1、精選優質文檔-傾情為你奉上基于單片機實現的調光控制器設計一、調光控制器設計思想在日常生活中，我們常常需要對燈光的亮度進行調節。本調光控制器通過單片機控制雙向可控硅的導通來實現白熾燈(純阻負載)亮度的調整。雙向可控硅的特點是導通后即使觸發信號去掉，它仍將保持導通；當負載電流為零(交流電壓過零點)時，它會自動關斷。所以需要在交流電的每個半波期間都要產生觸發信號，觸發信號產生時間的長短（觸發角的大小）就決定了燈泡的亮度。調光的實現方式就是在交流電源信號過零點后一段時間觸發雙向可控硅開關的導通，稱這段時間為雙向可控硅的觸發角。觸發角越大，導通時間越長，可控硅導通的時間越短，燈的亮度就越低；反之，燈就越

2、亮。這就要求確定交流電源同步信號的過零點，并以此為基礎，控制觸發信號觸發角的大小，達到白熾燈亮度調節的目的。二、硬件電路部分本調光控制器的框圖如下：控制部分：為了便于靈活設計，選擇可多次寫入的可編程器件，本設計方案中選用的是ATMEL公司生產的AT89C51單片機。驅動部分：由于驅動的對象是交流負載，且為了實現連續調節的目的，本電路中采用了無觸點開關元件雙向可控硅。雙向可控硅能夠對交流電源的導通進行無觸點連續控制，以小電流控制大電流，且動作快、壽命長、可靠性高。負載部分：本電路的負載是白熾燈(純阻負載)。三、軟件部分要控制的對象是50Hz的正弦交流信號，通過同步信號檢測電路，將同步信號送至單片

3、機的中斷口。單片機接收到同步信號后就啟動一個延時程序，延時的具體時間由按鍵來改變。延時結束后，單片機立即產生觸發信號。觸發信號可使可控硅導通，電流經過可控硅流過白熾燈，使燈發光。延時越長，亮的時間就越短，燈的亮度越暗。由于延時的長短是由按鍵決定的，所以實際上就是按鍵控制了光的強弱。理論上講，延時時間應該可以是010ms內的任意值。在程序中，將一個周期均分成N等份，每次按鍵只需要去改變其等份數，在這里，N越大越好，但由于受到單片機本身的限制和基于實際必要性的考慮，只需要分成大約100份左右即可，實際采用的值是95。可控硅的觸發脈沖寬度要根據具體的光耦結合示波器觀察而定，在本設計中取20 s。程序

4、中使用T1來控制這個時間。對兩個調光按鍵的處理的方式是：短按只調整一個臺階，長按可以連續調整。（一）交流電源同步信號交流電源同步信號的產生如圖2電路所示，圖中的同步信號就是我們需要的交流電壓過零點信號。各部分波形如圖3所示。圖中整流后波形中的水平虛線表示光藕P52l輸入二極管的門限電壓。P521是TLP521的簡稱，下圖是其引腳圖。引腳圖中器件名的后綴“-1”表示包含一組光藕。（二）單片機控制部分：主控單元以AT89C51單片機為核心，交流電壓過零點信號提取電路中產生的同步信號SYN接到AT89C5l的INT0，此信號的下降沿將使AT89-C51產生中斷，以此為延時時間的起點。三個按鍵只用于控

5、制一路燈：一個為開關，另外兩個分別為提高亮度和降低亮度。74HC573用于輸出控制可控硅的導通的觸發信號。220V交流主電源導通區間、同步信號和觸發信號的時序關系如圖6所示。圖中的陰影部分表示可控硅的導通區間，它的大小決定了燈的亮度。改變延時時間可改變觸發信號和同步信號的相位關系，也改變了可控硅的導通區間的大小，達到調光的目的。（三）驅動單元：圖中，L1_D是單片機輸出的觸發信號，該信號通過光控可控硅MOC3022去驅動可控硅T435。受控的白熾燈接在Ll和零線(圖中未畫出)之間。MOC3022是DIP-6封裝的光控可控硅。其1、2腳分別為二極管的正、負極：4、6腳為輸出回路的兩端；3、5腳不用連接。如圖8所示。T435-400是可控硅，“4”表示主回路電流是4A；“35”表示觸發端的最大電流是35mA，一般該端有最大電流的5就可保證可靠地觸發。T435-400外型圖如圖9所示。四、程序流程圖如圖10所示五、結束語本控制器使用了三個開關控制一路燈，主要是為了在教學過程中降低難度。也可改為一個開關控制一路燈，比如短按為開、關，第一次長按為降低亮度，連續的第二次長按為提高亮度等。電路不用改動，只需修改程序即