基于单片机工业生产现场的光照强度控制系统设计
**单片机设计介绍，基于单片机工业生产现场的光照强度控制系统设计
文章目录
- 一 概要
- 二、功能设计
- 设计思路
- 三、 软件设计
- 原理图
- 五、 程序
- 六、 文章目录
一 概要
基于单片机工业生产现场的光照强度控制系统设计概要主要包括以下几个关键部分：硬件设计、软件设计、系统工作流程以及可能的优化和扩展。
一、硬件设计
单片机核心控制器：选用合适的单片机，如AT89C52，作为整个系统的核心，负责接收输入信号、处理数据并发出控制指令。
光照强度传感器：采用高精度的光照强度传感器，实时检测工业生产现场的光照强度，并将检测到的数据转换为电信号输出给单片机。
显示模块：使用LCD显示屏或数码管等显示模块，实时显示当前的光照强度值和系统状态，方便用户监控和调整。
可控光源：根据工业生产现场的需求，选用合适的可控光源，如LED灯等。通过控制光源的亮度，实现对光照强度的精确调节。
驱动电路：设计合理的驱动电路，将单片机的控制信号转换为能够驱动光源的信号，确保光源能够按照预设的光照强度进行工作。
二、软件设计
系统初始化：在单片机上编写程序，完成系统的初始化设置，包括IO口配置、定时器设置等。
数据采集与处理：编写程序，通过单片机读取光照强度传感器的数据，并进行必要的处理，如滤波、校准等，以获取准确的光照强度值。
光照强度控制算法：根据工业生产现场的需求，设计合适的光照强度控制算法。例如，可以根据光照强度的实时值和预设值进行比较，通过调整光源的亮度来实现对光照强度的精确控制。
显示更新：根据光照强度的实时值，更新显示模块的内容，确保用户能够实时了解当前的光照强度情况。
三、系统工作流程
系统启动后，首先进行初始化设置。
然后，系统开始实时采集光照强度传感器的数据，并进行处理。
根据处理后的光照强度值，系统通过控制光源的亮度来调节工业生产现场的光照强度。
同时，系统实时更新显示模块的内容，方便用户监控和调整。
四、优化与扩展
可以考虑加入无线通信模块，实现远程监控和控制功能，提高系统的灵活性和便利性。
可以根据工业生产现场的具体需求，增加更多的传感器和执行器，实现更复杂的光照强度控制系统。
可以进一步优化光照强度控制算法，提高系统的控制精度和响应速度。
总之，基于单片机工业生产现场的光照强度控制系统设计是一个涉及硬件、软件和算法等多个方面的综合性项目。通过合理的设计和优化，可以实现对工业生产现场光照强度的精确控制和调节，提高生产效率和产品质量。
二、功能设计
用单片机控制总装车间中的LED照明系统，使其输出恒定照度的光，以满足总装生产工序中的照明需要。
总体设计方案
由设计要求可知，需使用MCS-51系列单片机，构建控制系统，实现LED灯亮度的控制。所以采用AT89C52 单片机为核心，以3*3按键键盘作为输入端，以达到控制所需输出电流的功能，并且由LCD1602显示模块可以显示输入电流的大小和电流源输出的电流大小。在设计中，采用PCF8591芯片进行AD/DA转换，单片机通过I2C通信协议控制PCF8591 AD转换输出的电压所需电压，输入压控电压源，通过采样电阻的电压DA转换获得电流源输出的电流值，经过单片机计算最后显示实际输出电流。
该直流电机控制系统的设计，在总体上大致可分为以下6个部分组成：AT89C52单片机最小系统，3*3按键键盘，直流稳压源，1602显示模块，AD/DA转换模块，可控电流源模块。
设计思路
设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；
调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；
比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；
软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。
三、 软件设计
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。
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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图
五、 程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。
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六、 文章目录
目 录
摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25