1、1前百在日常生活中，我們常常需要對(duì)燈光的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)通過單片機(jī)控制晶閘 管的導(dǎo)通來(lái)實(shí)現(xiàn)白熾燈（純阻負(fù)載）亮度的調(diào)整。晶閘管又叫可控硅（Silicon Controlled Rectifier, SCR）。自從20世紀(jì)50年代問世以來(lái)已經(jīng)發(fā)展成了一個(gè)大的家族，它的主 要成員有單向晶閘管、雙向晶閘管、光控晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、快速晶 閘管，等等。本設(shè)計(jì)用到的雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它不僅能 代替兩只反極性并聯(lián)的晶閘管，而且僅需一個(gè)觸發(fā)電路，是目前比較理想的交流開關(guān)器 件。它的特點(diǎn)是導(dǎo)通后即使觸發(fā)信號(hào)去掉，它仍將保持導(dǎo)通；當(dāng)負(fù)載電流為零（交流電 壓過零點(diǎn)）時(shí)，

2、它會(huì)自動(dòng)關(guān)斷。所以需要在交流電的每個(gè)半波期間都要產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)， 觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生時(shí)間的長(zhǎng)短（觸發(fā)角的大?。┚蜎Q定了燈泡的亮度。調(diào)光的實(shí)現(xiàn)方式就是在交流電源信號(hào)過零點(diǎn)后一段時(shí)間觸發(fā)雙向可控硅開關(guān)的導(dǎo) 通，稱這段時(shí)間為雙向可控硅的觸發(fā)角。觸發(fā)角越大，可控硅導(dǎo)通的時(shí)間越短，燈的亮 度就越低；反之，燈就越亮。這就要求確定交流電源同步信號(hào)的過零點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)， 控制觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)角的大小，達(dá)到白熾燈亮度調(diào)節(jié)的目的。本文是基于51單片機(jī)的晶閘管調(diào)光設(shè)計(jì)內(nèi)容，本系統(tǒng)主要包括五大模塊：交流電 過零信號(hào)采集模塊、按鍵控制模塊、最小系統(tǒng)模塊、晶閘管觸發(fā)模塊及顯示模塊。其中， 由按鍵設(shè)置需要的導(dǎo)通角，經(jīng)單片機(jī)AT89C

3、52對(duì)按鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，最后發(fā)出驅(qū)動(dòng) 晶閘管導(dǎo)通的脈沖使晶閘管導(dǎo)通，同時(shí)驅(qū)動(dòng)LED顯示導(dǎo)通角大小。2總體方案設(shè)計(jì)2.1 方案論證方案一:硬件電路設(shè)計(jì)由5個(gè)部分組成：過零信號(hào)采集電路，按鍵控制電路，AT89C52 單片機(jī)系統(tǒng)，LED顯示電路以及晶閘管電路。硬件電路設(shè)計(jì)框圖如下圖2.1所示。圖2.1基于單片機(jī)的燈光調(diào)節(jié)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖顯示電路晶閘管觸發(fā)方案二：電路基本組成就是滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)，通過簡(jiǎn)單的電阻分壓來(lái)改變燈 泡的電壓，從而改變燈泡亮度。電路框圖如圖2.2所示。電源輸入滑動(dòng)變 阻器器燈泡圖2.2簡(jiǎn)單電路的燈光調(diào)解器設(shè)計(jì)框圖2.2 方案比較及選擇方案一方案二都各有各的特點(diǎn)。方案一采

4、用的是基于AT89C52單片機(jī)的電路設(shè)計(jì)， 電路設(shè)計(jì)稍微復(fù)雜，元器件也較多，程序編寫也有一定難度；方案二用到簡(jiǎn)單的電路知 識(shí)，元器件非常簡(jiǎn)單，電路設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單。但是由于電阻也要消耗能量并不能達(dá)到節(jié)能 的目，且方案一能較為精確的對(duì)燈光亮度進(jìn)行控制且能知道具體輸出電壓有效值，由于 使用了單片機(jī)，后期還能根據(jù)自己意愿添加更多功能。綜合以上的分析，選擇方案一。3單元模塊設(shè)計(jì)3.1 單片機(jī)模塊單片機(jī)AT89C52的功能介紹：AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片 內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)器（RAM），器件采用A

