《电力电子制作设计报告》专业及班级 09自动化（2）班组长组员指导老师李秀娟张为堂完成时间电力电子实验制作设计报告遥控调光控制器一、调光控制器设计思想在日常生活中，我们常常需要对灯光的亮度进行调节。
本调光控制器通过单片机控制双向可控硅的导通来实现白炽灯(纯阻负载)亮度的调整。
双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉，它仍将保持导通；当负载电流为零(交流电压过零点)时，它会自动关断。
所以需要在交流电的每个半波期间都要产生触发信号，触发信号产生时间的长短（触发角的大小）就决定了灯泡的亮度。
调光的实现方式就是在交流电源信号过零点后一段时间触发双向可控硅开关的导通，称这段时间为双向可控硅的触发角。
触发角越大，导通时间越长，可控硅导通的时间越短，灯的亮度就越低；反之，灯就越亮。
这就要求确定交流电源同步信号的过零点，并以此为基础，控制触发信号触发角的大小，达到白炽灯亮度调节的目的。
二、硬件电路部分本调光控制器的框图如下：控制部分：为了便于灵活设计，选择可多次写入的可编程器件，本设计方案中选用的是ATMEL公司生产的AT89C51单片机。
驱动部分：由于驱动的对象是交流负载，且为了实现连续调节的目的，本电路中采用了无触点开关元件双向可控硅。
双向可控硅能够对交流电源的导通进行无触点连续控制，以小电流控制大电流，且动作快、寿命长、可靠性高。
负载部分：本电路的负载是白炽灯(纯阻负载)。
（一）交流电源同步信号交流电源同步信号的产生如图2电路所示，图中的同步信号就是我们需要的交流电压过零点信号。
各部分波形如图3所示。
图中整流后波形中的水平虚线表示光藕P52l输入二极管的门限电压。
P521是TLP521的简称，下图是其引脚图。
图2 过零检测电路图3 同步信号波形图图4 P521引脚图（二）单片机控制部分：主控单元以AT89C51单片机为核心，交流电压过零点信号提取电路中产生的同步信号SYN接到AT89C5l的INT0，此信号的下降沿将使AT89-C51产生中断，以此为延时时间的起点。
图5 单片机控制电路（三）主控部分图6 主控电路图中，CL是单片机输出的触发信号，该信号通过光控可控硅MOC3022去驱动可控硅T435。
受控的白炽灯接在Ll和零线(图中未画出)之间。
MOC3022是DIP-6封装的光控可控硅。
其1、2脚分别为二极管的正、负极：4、6脚为输出回路的两端；3、5脚不用连接。
如图8所示。
图7 MOC3022引脚图图中的阴影部分表示可控硅的导通区间，它的大小决定了灯的亮度。
改变延时时间可改变触发信号和同步信号的相位关系，也改变了可控硅的导通区间的大小，达到调光的目的。
220V交流主电源导通区间、同步信号和触发信号的时序关系如图6所示。
图8 主电源导通区、同步信号和触发信号时序图（四）红外接收电路（五）电路整体接线图(四)元器件的清单：见附件二(五)相关计算：1、与可控硅相连的电阻回路计算当MOC3022导通时，可控硅门极所加电压： U=180*220/(1000+180)=33.5V可以驱动可控硅所以选1k Ω和180Ω 2、光耦MOC3022所在回路相关计算 选择电阻270Ω的原因：MOC3022发光二极管侧最小触发电流为10mA ，触发电压为1.5V ，极限条件下Ω=-=35010)5.15(mAVR ，所以电阻应该比350小，应该选270Ω。
因为MOC3022的发光灯驱动电流是10mA ，所以可以驱动MOC3022.三、软件部分（一）总体思路1.遥控部分采用常用的由PT2262芯片构成的遥控器加上由解码放大功能的红外接收管SM0038，采用这样的电路比较简单。
2. 主控部分采用89C52单片机作为核心处理器，其主要功能有：(1)进行红外解码(2)操作ADC0804对光传感器的值进行采样处理(3)控制1602显示当前亮度，当前模式（自动/手动），亮度级别 (4)对整流过的交流电压进行过零检测（接单片机外部中断） (5)对晶闸管进行相位控制（二）设计流程图开始1602初始化中断初始化显示基本信息亮度匹配（三）程序清单：见附件一附件一：程序清单主程序：#include <intrins.h>#include <reg52.h>#include "DISP1602.h"#include "IRLCD.h"#include "ADC0804.h"#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit mai=P2^0;sbit zero=P3^3;uint ad_data[5],light; //AD更新数值uchar choose=9,level=0;//亮度级别extern uchar MODE; //=1自动 =0手动extern uchar IRCOM[7]; //键码//函数声明区void init_INT0(void); //0 解码开void init_INT1(void); //2 过零开void delay_mai(void); //60us void delay_2(uchar choose); //750us/次void MatchLight(uint light);//亮度匹配void main(){init_1602();init_INT0(); //0 解码开init_INT1(); //2 过零开DISP_FOUNDFORM();light=DATA_DEAL(10.0,ad_data);MatchLight(light);LCD_NUM(1,5,level,1);LCD_FLO(2,13,ad_data);mai=1;EA=1;while(1){if(MODE==1) LCD_STR1(1,10,"AUTO"); else