1、單片無線遙控LED應急照明系統班 級自101學 號100821 單片無線遙控LED應急照明系統的設計與實現 院（系、部）：信息工程學院姓 名：馬仲偉專 業： 自動化指導教師：李洋教師職稱：教授 2011年 11月 15日·北京摘 要當今時代，節能是一個主流的話題。而且在照明方面節能也是一個重大的課題，大功率LED的出現及在照明上的普及，使照明節能不再是一紙空文。大功率LED作為第四代電光源，賦有“綠色照明光源”之稱，具有體積小、安全低電壓、壽命長、電光轉換效率高、響應速度快、節能、環保等優良特性，必將取代傳統的白熾燈、鹵鎢燈和熒光燈而成為21世紀的新一代光源。而單片機則在控制方面有著

2、無可代替的優勢，它具有編程方便，可在線下載程序，多中斷等優勢，用單片機來控制大功率LED的照明是一個低成本，高效率的選擇。如果把無線遙控加入到這個系統中，也就是用無線來傳輸對LED燈的控制，將會極其便捷。關鍵詞：大功率LED 節能 單片機 無線遙控1單片無線遙控LED應急照明系統目 錄第一章 前言11.1 開發單片無線遙控LED應急照明系統的意義11.2 系統開發中應注意的基本原則11.3 現階段國內外LED照明的發展現狀1第二章 元器件及IC的選擇32.1 元器件及IC的基本介紹32.2 LED的選擇及優點7 第三章 發射與接收系統的實現93.1 發射系統的實現93.2 接收系統的實現93.

3、3 相關代碼9第四章 對未來LED照明發展前景的瞻望194.1 對未來LED照明發展前景的瞻望19參考文獻20 第一章 前 言1.1開發單片無線遙控LED應急照明系統的意義節能減排在當今世界顯得尤為重要，而照明方面的節能則是首要考慮的方面。而節能的一個主要措施就是提高電能的利用效率。資料顯示，如果出現一種新技術能把電能利用率提高百分之一，那么這個技術每年就可以為全世界節省上億。而單片機則是一種價格低廉，性能優良的微控制器，適合用于照明系統，二者結合的產物，如能加以推廣，將會為全世界節省大量的能量，所以開發單片無線遙控LED應急照明系統是很有必要的1.2 系統開發中應注意的基本原則在單片機開發中

4、有很多要注意的基本原則，而無線遙控更是如此，所以我們在開發中要注意這些基本原則，這是開發的首要原則。1.2.1電磁兼容原則電磁兼容性（EMC）是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。因此，EMC包括兩個方面的要求：一方面是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁干擾不能超過一定的限值；另一方面是指器具對所在環境中存在的電磁干擾具有一定程度的抗擾度，即電磁敏感性。1.3現階段國內外LED照明的發展現狀 發展至2010年，中國生產照明用功率LED的廠家有上百家之多，生產的大功率LED品質也各不相同，國內目前以國星光電、九洲光電、瑞豐光電、量子

5、光電、山西光宇、中宙光電等廠家生產的照明用LED代表國產器件的較高水平。據有關研究機構統計數據顯示，國星光電、九洲光電、瑞豐光電位居2009年LED照明市場占有率前三位，其中瑞豐光電在深圳市場位居首位。國星光電首創了國際上基于PCB的大功率LED器件結構，在基板材料、生產工藝等方面實現了創新。2009年底，國星光電設立LED照明事業部，開始從事LED燈具、光源模塊等LED應用產品的研發與生產，正式涉足產業下游。九洲光電作為四川九洲電器集團的子公司，在2004年進入封裝行業，2007年通過并購的方式擴展了大功率照明業務，包括100lm/W的大功率LED研發、LED路燈核心技術和軌道車廂及船舶用L