5、TMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51 指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè) 中有著廣泛的應(yīng)用。AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷 口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，AT89C52可以 按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在 一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。主要功能特性：兼

6、容MCS51指令系統(tǒng)；8k可反復(fù)擦寫（1000次）Flash ROM； 2個(gè) 雙向I/O 口； 256x8bit內(nèi)部RAM； 3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；時(shí)鐘頻率0-24MHz； 2個(gè)串行中斷；可編程UART串行通道；2個(gè)外部中斷源；共6個(gè)中斷源；2個(gè)讀寫中斷 口線；3級(jí)加密位；低功耗空閑和掉電模式；軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能。AT89C52芯片的引腳圖如圖3.1所示。u?伯>XTAL1XTAL2PLi.O/ADOPO.1/AD1PLI.2/AD2F0.3/AD3FLI.4/AD4P0.5/AD5FLi.S/ADGRSTFLI.7/AD7P2.0/A8F'2.1/AyPSENP

7、2.2/A10P2.3/A11SUALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0/T2P3.0/RXDP1.1/T2EXP1.2P1.3P3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT15P1.4P3.4/TOP1.5P1.6P3.5/T1P3.6/WFTP1.7P3.7/RD圖3.1 AT89C52單片機(jī)引腳圖AT8C52各引腳功能：P0 口： P0 口是一組8位漏極開路型雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口 P0寫“1” 時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)

8、器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn) 換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1 口： P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可 作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸 出一個(gè)電流（IIL）。與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2 的外部計(jì)數(shù)輸入欠1.0/12）和輸入欠1.1/12£乂）。P2 口：

9、P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) 4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口 P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平， 此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低 時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口送出 高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2 口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。 Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和一些控制信號(hào)。P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū) 動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被

10、內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸 入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3 口除了作為一般的I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，P3 口還接收一些用 于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片 機(jī)復(fù)位。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE （地址鎖存允許）輸出脈 沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定 的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。對(duì)Fla

11、sh存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖。PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由 外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。 在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PSEN信號(hào)。EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH）， EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì) 鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP,當(dāng)然這必

12、須是該器件是使 用12V編程電壓VPP。XTAL1:振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。3.2 時(shí)鐘電路模塊單片機(jī)中CPU每執(zhí)行一條指令，都必須在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖的控制下嚴(yán)格按時(shí)間 節(jié)拍進(jìn)行，而這個(gè)時(shí)鐘脈沖是單片機(jī)控制中的時(shí)序電路發(fā)出的。CPU執(zhí)行一條指令 的各個(gè)微操作所對(duì)應(yīng)時(shí)間順序稱為單片機(jī)的時(shí)序。單片機(jī)芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反 相放大器，用于構(gòu)成震蕩器，XTAL1為該放大器的輸入端，XTAL2為該放大器輸出端， 但形成時(shí)鐘電路還需附加其他電路。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，利用單片機(jī)內(nèi) 部的高增益反相放大器，外部電路簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)晶振和2個(gè)電容即可，

13、如圖3.2 所示。電路中的器件選擇可以通過計(jì)算和實(shí)驗(yàn)確定，也可以參考一些典型電路的參數(shù)， 電路中，電容器C1和C2對(duì)震蕩頻率有微調(diào)作用，通常的取值范圍是30±10pF，在 這個(gè)系統(tǒng)中選擇了 22pF；石英晶振選擇范圍最高可選24MHz，它決定了單片機(jī)電路 產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)震蕩頻率，在本系統(tǒng)中選擇的是12MHz，因而時(shí)鐘信號(hào)的震蕩頻率 為 12MHz。圖3.2時(shí)鐘電路圖3.3 復(fù)位電路模塊單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)都需要復(fù)位，使CPU和系統(tǒng)中的其他部件都處于一個(gè)確定的初 始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開始工作。單片機(jī)有一個(gè)復(fù)位引腳RST,采用施密特觸發(fā)輸入。當(dāng) 第5頁(yè)西華大學(xué)電氣與電子信息學(xué)院電氣應(yīng)用系統(tǒng)

