哈尔滨剑桥学院毕业设计论文题目：遥控调光调色LED灯设计学生：杨光指导教师：崔莉讲师专业：电气工程及其自动化班级：12级电气2班2016年5月遥控调光调色LED灯设计摘要LED灯控制系统我们的生活中随处可见，在傍晚繁华的街道上，更是绚烂多彩，十分好看。
这种LED灯给我们的生活增添了美景，给我们以舒服的视觉环境，并且还能起到照明、指示等作用。
本文在对单片机技术研究的基础上，采用单片机作为LED控制系统的核心，通过外围电路的搭建，设计了一种基于智能化遥控方法实现的调光调色功能的LED灯控制系统。
本系统优于传统的LED照明控制系统，能够实现通过智能遥控方法调节光的强度，使用方便，功耗低，性价比高，便于推广使用。
本系统利用点亮LED灯的数目来改变光照强度，LED灯点亮的个数越多，光线强度越大。
本系统利用光敏传感器对光照的强度进行检测，然后将检测的结果送入到A/D转换模块中，并将转换结果送入单片机进行分析和处理，并利用结果调整光的强度。
在环境中光照强度较大时，本系统中的LED灯点亮个数自动较少，在不影响视觉效果的情况下，有效节约能耗；相反，在环境中的光照强度较弱时，本系统中的LED灯点亮个数自动增加，提高光照强度，获取更好的视觉效果。
本系统有效避免了手动开启、关闭、调整LED灯点亮个数等繁杂性操作，提高了LED系统的智能化程度，使系统能够自行根据环境情况，获取最佳视觉效果。
关键词：智能调光；光敏传感器；LED灯；光照强度目录摘要 (I)1 绪论 (1)1.1研究背景和意义 (1)1.2主要研究内容 (2)2 系统整体设计 (4)2.1系统功能设计 (4)2.2所使用芯片的简介 (5)2.2.1单片机芯片 (5)2.2.2模数转换芯片ADC0808 (7)2.2.3地址锁存芯片74HC373 (8)2.2.4并行口扩展芯片8255 (10)2.2.5七段数码器 (12)3 系统硬件电路设计 (14)3.1系统硬件电路模块结构 (14)3.2单片机最小系统模块 (14)3.3 A/D转换模块 (15)3.4地址锁存模块 (16)3.5数码管显示模块 (17)3.6 8255与显示模块 (17)4 软件设计及仿真 (18)4.1软件的总体设计 (18)4.2A/D转换程序设计 (18)4.3七段数码管的显示程序设计 (19)4.4 8255及LED显示程序设计 (21)4.5中断定时器程序设计 (21)4.6延时函数程序设计 (23)5 系统调试 (24)5.1系统硬件调试 (24)5.2系统软件调试 (24)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)遥控调光调色LED灯设计1 绪论1.1研究背景和意义经济的快速发展，LED照明系统的在我们的生活中应用的更加普遍。
LED灯控制系统我们的生活中随处可见，在傍晚繁华的街道上，更是绚烂多彩，十分好看。
这种LED灯给我们的生活增添了美景，给我们以舒服的视觉环境，并且还能起到照明、指示等作用。
LED灯的优点有很多，现在很多照明系统中采用的都是这种LED灯。
这种灯具有体积小、节能、使用时间长、亮度高、散热少、环保性好、耐用、外边结构结实、不易损坏等优点。
由于LED灯现在使用的领域越来越多，所以，有必要对LED 灯控制系统智能化进行研究，提高LED灯的智能遥控能力，提高系统的自动化和智能化程度。
智能调光系统在未来的发展前景是非常好的。
现在物联网技术的飞速发展以及传感器技术的跨越式前进，使人们生活中的自动化和智能化程度越来越高。
在加上现在的物联网技术的发展，使得原先不可能的事情，都变成了显示。
利用各种新型技术的有效集合，都能够促进类似LED智能灯控制系统的发展。
随着社会的发展，照明系统已经成为各种场合具体应用的不可或缺的一部分，它甚至在舞台灯光、城市路灯、家居环保中起着举足轻重的作用，而其核心模块就是单片机智能控制系统。
但对于一些大型的应用场合，如：露天停车场、活禽养殖厂、工厂控制车间等，都存在光照应用不合理，电力能源过度消耗等严重问题，甚至城市光污染越来越成为一个新的议题。
智能调光系统不仅可以解决上述问题，还可以使灯在有需要的时候自动开启或者关闭，并且能够做到自适应调整，以达到对外界的最佳照明效果。
成功地避免了灯在不需要的时候开启或者需要时关闭，大大的避免了不必要的电力能源浪费，对于地球环保和能源的节约，可以起到巨大的推动作用。
据可靠调查，一个城市每年在电力消耗的经济支出上对于普通人来说简直是一个天文数字，且一个人一生中的不必要的用电都可能供城市公用路灯系统支持几天。
智能光照系统如果可以普及化，不仅可以为财政部门省下了一大笔的开支，使其可以将节省下的资金投资到更有意义的地方去，使得城市可以更好、更快的发展。
同时对于世界来说，更是可以取得巨大的节约能源效果，对于绿色地球的实现做出巨大的贡献。
展望一下未来，智能调光系统的应用前景是十分光明的。
伴随着物联网技术的广泛应用和传感器技术领域的突破，人们可以更加方便控制各种灯光了。
时下正在兴起的无线技术，也为智能调光增添了一缕新的色彩。
智能调光系统可以广泛应用于智能家居、智慧旅店、智能建筑、智能农业等系统中，实时探测环境中的光照强度，即时生成数据并发送到监控平台或系统中心。
如：（1）智慧家居——根据实际需要，让你的家明亮舒适。
（2）智慧农业——为农作物提供适宜的光照，促进作物的生长。
（3）智慧厂房——为工厂生产提供合适的光照环境，节约能源消耗。
（4）智慧楼宇——结合阳光和灯光，让楼宇保持明亮舒适。
（5）智慧养殖——为家禽家畜提供适宜的光照，促进其生长繁殖。