6、ED照明產品研究及產業化。目前已經申請包括發明專利在內的專利共90多項。瑞豐光電則是國內前三名企業中唯一專注照明用LED器件封裝的企業，注重核心技術研發，與內地多所高校院所及康佳集團建立技術合作,在共晶技術、二次光學、高導熱材料的開發、表面粗化技術(目前可以提升整體產品的出光效率30%以上)、產品的顯色指數(目前最高可以做到95以上，這遠超過所規定的80的標準)、無光點面光源、硅膠molding、陶瓷產品開發等技術方面居國內領先水平。瑞豐光電已經成為全球汽車儀表、汽車音響、車載DVD、中大尺寸LCD背光源、手機、室內照明、裝飾照明等領域的光電器件主流供應商。這些廠家的照明用LED產量占據了國產

7、市場的60%以上，產品平均毛利率在30%左右。目前這些國內企業在封裝技術上可與全球一線大廠比肩，所以相比進口器件，國內封裝的照明用功率LED器件具有很大的比較優勢，價格也與臺灣產品看齊。目前國外廠家主要以Cree和PhilipsLumileds代表著市場上最高品質的大功率LED,基本上占據了全球大功率LED高端市場的90%以上。Cree的產品由于種類眾多，各種規格的大功率LED比較齊全，產量大且供貨較穩定成為大功率LED的主流。而中國臺灣生產的大功率LED占了中端市場大部分，其生產的大功率LED性比比較高。第二章 元器件及IC的選擇2.1 單片機的選擇本系統選擇使用AT89S52為主控制器。A

8、T89S52為 ATMEL 所生產的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統可編程Flsah存儲器。（一）、AT89S52主要功能列舉如下：1、擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash2、晶片內部具時鐘振蕩器（傳統最高工作頻率可至 12MHz）3、內部程序存儲器（ROM）為 8KB4、內部數據存儲器（RAM）為 256字節5、32 個可編程I/O 口線6、8 個中斷向量源7、三個 16 位定時器/計數器8、三級加密程序存儲器9、全雙工UART串行通道（二）、AT89S52各引腳功能介紹：VCC：AT89S52電源正端輸入，接+5V。VSS：電源地端。XTAL1：單芯片系統時鐘

9、的反相放大器輸入端。XTAL2：系統時鐘的反相放大器輸出端，一般在設計上只要在 XTAL1 和 XTAL2 上接上一只石英振蕩晶體系統就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一 20PF 的小電容，可以使系統更穩定，避免噪聲干擾而死機。RESET：AT89S52的重置引腳，高電平動作，當要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，AT89S51便能完成系統重置的各項動作，使得內部特殊功能寄存器之內容均被設成已知狀態，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執行程序。EA/Vpp："EA"為英文"External Access&quo

10、t;的縮寫，表示存取外部程序代碼之意，低電平動作，也就是說當此引腳接低電平后，系統會取用外部的程序代碼（存于外部EPROM中）來執行程序。因此在8031及8032中，EA引腳必須接低電平，因為其內部無程序存儲器空間。如果是使用 8751 內部程序空間時，此引腳要接成高電平。此外，在將程序代碼燒錄至8751內部EPROM時，可以利用此引腳來輸入21V的燒錄高壓（Vpp）。ALE/PROG：ALE是英文"Address Latch Enable"的縮寫，表示地址鎖存器啟用信號。AT89S52可以利用這支引腳來觸發外部的8位鎖存器（如74LS373），將端口0的地址總線（A0A7

11、）鎖進鎖存器中，因為AT89S52是以多工的方式送出地址及數據。平時在程序執行時ALE引腳的輸出頻率約是系統工作頻率的1/6，因此可以用來驅動其他周邊晶片的時基輸入。此外在燒錄8751程序代碼時，此引腳會被當成程序規劃的特殊功能來使用。PSEN：此為"Program Store Enable"的縮寫，其意為程序儲存啟用，當8051被設成為讀取外部程序代碼工作模式時（EA=0），會送出此信號以便取得程序代碼，通常這支腳是接到EPROM的OE腳。AT89S52可以利用PSEN及RD引腳分別啟用存在外部的RAM與EPROM，使得數據存儲器與程序存儲器可以合并在一起而共用64K的定

