论文基于STC单片机的LED自动补光系统设计，该文是系统设计类大学毕业论文范文跟补光和STC单片机和系统设计有关硕士学位论文范文.
摘 要：针对现有LED 补光系统在温室大棚应用时补光不足和补光过度的问题,本文设计了一种LED 植物补光测试系统,实现温室大棚植物的定量补光,以满足不同植物在不同阶段的光照需求.研究结果表明,该系统结合专用的光照设施,可实现自动化补光和光照调节,非常适用于菌类作物的栽培补光,具有良好的实用性和较强的推广性.
关键词：单片机曰LED曰脉宽调制曰补光系统
文章编号：1004-7026（2017）1-0065-02 中国图书分类号：TM923.02 文献标志码：A
1 系统总体设计
系统包括主控设备、LED 光源驱动模块以及光照强度检测模块三部分组成,设备采用STC12C5A60S2 作为系统中心处理芯片,各个模块之间通过有线互联方式进行信息通信.主控设备根据反馈信息量进行修正补光强度；LED 驱动模块主要完成光环境开启与关闭的功能,实现单片机微弱信号至大电流转变的过程,进而实现光强信息动态调控过程,支持光强信息的无极变化,可根据需光量,动态周期性调节光强信息；光照强度检测模块主要对特定波段光源强度进行检测,并通过IIC 通信接口与单片机进行数据交互.如图1 所示为本系统的总体设计结构框图.
2 系统硬件设计
2.1 LED 光源驱动模块
本LED 光源驱动电路从AC220V 交流电接入,首先是由热敏电阻NTC 和保险丝F1 组成的涌浪保护电路,由电感L1、L2 和电容CX1 组成的EMC 滤波电路,由四个二极管组成的模块DB1 是全桥整流电路,然后是由二极管D1、D2、D3,电阻R1 和电容C1、C2 组成的上位机F 电路,由电阻R2-R4,电容-C6,二极管D4 和晶体管T1 组成的降压稳压电路,由主驱动芯片PT4107、滑动变阻器RT、线性微调电阻R5、开关频率设计电阻R6、采样电阻R7-R10 和MOET 管Q1 组成的PWM 控制电路,最后是由续流二极管D5、镇流电感L3 和电容C3 组成的扩流恒流电路.如图2 所示为该电路的电路原理图.
2.2 光照度检测模块
应用ISL29010 光照传感器对完成对预处理的多色光进行监测分析.采用I2C 总线方式对检测信号进行接入,本系统的一个主要特点是应用分时复用原理,有效的减少了总线空间的占用,同时减少芯片管脚的数量.光照度检测模块采用电压为4.5V 的直流电源供电,信号数据接入单片机的P1.6 口线路,时钟模块接入P1.7 口线路,该检测模块可测定系统的分波段光照强度.
2.3 主控设备
采用STC12C5A60S2 作为核心处理器.采用5V 电源供电,电源电路模块将外接的12V 电压转换为5V 电压,外接的5V 电压转换为3.3V 电压,为系统提供电源.INPUT 端接入12V 电压,OUTPUT 端输出的电压即为5V 与3.3V.OUTPUT 电压输出端设置了一个LED,可提示整个系统供电情况.主控设备人机交互模块主要为液晶显示屏和键盘两部分,数据存储通过SD 卡实现,系统选用SPI 形式读写SD 卡.通过RS232 接口电路实现单片机与上位机间的数据通信.
3 系统软件设计
本文采用模块化设计的软件系统,程序对系统初始化后,首先调用光照度检测模块函数获取特定波段的分波段光强度数据,并传到单片机模块上,通过逻辑运算,单片机根据预先设定的参考值范围与实际值之差得出植物实际所需的光照强度,进而计算得出实际需光量,并产生对应的PWM 信号,相应设备接受控制信号执行补光动作,从而实现LED 灯的照度自动控制,对植物进行精确补光.图3 为该系统的程序流程图.
4 结论
本文研发了一种基于STC12C5A60S2 单片机的设施菌类补光系统,选用红、黄、蓝、绿四种颜色滤光片,实现在一定的波段范围内对特定波长的光信号进行检测的效果,根据光照传感器的检测结果,通过单片机核心控制模块发出的PWM 信号,系统可实现LED 灯组的光波控制,从而控制温室大棚光源的照度,从根本上解决温室大棚内补光难、补光效果欠佳的问题,实现温室大棚内植物补光的自动化控制.系统试验证明其具有良好的稳定性,实现了设施菌类的高效定量的调控目的.
综上资料：这是适合补光和STC单片机和系统设计论文写作的大学硕士及关于系统设计本科毕业论文，相关系统设计开题报告范文和学术职称论文参考文献.
参考文献：
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