14、設(shè)計(jì)報(bào)告震蕩器起振后，只要該引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平即可確保時(shí)器件復(fù)位。復(fù) 位完成后，如果RST端繼續(xù)保持高電平，MCS-51就一直處于復(fù)位狀態(tài)，只要RST恢復(fù)低 電平后，單片機(jī)才能進(jìn)入其他工作狀態(tài)。復(fù)位電路如圖3.3所示。R2O RES由以上單片機(jī)模塊時(shí)鐘模塊復(fù)位模塊構(gòu)成了單片機(jī)最小系統(tǒng)，其接線圖如下圖3.4所示。C1U5<TEXT>C2.22pF.R2<T> XICRYSTAL.<TEX . .18Pio OP11 OP12 O>XTAL1P0.0/AD0XTAL2RSTPSEN ALE EAP1.0P1.1P0.1/AD1P0.2/AD2P0

15、.3/AD3P0.4/AC4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1ODP1.2P3.2/INT019393837363534339322122232924303126110211312272825。7234令&1 - Q dr 2 22222222 333PPPPPPPP - pppoooooooo ooo圖3.4單片機(jī)最小系統(tǒng)電路P33-P34-F15 QP16 OF17 OP1.5P3,5m1-P1,6P3,6WRP1,7P3

16、.7/RDQ F35 o P36-OAT89C513.4 過零檢測(cè)模塊過零檢測(cè)電路用于檢測(cè)電源電壓波形的過零點(diǎn)，產(chǎn)生過零脈沖。220V電源經(jīng)降壓變 壓器送到過零檢測(cè)電路，形成與電壓過零點(diǎn)同步的負(fù)脈沖同步信號(hào)，送到單片機(jī)的中斷 輸入端INT0，用于觸發(fā)可控硅進(jìn)行同步移項(xiàng)。采集過零信號(hào)用到光藕元件。光耦元件全稱光電耦合器，是將發(fā)光元件和光傳感器 結(jié)合在一起的元件，由于利用自身產(chǎn)生的光亮，和外界獨(dú)立絕緣，具有光電隔離的作用， 起到保護(hù)電路不被干擾的作用，主要運(yùn)用在雙向可控硅的控制、音樂設(shè)備、電子樂器等 方面，但要受環(huán)境溫度的影響，所以不宜在溫度過高的地方使用。本次設(shè)計(jì)用到光藕P52l。P521是TL

17、P521的簡(jiǎn)稱，下圖3.5(a)是其引腳圖。由于 Protuse中無(wú)TLP521元件，我們用OPTOCOUPLER-NPN代替仿真下圖3.1(b)。(a)(b)圖3.5光耦元件TLP521 簡(jiǎn)介：TLP521是可控制的光電藕合器件，光電耦合器廣泛作用在電腦終端機(jī)，可控硅系統(tǒng) 設(shè)備，測(cè)量?jī)x器，影印機(jī)，自動(dòng)售票，家用電器，如風(fēng)扇，加熱器等電路之間的信號(hào)傳輸，使之前端與負(fù)載完全隔離，目的在于增加安全性，減小電路 干擾，減化電路設(shè)計(jì)。集電極-發(fā)射極電壓：55 V (最小值)經(jīng)常轉(zhuǎn)移的比例：50 % (最小)隔離電壓：2500 Vrms (最小)OPTOCOUPLER-NPN 接口 說(shuō)明：1,2端口接經(jīng)

18、降壓變壓器變壓后的電源，4端口接地，5端口經(jīng)上拉電阻接Vcc。 當(dāng)1端口電壓大于2端口時(shí)，6端口為高電平，NPN導(dǎo)通，5端口為低電平。具體接線如 圖 3.6。rYYYYYYY<TEXT>1OPTOCOUPLER-NPN圖3.6過零信號(hào)采集電路3.5晶閘管觸發(fā)模塊經(jīng)按鍵設(shè)置好的導(dǎo)通角，送到單片機(jī)其內(nèi)部運(yùn)算實(shí)際上是將過零脈沖信號(hào)進(jìn)行 了延時(shí)處理，延時(shí)長(zhǎng)度由導(dǎo)通角決定，實(shí)際仿真中按此連接方法只能控制半個(gè)周期。 其連接圖如下圖3.8所示。閘管觸發(fā)電路交流電源、過零信號(hào)（同步信號(hào)）、觸發(fā)信號(hào)各個(gè)信號(hào)間的關(guān)系如下圖3.9所 示。雙向晶閘管在接收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)導(dǎo)通，對(duì)于用電器（燈泡）來(lái)說(shuō)，它接收到