12、址范圍。PORT0（P0.0P0.7）：端口0是一個8位寬的開路汲極（Open Drain）雙向輸出入端口，共有8個位，P0.0表示位0，P0.1表示位1，依此類推。其他三個I/O端口（P1、P2、P3）則不具有此電路組態，而是內部有一提升電路，P0在當做I/O用時可以推動8個LS的TTL負載。如果當EA引腳為低電平時（即取用外部程序代碼或數據存儲器），P0就以多工方式提供地址總線（A0A7）及數據總線（D0D7）。設計者必須外加一鎖存器將端口0送出的地址栓鎖住成為A0A7，再配合端口2所送出的A8A15合成一完整的16位地址總線，而定址到64K的外部存儲器空間。PORT2（P2.0P2.7）

13、：端口2是具有內部提升電路的雙向I/O端口，每一個引腳可以推動4個LS的TTL負載，若將端口2的輸出設為高電平時，此端口便能當成輸入端口來使用。P2除了當做一般I/O端口使用外，若是在AT89S52擴充外接程序存儲器或數據存儲器時，也提供地址總線的高字節A8A15，這個時候P2便不能當做I/O來使用了。PORT1（P1.0P1.7）：端口1也是具有內部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個LS TTL負載，同樣地若將端口1的輸出設為高電平，便是由此端口來輸入數據。如果是使用8052或是8032的話，P1.0又當做定時器2的外部脈沖輸入腳，而P1.1可以有T2EX功能，可以做外部中斷

14、輸入的觸發腳位。PORT3（P3.0P3.7）：端口3也具有內部提升電路的雙向I/O端口，其輸出緩沖器可以推動4個TTL負載，同時還多工具有其他的額外特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數控制及外部數據存儲器內容的讀取或寫入控制等功能。其引腳分配如下：P3.0：RXD，串行通信輸入。P3.1：TXD，串行通信輸出。P3.2：INT0，外部中斷0輸入。P3.3：INT1，外部中斷1輸入。P3.4：T0，計時計數器0輸入。P3.5：T1，計時計數器1輸入。P3.6：WR：外部數據存儲器的寫入信號。P3.7：RD，外部數據存儲器的讀取信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳

15、兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執行狀態ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周

16、期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。（三）、AT89S52最小系統：（四）、接收模塊與發射模塊簡介發射模塊：工作頻率：315M工作電壓：DC9V工作電流：3mA(5.0VDC)工作原理：

17、超再生調制方式：ASK編碼芯片：SC2272（PT2272、PT2294），芯片兼容遙控距離：2050米以上（開闊地）2.2 LED的選擇及優點大功率LED作為照明光源具有體積小、耗電小、發熱小、壽命長、響應速度快、安全低電壓、耐候性好、方向性好等優點。 外罩可用PC管制作，耐高溫達135度.，低溫-45度 1.使用壽命：大功率LED路燈使用壽命高達50,000小時以上 2.節能：比高壓鈉燈節電80%以上 3.綠色環保。大功率LED路燈不含鉛、汞等污染元素，對環境沒有任何污染 4.安全：耐沖擊，抗震力強，led發的光在可見光范圍內，無紫外線（UV）和紅外（IR）輻射。無燈絲和玻璃外殼，沒有傳統

18、燈管碎裂的問題，對人體無傷害、 無輻射； 5.無高壓，不吸灰塵。消除了普通路燈因高壓吸收灰塵導致燈罩發黑引起的亮度降低； 6.無高溫，燈罩不會老化發黃。消除了普通路燈因高溫烘烤燈罩使其老化發黃引起的亮度降低和壽命的縮短； 8.啟動無延時。led在納秒級，通電即達正常亮度，無須等待，消除了傳統LED路燈長時間的啟動過程； 9.無頻閃。純直流工作，消除了傳統路燈頻閃引起的視覺疲勞； 10.無不良眩光。消除普通大功率LED路燈的不良眩光所引起的刺眼、視覺疲勞與視線干擾，提高駕駛的安全性，減少交通事故的發生。 11.柔性化好LED光源的精巧，使LED燈能適應各種幾何尺寸和不同空間大小的裝飾照明要求，諸

