目前,照明是我国能源消耗的重要方面,每年的照明用电约为3000 亿千瓦时,约占发电总量的12%.随着经济发展,我国的照明用电将有大比例的提高;同时,随着能源危机和环保问题的日益严峻,我国照明产业也必须走绿色节能的发展道路。
为了避免人眼能够看到LED 的导通和关断,而感觉到灯光闪烁,PWM 调光的频率要高于100Hz,由于人眼的视觉残留效应,眼睛就会对导通和关断时间内的亮度进行平均,仅仅看到由PWM占空比决定的有效亮度。对于PWM调光频率设置在软件设计时应予以注意。
2.2 红外遥控原理红外线遥控是目前使用最广的一种遥控手段。红外遥控装置具有体积小、功耗低、功能强、成本低等特点,在现代电子产品(家用电器、玩具、通信设备) 中普遍采用红外遥控。
若能将红外遥控器的按键编码进行识别与解码,并用作单片机系统的输入处理信号,则解决了常规矩阵键盘线路板过大、布线复杂、占用I/O 口过多的弊病;而且使用遥控器,可实现人对设备的长距离操作控制,使用更加便捷高效。
本设计采用一款基于TC9012 芯片的电视机遥控器作为红外发射单元。TC9012 采用脉冲宽度调制编码格式,以不同的脉宽宽度来实现二进制信息的编码,其发射编码格式由引导码、用户码、数据码、数据反码和结束码构成。引导码由4.5ms 的高电平和4.5ms 的低电平波形所构成,以作为一帧数据的起始位;一帧数据中含有32 位码,包含两次8 位用户码,8位数据码和8 位数据码的反码,用户码用于区分不同类型的红外遥控设备,数据码即代表实际按下的键值信息,数据反码是数据码的各位求反,通过比较数据码与数据反码,可判断接收到的键值数据是否正确;最后发送结束位(SY),作为一帧数据的结束。发射码的格式如图3 所示。
红外二进制编码信息‘0’与‘1’分别由毫秒量级的高低脉冲组合实现。以脉宽0.56ms、间隔0.565ms、周期为1.125ms 的组合表示二进制“0”,以脉宽0.56ms、间隔1.69ms、周期2.25ms 的组合表示“1”.脉冲信号都调制在占空比为1/3,频率为38kHz 的载波上再发送出去。二进制参数“0”和“1”如图4 所示。
红外二进制信号的解调由一体化红外接收器HS0038 来完成。对于接收端而言,当无红外脉冲信号时HS0038 的数据输出OUT 端输出高电平,当有高脉冲红外信号时OUT 端输出为低电平,故其输出信号电平正好与发射端相反。这一点在软件设计时应予以注意。
3、系统硬件电路设计
3.1 单片机主控系统本设计主控系统采用ATMEL 公司的高性能单片机AT89S51 实现。使用一款基于TC9012 芯片的家用电视遥控器作为系统的红外发射器;单片机P3.2 口连接一体化红外接收器HS0038 的数据输出OUT 端;单片机P1.0 口作为PWM 信号的输出端并连接PT4115 芯片DIM 端,用于实现PWM 调光控制。单片机通过对红外遥控器0~9 按键以及开关按键红外编码的识别与解码,并根据解码结果产生键值对应的PWM 信号,从而驱动LED 实现不同的亮度调节。系统晶振电路由12MHZ 晶振与两个30PF 电容组成;复位电路则由S1 按键、10K 电阻与10uF 电解电容构成。主控系统电路如图5 所示。
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