h[g_i]; } }

4.系统性能测试

从机控制LED低亮度如图片2-1所示：

图片2-1

从机控制LED中亮度如图片2-2所示：

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基于8051F020的遥控调光灯的设计

图片2-2

从机控制LED高亮度如图片2-3所示：

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图片2-2

主机人工手动调节LED测试效果见视频部分。

5.设计总结

经过几天的电路设计，我们还是很有收获的，首先，这次设计是一次实战，考验我们限时完成任务的能力，对我们以后很有裨益。其次，作为一个系统单元，要想设计好电路就要有整体与局部的观念，总体方案选择很重要，单元模块设计直接决定系统的性能，只有做好了各个环节，整个电路才能满足性能要求。最后我们从这次设计当中知道了团队合作是多么重要。明确的分工，小组成员各司其职，团队才能有效率。 设计中发现的问题：应加强的基础知识的掌握，模电部分是弱项，应加强训练，增强模电与数电混合系统设计的能力，实践是很重要的。

6.参考文献

[1] 康华光，陈大钦.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社.1998.8 [2] 鲍可进.C8051F单片机原理及应用[M].北京:中国电力出版社.2006.1 [3] 张俊谟.SoC单片机原理与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社.2007.5

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基于8051F020的遥控调光灯的设计

[4] 张迎新.单片微型计算机原理、应用及接口技术[M].北京：国防工业出版社.2000.2

[5] 孙涵芳，徐爱卿.MCS-51/96系列单片机原理及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社.1998.7

7.附件 系统原理图：

VCC1R7300LEDD0R6910Q18050JP1A0A1A2A3A4A5A6/D5A7/D4VSSVCCDoutOSC1OSC2TEA11/D0A10/D1A9/D2A8/D3PT2262S1R51.5MGND1D1D2D3D4GND1SW-PBS2S3S4R110KR210KR310KR410KVCC1SW-PBSW-PBSW-PB 11

基于8051F020的遥控调光灯的设计

VCCR910KR1010KR114.7KQ28050Q3NPN-PHOTOJP2A0VCCA1VTA2OSC1A3OSC2A4DINA5A11/D0A6/D5A10/D1A7/D4A9/D2VSSA8/D3PT2272GNDVCCR8JP3330K8765R12270kD2D3D0D1GNDD41234NE555GNDC2103C1104J5CON554321GND 5VR152KR131K3.3VS5SW-PBC3104J1C8051F020_DAC0VCCGNDP0.0P7.4P7.5P7.6P7.7DAC0VREFVREFDD4D0D1D2D3R1636KD5LEDR141KRSTQ48050 12

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