LCD_STR1(1,10,"MANU");light=DATA_DEAL(10.0,ad_data);LCD_NUM(1,5,level,1);LCD_FLO(2,13,ad_data);MatchLight(light);}}//按键处理void INT0_MESSAGE(void) interrupt 0 {IR_IN();WRITE_COM(0x80+14);WRITE_DATA(' '); //写数据WRITE_DATA(' ');//WRITE_DATA(IRCOM[6]); //写数据//WRITE_DATA(IRCOM[5]);if(IRCOM[2]==0x47){if(MODE==1) MODE=0;else MODE=1;}if(MODE==0){switch(IRCOM[2]){case 0X0D: choose=0;break;case 0X0C: choose=1;break;case 0X18: choose=2;break;case 0X5E: choose=3;break;case 0X08: choose=4;break;case 0X1C: choose=5;break;case 0X5A: choose=6;break;case 0X42: choose=7;break;case 0X52: choose=8;break;case 0X4A: choose=9;break;/*case 0X19: choose+=1;if(choose==10) choose=0; break;case 0X16: choose-=1;if(choose<0) choose=9; break; */}}}void INT1_MESSAGE(void) interrupt 2 {if(choose==0) mai=1;if(choose==9) mai=0;if((choose!=9)&(choose!=0)){delay_2(choose);mai=0;delay_mai();mai=1;}}//子函数void init_INT0(void) //0 解码开{IT0=1;EX0=1;}void init_INT1(void) //2 过零开{IT1=1;EX1=1;}void delay_mai(void) //60us{unsigned char a,b;for(b=1;b>0;b--)for(a=47;a>0;a--);}void delay_2(uchar choose) //750us/次{unsigned char a,b,c;for(c=0;c<9-choose;c++)for(b=83;b>0;b--)for(a=3;a>0;a--);}void MatchLight(uint light) //亮度匹配{if((light>=0)&&(light<500)) level=0;if((light>=500)&&(light<1000)) level=1;if((light>=1000)&&(light<1500)) level=2;if((light>=1500)&&(light<2000)) level=3;if((light>=2000)&&(light<2500)) level=4;if((light>=2500)&&(light<3000)) level=5;if((light>=3000)&&(light<3500)) level=6;if((light>=3500)&&(light<4000)) level=7;if((light>=4000)&&(light<4500)) level=8;if(light>=4500) level=9;if(MODE==1) choose=9-level;}AD子模块：#include "ADC0804.h"//50us延时子程序void delay_50us(unsigned int t){unsigned char j;for(;t>0;t--)for(j=19;j>0;j--);}//读A/D数据子程序//说明:当输入电压为5V时,A/D输出为FFH,即输入电压=AD数据*(5/255)=AD数据/(255/5)=AD数据/51unsigned int READ_AD(){unsigned int ad_data;CS=1;ADRW=1;ADRD=1;delay_50us(20); //转换前准备CS=0; //允许进行A/D转换ADRW=0;delay_50us(5);ADRW=1; //WR由低变高时,AD开始转换CS=1;delay_50us(15); //等待转换完成ADDATA=0xFF;CS=0;ADRD=0; //读取转换数据结果数据结果delay_50us(5);ADRD=1;ad_data=ADDATA; //把数据存到ad_data中CS=1; //停止A/D读取return ad_data;}//ADC0804 读出的数据处理unsigned int DATA_DEAL(float n,unsigned char ad_data[]){unsigned int x,dianya=0,value,light;double last_value;for(x=0;x<n;x++) //将n次测得的结果存储在dianya中 {dianya+=READ_AD();}last_value=dianya/n;last_value/=51.0;value=last_value*1000;light=value;for(x=0;x<4;x++){ad_data[x]=value%10;value/=10;}return light;}#include "DISP1602.h"unsigned char MODE=1; //自动/手动void DELAY_1602(unsigned int z) //延时函数{unsigned int