19、如：點、線、面、球、異形式，乃至任意藝術造型的燈光雕塑； 12. 色彩純厚由半導體PN結自身產生色彩，純正，濃厚；色彩豐富三基色加數碼技術，可演變任意色彩； 可用范圍： 大功率LED在油田、石化、鐵路、礦山、部隊等特殊行業、舞臺裝飾、城市景觀照明、顯示屏以及體育場館等，特種工作燈具中的具有廣泛的應用前景。第三章 發射與接收系統的實現3.1 發射部分發射部分由單片機最小系統，按鍵陣列，發射模塊，電源部分四個部分組成發射部分采用SC2262芯片，此芯片為解碼集成芯片，是一種使用CMOS工藝制造的低功耗低價位的通用編解碼電路，SC2262最多可以有12位三態管腳，任意組合可以有531441個地址碼，

20、SC2262有六位數據端口，可以用于無線發射。以下為接收部分流程圖：89S52無線發送電路SC2262編碼按鍵3.2 接收部分接收部分由單片機最小系統，接收模塊，LED，電源部分四個部分組成接收部分采用SC2272芯片，此芯片與無線發射模塊基本相同，不作介紹。以下為接收部分流程圖：控制LED燈亮滅無線接收電路SC2272解碼89S52發射部分：#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit l1=P10;sbit l2=P11;sbit l3=P12;sbit l4=P13;sbit

21、 l5=P14;sbit l6=P15;sbit D0=P00;sbit D1=P01;sbit D2=P02;sbit D3=P03;bit send_flag=0;uint gvalue=0;uint sum=0;uint time=0;uint Data10=0x0a,0x09,0,0,0,0,0,0,0,0x0f;void init_timer(void);void Init(void);void ScanKey(void);void send_data(void);main()Init();while(1)ScanKey();send_data();void init_timer(v

22、oid)TMOD=0x01;TH0=0x3c;TL0=0xb0;ET0=1;TR0=1;EA=1;void init(void)init_timer();l1=0;l2=0;l3=0;l4=0;l5=0;l6=0;void ScanKey(void)if(l1=1)Data2=0x0b;gvalue=0011;if(l2=1)Data2=0x0c;gvalue=0101;if(l3=1)Data2=0x0d;gvalue=0110;if(l1=1)Data2=0x0e;gvalue=1001;if(l5=1)Data2=0x05;gvalue=1010;if(l6=1)Data2=0x07;g

23、value=1100;zu_data(uint gvalue)uint i=0,swei=0;for(i=6;i>=3;i-)swei=gvalue%10;Datai=swei;gvalue=gvalue/10;for(i=0;i<7;i+)sum=sum+Datai;for(i=8;i>=7;i-)Datai=sum%10;sum=sum/10;sum=0;void send_data(void)uint u;if(send_flag=1)EA=0;if(!(gvalue=0)zu_data(gvalue);if(u<10)D0=Datau/2;D1=Datau/4;

24、D2=Datau/8;D3=Datau/16;u+;elseu=0;gvalue=0;send_flag=0;EA=1;void timer_0 interrupt 1TH0=0x3c;TL0=0xb0;time+;if(time=0)time=0;send_flag=1;接收部分：#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit l1=P10;sbit l2=P11;sbit l3=P12;sbit l4=P13;sbit l5=P14;sbit l6=P15;sbit D0=P00

25、;sbit D1=P01;sbit D2=P02;sbit D3=P03;bit send_flag=0;uint gvalue=0;uint sum=0;uint time=0;uint Data10=0x0a,0x09,0,0,0,0,0,0,0,0x0f;void init_timer(void);void Init(void);void ScanKey(void);void send_data(void);main()Init();while(1)ScanKey();send_data();void init_timer(void)TMOD=0x01;TH0=0x3c;TL0=0xb0;ET0=1;TR0=1;EA=1;void init(void)init_timer();l1=0;l2=0;l3=0;l4=0;l5=0;l6=0;void ScanKey(void)if(l1=1)Data2=0x0b;gvalue=0011;if(l2=1)Data2=0x