19、的 電信號(hào)是下圖交流電源陰影部分，已達(dá)到控制電壓輸出有效值進(jìn)而控制燈泡亮度的 目的。圖3.8各信號(hào)間的關(guān)系4軟件設(shè)計(jì)4.1 設(shè)計(jì)原理及工具要控制的對(duì)象是50Hz的正弦交流電，通過光耦取出其過零點(diǎn)的信號(hào)（同步信 號(hào)），將這個(gè)信號(hào)送至單片機(jī)的外中斷，單片機(jī)每接收到這個(gè)同步信號(hào)后啟動(dòng)一個(gè)延 時(shí)程序，延時(shí)的具體時(shí)間由按鍵來(lái)改變。當(dāng)延時(shí)結(jié)束時(shí)，單片機(jī)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，通 過它讓可控硅導(dǎo)通，電流經(jīng)過可控硅流過白熾燈，使燈發(fā)光。延時(shí)越長(zhǎng)，導(dǎo)通時(shí)間 就越短，燈的亮度越暗（并不會(huì)有閃爍的感覺，因?yàn)橹貜?fù)的頻率為100Hz，且人的視 覺有暫留效應(yīng)）。由于延時(shí)的長(zhǎng)短是由按鍵決定的，所以實(shí)際上就是按鍵控制了光的 強(qiáng)弱。理論

20、上講，延時(shí)時(shí)間應(yīng)該可以是010ms內(nèi)的任意值。在程序中，將一個(gè)周期 均分成N等份，每次按鍵只需要去改變其等份數(shù)，在這里，N越大越好，但由于受 到單片機(jī)本身的限制和基于實(shí)際必要性的考慮，只需要分成大約100份左右即可， 實(shí)際采用的值是95?？煽毓璧挠|發(fā)脈沖寬度要根據(jù)具體的光耦結(jié)合示波器觀察而定，在本設(shè)計(jì)中取 20 s。程序中使用T1來(lái)控制這個(gè)時(shí)間。對(duì)兩個(gè)調(diào)光按鍵的處理有兩種方式：一種是每次按鍵，無(wú)論時(shí)間的長(zhǎng)短，都只 調(diào)整一個(gè)臺(tái)階（亮或暗）；另一種是隨按鍵時(shí)間的不同，調(diào)整方法不同：短按只調(diào)整 一個(gè)臺(tái)階，長(zhǎng)按可以連續(xù)調(diào)整。如前面所述，由于本設(shè)計(jì)中的臺(tái)階數(shù)95（N=95）,如 果使用前一種方式，操作太

21、麻煩，所以用后者較為合理。4.2 主程序流程主程序反應(yīng)了系統(tǒng)主要運(yùn)行步驟，首先系統(tǒng)初始化，判斷主開關(guān)是導(dǎo)通還是斷 開，入關(guān)按鍵按下，表示系統(tǒng)繼續(xù)向下運(yùn)行，然后判斷是加鍵按下還是減鍵按下， 加鍵按下系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行，燈光調(diào)亮，按鍵按下，調(diào)用延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間到時(shí)， 系統(tǒng)運(yùn)行，若減鍵按下，調(diào)用延時(shí)子程序，燈光變暗。系統(tǒng)主要就是對(duì)按鍵延時(shí)的 控制，通過對(duì)按鍵的延時(shí)時(shí)間來(lái)控制可控硅的通斷，從而控制燈泡的亮度，系統(tǒng)還 要檢測(cè)過零點(diǎn)的脈沖信號(hào)，過零檢測(cè)模塊將檢測(cè)信號(hào)輸入給單片機(jī)，單片機(jī)在通過 這個(gè)信號(hào)去控制可控硅，同時(shí)控制顯示模塊顯示。其主程序如下框圖4.1所示。否 按亮度加延時(shí)減小燈變亮初始化過零信號(hào)按下