n,j;for(n=z;n>0;n--)for(j=110;j>0;j--);}unsigned char LCD_BUSY() //读忙指令{unsigned char flag;RS=0;RW=1;E=1;DELAY_1602(1);flag=DATAPORT&0x80;E=0;return flag;}void WRITE_DATA(unsigned char dat) //写数据{//while(LCD_BUSY());DELAY_1602(12);RS=1;RW=0;DELAY_1602(2);DATAPORT=dat;E=1;DELAY_1602(3);E=0;}void WRITE_COM(unsigned char com) //写指令{//while(LCD_BUSY());DELAY_1602(12);RS=0;RW=0;DELAY_1602(2);DATAPORT=com;E=1;DELAY_1602(3);E=0;}//------------------初始化1602液晶--------------------------void init_1602(){E=0;WRITE_COM(0x38); //点阵显示WRITE_COM(0x0c); //开显示、显示光标、光标不闪烁；WRITE_COM(0x06); //写一个字符地址自动加一且光标加一WRITE_COM(0x01);}//---------------------------------显示字符串(字符型)-------------------------------------------//---调用格式形如“LCD_STR1(1,2,"TEST");”*str指向的是一个数组的首地址内的内容void LCD_STR1(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char *str) {unsigned char a;if(hang==1) a=0X80;else a=0X80+0X40;a=a+lie-1;WRITE_COM(a);while(*str!='\0'){WRITE_DATA(*str);str++;}}//-------------------------------------------显示单个字符(代码型)-----------------------------------------//----------------调用格式形如“LCD_STR3(1,2,"T");void LCD_STR3(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char str) {unsigned char a;if(hang==1) a=0X80;else a=0X80+0X40;a=a+lie-1;WRITE_COM(a);WRITE_DATA(str);}//---------------------------------显示n位整数-------------------------------------------//---x为要显示的数字，n为显示的位数void LCD_NUM(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned int x,unsigned char n){unsigned char a,d[6];char i;if(hang==1) a=0X80;else a=0X80+0X40;a=a+lie-1;WRITE_COM(a);for(i=0;i<n;i++){d[i]=x%10;x/=10;}for(i-=1;i>=0;i--)WRITE_DATA(0x30+d[i]);}//---------------------------------显示小数-------------------------------------------//---ad_data[]为要显示的数字void LCD_FLO(unsigned char hang,unsigned char lie,unsigned char ad_data[]){unsigned char a;if(hang==1) a=0X80;else a=0X80+0X40;a=a+lie-1;WRITE_COM(a);WRITE_DATA(0x30+ad_data[3]);WRITE_DATA('.');WRITE_DATA(0x30+ad_data[2]);WRITE_DATA(0x30+ad_data[1]);WRITE_DATA(0x30+ad_data[0]);}//-------------------------------------------显示基本信息-----------------------------------------void DISP_FOUNDFORM(void){LCD_STR1(1,1,"LEV:");if(MODE==1) LCD_STR1(1,10,"AUTO");else LCD_STR1(1,10,"MANU");LCD_STR1(2,1,"CURRENT LUM:");}中断控制模块：#include "IRLCD.h"unsigned char IRCOM[7];void IR_IN(void){unsigned char j,k,N=0;EX0 = 0;delay(15); //1.9msif (IRIN==1) //若是产生的错误0，退出中断{EX0=1;return;}//确认IR信号出现while (!IRIN) //等IR变为高电平，跳过9ms的前导低电平信号。
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