單片機控制燈光設計

㈠ 51單片機可以做的項目

1. 燈光控制系統。利用51單片機控制交通燈模擬、心形流水燈、光立方等，配合不同顏色的LED燈和蜂鳴器或音樂播放器，創造出獨特的表白神器，送給心儀的人，表達心意（但需謹慎，以免被誤解）。
2. 電子時鍾設計。通過51單片機配合按鍵、數碼管或LCD顯示屏，以及蜂鳴器，實現校準、鬧鍾、報點等功能，方便日常生活。
3. 智能小車或機器人製作。利用51單片機實現紅外尋跡避障、超聲波測距等功能，也可以通過手機藍牙或Wi-Fi進行控制，為智能小車比賽提供創意方案。
4. 智能家居系統開發。使用51單片機結合數字密碼鎖（指紋識別）、電動窗簾、溫濕度檢測、紅外感應、煙霧報警等設備，通過通信模塊實現與簡訊或電話提醒等功能。
5. 多樣化的智能設備開發。包括智能防丟器、智能檢測系統、計費收費系統、圖書館管理系統等，這些設備的核心是利用各種感測器採集數據，經過數據處理實現相應功能，並通過LCD屏幕顯示信息。
6. 不斷創新的可能性。沒有做不到，只有想不到。參觀電子比賽可以激發靈感，看到許多有趣的作品。當51單片機無法滿足需求時，可以升級到16位或32位單片機，以實現更復雜的功能。

㈡ 用51單片機寫程序，4個按鍵燈控制8個彩燈切換九種燈光效果

P1口接8個LED燈，P3口接4個按鍵K1~K4，用於控制流水燈的四種效果，模擬圖如下。

㈢ 如何用單片機實現舞台燈光的自動跟蹤

追光燈是運用舞台藝術中不可或缺的重要手段，達到突出重點、塑造人物形象、烘托環境氣氛的目的。而單片機降低演出成本，節省人力、物力，完善舞台燈光技術中追光的的功能和自動化的程度。

1、如下圖，利用攝像頭與主機的串口（USB）連接，系統運行專用驅動軟體後，屏幕上顯示出活動的視頻圖像。屏幕的下端建立一個VB應用軟體的界面，設置一些命令控制項和狀態控制項，將位置信息通過單片機處理部件傳送到電腦追光燈來控制光斑對准演員。下面就該方案的軟、硬體的設計作一介紹。

㈣ 基於MCU控制的無極交流調光控制器設計

1 調光控制器設計

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後即使觸發信號去掉，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送出觸發信號，觸發信號的送出時間就決定了燈泡的亮度。

調光的實現方式就是在過零點後一段時間才觸發雙向可控硅開關導通，這段時間越長，可控硅導通的時間越短，燈的亮度就越低；反之，燈就越亮。

這就要求要提取出交流電壓的過零點，並以此為基礎，確定觸發信號的送出時間，達到調光的目的。

1．1 硬體部分

本調光控制器的框圖如下：

控制部分：為了便於靈活設計，選擇可多次寫入的可編程器件，這里選用的是ATMEL的AT89C51單片機。

驅動部分：由於要驅動的是交流，所以可以用繼電器或光耦+可控硅(晶閘管SCR)來驅動。繼電器由於是機械動作，響應速度慢，不能滿足其需要。可控硅在電路中能夠實現交流電的無觸點控制，以小電流控制大電流，並且不象繼電器那樣控制時有火花產生，而且動作快、壽命長、可靠性高。所以這里選用的是可控硅。

負載部分：本電路只能控制白熾燈(純阻負載)的亮度。

1．2 軟體部分

要控制的對象是50Hz的正弦交流電，通過光耦取出其過零點的信號(同步信號)，將這個信號送至單片機的外中斷，單片機每接收到這個同步信號後啟動一個延時程序，延時的具體時間由按鍵來改變。當延時結束時，單片機產生觸發信號，通過它讓可控硅導通，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(並不會有閃爍的感覺，因為重復的頻率為100Hz，且人的視覺有暫留效應)。由於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0～10ms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，但由於受到單片機本身的限制和基於實際必要性的考慮，只需要分成大約100份左右即可，實際採用的值是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 μs。程序中使用T1來控制這個時間。

對兩個調光按鍵的處理有兩種方式：一種是每次按鍵，無論時間的長短，都只調整一個台階(亮或暗)；另一種是隨按鍵時間的不同，調整方法不同：短按只調整一個台階，長按可以連續調整。如前面所述，由於本設計中的台階數為95(N=95)，如果使用前一種方式，操作太麻煩，所以用後者較為合理。

2 各單元電路及說明

2．1 交流電壓過零點信號提取

交流電壓過零點信號提取電路如圖2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。

圖中整流後波形中的水平虛線表示光藕P52l輸入二極體的門限電壓。P521是TLP521的簡稱，下圖是其引腳圖。引腳圖中器件名的後綴「-1」表示包含一組光藕。

2. 2 主控單元

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。

三個按鍵只用於控制一路燈：一個為開關，另外兩個分別為提高亮度和降低亮度。

74HC573用於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。

2．3 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腳分別為二極體的正、負極：4、6腳為輸出迴路的兩端；3、5腳不用連接。如圖8所示。

T435-400是可控硅，「4」表示主迴路電流是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。

3 程序流程圖

4 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，只需修改程序即可。

學生通過製作該調光控制器，可以掌握單片機、光藕和可控硅等方面的知識和使用技能，特別是後兩者，學生較少接觸。由於該調光控制器調光的效果比較好，對提高學生的學習興趣有很大幫助，教學效果良好。