22、設(shè)置鍵按亮度減延時(shí)增大燈變暗圖4.1主程序框圖5系統(tǒng)調(diào)試5.1 硬件調(diào)試單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件和軟件調(diào)試是交叉進(jìn)行的，但通常是先排除電路板中明顯的 硬件故障，如電源故障，電路板導(dǎo)通情況，綜合進(jìn)行調(diào)試。常見的硬件故障：電路板中硬件的邏輯錯(cuò)誤，這種情況是由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和加工過程 中的工藝性能所造成的。這類錯(cuò)誤有順序不匹配、錯(cuò)誤、開路、相位接錯(cuò)。實(shí)物的實(shí)際效果與仿真不同，原因有兩個(gè)方面，一是器件本身本身?yè)p壞和性能差， 如器件型號(hào)選擇不當(dāng)、電器性能達(dá)不到要求。二十由于組裝安裝錯(cuò)誤造成的元件錯(cuò)誤， 如電容、二極管、三極管的極性安裝錯(cuò)誤。調(diào)試方法：第一，在電路板通電之前，首先用萬(wàn)用表等工具，根據(jù)硬件電器原理圖

23、和裝配圖仔 細(xì)檢查線路的正確性。第二，加電后檢查各插件上引腳的電位，仔細(xì)測(cè)量個(gè)點(diǎn)電位是否很正常，尤其是注 意單片機(jī)插座上的各點(diǎn)電位，若有高壓，聯(lián)機(jī)時(shí)會(huì)燒壞器件。第三，在不加電的情況下，除單片機(jī)以外，插上所有的元器件，最后聯(lián)機(jī)調(diào)試。5.2 軟件調(diào)試先用編輯程序把編制的源程序按照一定的書寫格式送到計(jì)算機(jī)中，編輯程序會(huì)根據(jù) 使用人員的意圖對(duì)源程序進(jìn)行增、刪或修改。然后把送入的源程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，即用編譯程序?qū)υ闯绦蜻M(jìn)行語(yǔ)法檢查并將符 合語(yǔ)法規(guī)則的源程序語(yǔ)句翻譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的“語(yǔ)言”。如果經(jīng)編譯程序檢查，發(fā)現(xiàn) 有語(yǔ)法錯(cuò)誤，那就必須用編輯程序來(lái)修改源程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤，然后再編譯，直至沒有 語(yǔ)法錯(cuò)誤為

24、止。程序運(yùn)行沒有錯(cuò)誤后，將其導(dǎo)入單片機(jī)，檢查其是否符合要求的功能，檢查后符合 該功能。5.3 電路仿真過零信號(hào)如圖5.1所示，頻率為100Hz的脈沖信號(hào)，說(shuō)明采集到了 220V電壓的過零 點(diǎn)。圖5.1過零信號(hào)觸發(fā)脈沖如圖5.2所示，此信號(hào)滯后過零信號(hào)一段時(shí)間，說(shuō)明單片機(jī)內(nèi)部程序成功地發(fā) 出觸發(fā)信號(hào)。1111)Digital OscilloscopeLevelAjuId One-Shot CursorsSource BUDCliaimel DCliamiel BChannel C燈泡波形如圖5.3所示，由于在設(shè)計(jì)時(shí)雙向晶閘管沒有找到最好的連接方式，導(dǎo)致只能 控制半個(gè)周期，但也能起到調(diào)節(jié)燈光的目的