本文在对单片机技术研究的基础上，采用单片机作为LED控制系统的核心，通过外围电路的搭建，设计了一种基于智能化遥控方法实现的调光调色功能的LED灯控制系统。
本系统优于传统的LED照明控制系统，能够实现通过智能遥控方法调节光的强度，使用方便，功耗低，性价比高，便于推广使用。
本系统利用点亮LED灯的数目来改变光照强度，LED灯点亮的个数越多，光线强度越大。
本系统利用光敏传感器对光照的强度进行检测，然后将检测的结果送入到A/D转换模块中，并将转换结果送入单片机进行分析和处理，并利用结果调整光的强度。
在环境中光照强度较大时，本系统中的LED灯点亮个数自动较少，在不影响视觉效果的情况下，有效节约能耗；相反，在环境中的光照强度较弱时，本系统中的LED灯点亮个数自动增加，提高光照强度，获取更好的视觉效果。
本系统有效避免了手动开启、关闭、调整LED灯点亮个数等繁杂性操作，提高了LED系统的智能化程度，使系统能够自行根据环境情况，获取最佳视觉效果。
1.2主要研究内容LED灯智能调光系统具有很高的自动化程度，本系统由STC89C52RC和ADC0808、LED灯、七段数码显示管等芯片构成。
该系统能够实现光信号强度的检测、控制、以及显示功能。
本文研究的是一种通过光线强度情况，对LED灯的亮和灭个数进行自动遥控的一种调光系统。
本系统基于光敏电阻传感器，通过环境的光线强弱进行检测，并将检测得到的电压值送入ADC采集模块中，最终送入单片机内进行处理。
单片机的分析结果，可以直接遥控LED灯控制系统的开关，使得相应数量的开关闭合或者打开，从而让LED灯系统的光照强度在可控范围内，达到一定的程度。
本系统实现了对环境中光线强度的自动调节功能，节约了能耗，免去了手动打开或者关闭LED灯开关的操作，实现了感应遥控LED灯系统的目的。
因此，本系统对照明领域具有一定的研究意义。
2系统整体设计2.1系统功能设计本文利用以光敏电阻能够根据外界环境光线的强度变化而改变自身阻值的特性，设计了一种LED灯智能遥控调节系统。
外界环境的光线越强、光敏电阻的阻值越小；相反，外界环境的光线越弱、光敏电阻的阻值越大。
当光敏电阻的阻值发生变化时，光敏电阻的两端电压将会发生变化，通过ADC模块能够对这个电压信号进行采集，并经单片机进行处理，最终通过LED数码管进行显示。
本系统主要由五大模块组合而成，分别是：单片机最小系统模块，光线接收模块，AD转换模块，地址锁存模块（74HC373），8255和LED显示模块。
系统整体结构框图如图2-1所示。
图2-1 系统整体结构框图LED的内在特征决定了它具有很多优点，诸如：（1）体积小。
（2）耗电量低：LED耗电相当低，直流驱动，功耗（单管0.03～0.06瓦），电光功率转换接近30%。
一般来说LED的工作电压是2～3.6V，工作电流是0.02～0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能近80%。
（3）使用寿命长：有人称LED光源为长寿灯。
它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。
（4）高亮度、低热量：LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。
（5）环保：LED是由无毒的材料做成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED也可以回收再利用。
光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
（6）坚固耐用：LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。
灯体内也没有松动的部分，使得LED不易损坏。
上述一系列的优点，决定了LED灯正在成为主流应用最佳选择。
2.2所使用芯片的简介2.2.1单片机芯片单片微型计算机简称单片机，特别适合用于控制领域，故又称为微控制器，它是将计算机的基本部件微型化，使之集成在一块芯片上的微机。
单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一个非常活跃和颇具有生命力的机种。
片内含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。
单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点，在自动化装置、智能化仪表、过程控制和家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。
因此要完成此系统的设计，考虑到实际的应用和性价比，在数据处理和控制方面单片机是首选。
STC89C52RC是一款低功耗和高性能的CMOS 8位微控制器，拥有8K的系统可编程Flash存储器[1]。
在这个单独的芯片内，具有8位CPU。
它的系统可编程Flash，能够让STC89C52RC成为嵌入式控制应用系统中，一种具有高度灵活性的实际方案解决芯片[2]。
STC89C52RC引脚图如图2-2所示。
图2-2 STC89C52RC引脚图STC89C52RC的内部具有很多构造，包括：8k字节Flash；512字节RAM；32位I/O口线；看门狗定时器。
它的内部还设置有4KB EEPROM和MAX810复位电路，含有3个16位定时器/计数器，1个6向量的2级中断结构[3]。