25、。圖5.3燈泡波形6系統(tǒng)功能、指標(biāo)參數(shù)6.1系統(tǒng)功能1、通過單片機(jī)控制晶閘管的觸發(fā)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)晶閘管的觸發(fā);2、通過七段數(shù)碼管顯示觸發(fā)角大??；3、通過鍵盤操作調(diào)節(jié)晶閘管導(dǎo)通觸發(fā)角，并控制顯示的開關(guān)；4、擁有復(fù)位功能。6.2 參數(shù)測(cè)試將自己所設(shè)計(jì)的調(diào)光系統(tǒng)接入電路，并用交流電壓表來(lái)測(cè)量最終輸出的電壓有效值， 將測(cè)得的數(shù)據(jù)和設(shè)置的角度進(jìn)行對(duì)比。表6.1為對(duì)比值。表6.1導(dǎo)通角測(cè)試表導(dǎo)通角（近似值）電壓有效值/V燈光亮度0°220.09最亮30°205.26稍亮60°165.46微亮90°109.97最暗6.3 系統(tǒng)功能及指標(biāo)參數(shù)分析上述參數(shù)和實(shí)驗(yàn)效果可知，

26、晶閘管起到控制電壓輸出的作用，能控制燈光亮度。但是 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由于晶閘管沒有找到最合適的連接方法，導(dǎo)致只能控制電壓波形的半個(gè) 周期，加入四位七段顯示器更加大了設(shè)計(jì)難度。所以我們舍去了顯示模塊，并且通過控 制半個(gè)周期的電壓輸出來(lái)調(diào)節(jié)燈光亮度，基本能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。7結(jié)論經(jīng)過一段時(shí)間的努力，基于AT89S52單片機(jī)可控硅調(diào)光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。經(jīng)試 驗(yàn)驗(yàn)證，滿足設(shè)計(jì)要求。通過制作該調(diào)光控制器，我掌握了單片機(jī)、光藕和晶閘管等方面的知識(shí)和使用技能， 特別是晶閘管和光耦，平時(shí)大家都較少接觸。本次設(shè)計(jì)主要涉及了單片機(jī)原理及接口技 術(shù)的相關(guān)知識(shí)和編程語(yǔ)言的諸多要領(lǐng)。設(shè)計(jì)中涉及的許多問題，更是對(duì)以前所學(xué)的

27、知識(shí) 的回顧及在過去的兩年中學(xué)到知識(shí)的系統(tǒng)總結(jié)，這次設(shè)計(jì)對(duì)我們來(lái)說(shuō)有一定難度，但是 對(duì)我們將來(lái)的工作有很大的幫助。在設(shè)計(jì)中，我積極查閱資料，細(xì)心鉆研各個(gè)細(xì)節(jié)，完成了單片機(jī)調(diào)光系統(tǒng)的開發(fā)與 調(diào)試，也讓我們明白了在設(shè)計(jì)中考慮問題應(yīng)該全面。在設(shè)計(jì)中既鍛煉了我的動(dòng)手能力， 又學(xué)會(huì)查閱資料，提煉需要的信息。畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是很重要的，從理清設(shè)計(jì)思路和著手做設(shè)計(jì)都離不開導(dǎo)師的指導(dǎo)。在 設(shè)計(jì)過程中我們的指導(dǎo)老師王光宇老師給了我們很大的幫助，對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題及時(shí) 了講解和耐心的指導(dǎo)，使我的設(shè)計(jì)得以完成，在此，特向我的指導(dǎo)老師王光宇老師表示 真誠(chéng)感謝；同時(shí)，很多同學(xué)也給我提供了很多幫助，也向幫助我的同學(xué)表示感謝。

28、8總結(jié)與體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)讓我溫習(xí)了單片機(jī)的基本原理、功能以及構(gòu)造，以及晶閘管的基 本工作原理，學(xué)會(huì)了使用Proteus、KEIL這兩個(gè)軟件的基本使用方法，利用C語(yǔ)言 進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)所需要的功能，同時(shí)在Proteus軟件上畫電路圖并進(jìn)行仿真，通過硬 件的制作提高了動(dòng)手能力和分析問題的能力。軟件部分的編程，主要是通過看芯片的基本資料進(jìn)行編寫的，所以我意識(shí)到了 當(dāng)你需要某個(gè)東西時(shí)，一定要去了解它，弄清楚其工作原理、實(shí)現(xiàn)方案以及需要注 意的地方，特別是像一些芯片工作的時(shí)序圖，這是編程之前必須去了解的。對(duì)于硬件部分，我收獲頗多。首先，讓我對(duì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)有了深刻的理解， 特別是通過串口通信將程序下載到單

29、片機(jī)中，明白了將程序下載到單片機(jī)的方法和 原理。其次，對(duì)一些基本電路檢測(cè)問題，能夠做到獨(dú)立解決，像我在實(shí)驗(yàn)過程中遇 到了各種不同的問題，其實(shí)是對(duì)自己能力的體現(xiàn)，其實(shí)問題多還更加好，那樣你可 以更加發(fā)現(xiàn)自己的不足之處，這樣才能夠提高。最后，此次設(shè)計(jì)提高了我的焊接技 術(shù)，比起以前的課程設(shè)計(jì)焊的電路圖，真的發(fā)現(xiàn)自己提高了很多，比如在布局上更 加地合理、簡(jiǎn)潔、美觀。 我很早就把電路給焊好了，可是后面的調(diào)試花了比較長(zhǎng) 的時(shí)間，在此我領(lǐng)悟到遇到問題時(shí)不要心燥、心煩，而是要靜下心來(lái)認(rèn)真分析問題 之所在，想出各種有效的解決方法，這樣才會(huì)很好的解決問題，同時(shí)提高自己獨(dú)立 思考的能力。過這次設(shè)計(jì)，我學(xué)到了許多課外

30、的東西，加深了對(duì)單片機(jī)等知識(shí)的了解，提高 了應(yīng)用思考和設(shè)計(jì)能力。在分析設(shè)計(jì)課題，查閱資料，了解設(shè)計(jì)原理并進(jìn)行仿真的 過程中盡管遇到了些許問題，但在老師的指導(dǎo)下，最終獨(dú)立地完成了任務(wù)，不僅鍛 煉了分析解決問題的能力，更重要的是加強(qiáng)了我對(duì)電子應(yīng)用學(xué)習(xí)的興趣。在設(shè)計(jì)的 過程中老師給予一定的啟發(fā)和指導(dǎo)，并叮囑我們獨(dú)立認(rèn)真完成本次課程設(shè)計(jì)，在此 表示衷心的感謝。9參考文獻(xiàn)1胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社,1996.2胡健.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.3胡健.單片機(jī)實(shí)用教程M.北京:兵器工業(yè)出版社,2001.4周行慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京:北京航

31、空航天大學(xué)出版社,1991.5李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ)M.修訂本，北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001.6李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M,簡(jiǎn)明修訂版.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1999.7李葉紫.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用教程M.北京:清華大學(xué)出版社,2004.8朱定華.單片機(jī)原理及接口技術(shù)M.北京：電子工業(yè)出版社,2001.9 AT89S52芯片資料（譯文）,Atmel公司.10附錄附錄1:元件清單表10.1元件清單序號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1變壓器220v/12v/8w-12W12光耦MOC302223光耦TLP521-124雙向晶閘管T435-40025白熾燈及燈座220v/25W162輸入與非門74

32、LS00274位顯示管共陽(yáng)18電容10uf29電容22pf410電阻5.1k411電阻10k412電阻1k413電阻0.22k414細(xì)導(dǎo)線若干15導(dǎo)線220V若干附錄2：程序清單#include<reg51.h>typedef unsigned char unchar;/void int0(void);同步信號(hào)sbit sw=P1"0;開關(guān)sbit keyjia=P11；/亮+sbit keyjian=P12; /暗-sbit signal=P2"0; /可控硅信號(hào)unchar liangdu=30; / 調(diào)光等級(jí)計(jì)數(shù)sbit led=P17bit flag1=

33、1;bit flag2=1;int count=0;int flag=0;void delaykt(void) /導(dǎo)通延時(shí)unchar a;for(a=2;a>0;a-);)void delay(int z) 可調(diào)延時(shí)unsigned x,y;for(x=z;x>0;x-) for(y=110;y>0;y-);)void keyscan() /鍵盤判斷if(sw=0)delaykt();if(sw=0)signal=0;while(!sw);)if(keyjia=0) 加鍵判斷delaykt();if(keyjia=0)if(flag1=1)flag1=0;liangdu+;if(liangdu=95)liangdu=30;)else if(keyjia!=0)delaykt();i