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AVR单片机的LED自适应调光传感系统+电路图 第3页

更新时间:2012-1-4:  来源:毕业论文
TSL2561光强传感器的硬件连接及介绍
光传感器芯片TSL2561是一种可编程灵活配置的光照度数字转换芯片。如下图2所示,芯片内部集成有两个通道:通道0和通道1,每个通道有一个光敏二极管。积分式A/D转换器对流过光敏二极管的电流进行积分并转换为数字量,在转换结束后将转换结果存入芯片内部通道0和通道1各自的数据寄存器中,其它设备通过I2C总线读取数据寄存器中的数据并且经过公式计算后可得出可见光照度值。其中通道0是对可见光和红外光敏感,而通道1是指对红外光敏感,通道1的数值通过固定算法对对通道0的数值作为红外光补偿。通过算式得出的最终数值为可见光的实际照度值。但考虑到LED灯的结构为蓝光LED灯加黄光荧光粉最终混合为可见白光,色光中红光波长最为缺失。所以在此只读取通道0的读书作为最终输出值。与AVR的硬件连接如图(3)所示。图3 ATmega16与TSL2561硬件连接本文来自辣.文~论'文·网原文请找腾讯3249.114
2.3  DS18B20温度传感器的硬件连接及介绍
DS1820 数字温度计以9位数字量的形式反映器件的温度值。DS1820 通过一个单线接口发送或接收信息,因此在中央微处理器和DS1820 之间仅需一条连接线(论文网http://www.751com.cn/  加上地线)。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得,无需外部电源。因为每个 DS1820 都有一个独特的片序列号,所以多只DS1820 可以同时连在一根单线总线上,这样就可以把温度传感器放在许多不同的地方。这一特性在HVAC 环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控制等方面非常有用。图 1 的方框图示出了DS1820 的主要部件。DS1820 有三个主要数字部件:1)64 位激光ROM,2)温度传感器,3)非易失性温度报警触发器TH 和TL。器件用如下方式从单线通讯线上汲取能量:在信号线处于高电平期间把能量储存在内部电容里,在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作,直到高电平到来再给寄生电源(电容)充电。DS1820 也可用外部5V 电源供电。


图4  DS18B20方框图

DS1820 依靠一个单线端口通讯。在单线端口条件下,必须先建立ROM 操作协议,才能进行存储器和控制操作。因此,控制器必须首先提供下面5个ROM 操作命令之一:1)读ROM,2)匹配ROM,3)搜索ROM,4)跳过ROM,5)报警搜索。这些命令对每个器件的激光ROM 部分进行操作,在单线总线上挂有多个器件时,可以区分出单个器件,同时可以向总线控制器指明有多少器件或是什么型号的器件。成功执行完一条ROM 操作序列后,即可进行存储器和控制操作,控制器可以提供6 条存储器和控制操作指令中的任一条。一条控制操作命令指示 DS1820 完成一次温度测量。测量结果放在DS1820 的暂存器里,用一条读暂存器内容的存储器操作命令可以把暂存器中数据读出。温度报警触发器TH 和TL 各由一个EEPROM 字节构成。如果没有对DS1820 使用报警搜索命令,这些寄存器可以作为一般用途的用户存储器使用。可以用一条存储器操作命令对TH 和TL 进行写入,对这些寄存器的读出需要通过暂存器。所有数据都是以最低有效位在前的方式进行读写。
 
图5  DS18B20硬件连接图
2.4  PWM波形的发生及恒流IC的输出
2.4.1  PWM波形发生
本系统的PWM采用ATmega16的16位定时计数器T1来产生PWM波形。由PD4管脚输出。16位的T/C 可以实现精确的程序定时( 事件管理)、波形产生和信号测量。其主要特点如下
• 真正的16 位设计( 即允许16 位的PWM)
• 2个独立的输出比较单元
• 双缓冲的输出比较寄存器
• 一个输入捕捉单元本文来自辣.文~论'文·网原文请找腾讯324,9114
• 输入捕捉噪声抑制器
• 比较匹配发生时清除寄存器( 自动重载)
• 无干扰脉冲,相位正确的PWM
• 可变的PWM 周期
• 频率发生器
• 外部事件计数器
• 4个独立的中断源(TOV1、OCF1A、OCF1B 与ICF1)论文网http://www.751com.cn/  
ATmega16的16位定时计数器T1具有多种工作模式,本系统只采用了其中相位与频域修正PWM模式,因此在此只介绍定时计数器T1的相位修正PWM模式。
相位与频域修正PWM 模式
相位与频率修正PWM 模式(WGM13:0 = 8 或9) - 以下简称相频修正PWM 模式 - 可以产生高精度的、相位与频率都准确的PWM 波形。与相位修正模式类似,相频修正PWM 模式基于双斜坡操作。计时器重复地从BOTTOM 计到TOP,然后又从TOP 倒退回到BOTTOM。在一般的比较输出模式下,当计时器往TOP计数时若TCNT1与OCR1x匹配,OC1x将清零为低电平;而在计时器往BOTTOM计数时TCNT1与OCR1x匹配,OC1x将置位为高电平。工作于反向输出比较时则正好相反。与单斜坡操作相比,双斜坡操作可获得的最大频率要小。但其对称特性十分适合于电机控制。相频修正PWM 模式与相位修正PWM 模式的主要区别在于OCR1x 寄存器的更新时间,详见 Figure 47 与Figure 48。相频修正PWM 模式的PWM 分辨率可由ICR1 或OCR1A 定义。最小分辨率为2 比特(ICR1 或OCR1A 设为 0x0003),最大分辨率为16 位(ICR1 或OCR1A 设为MAX)。PWM 分辨率位数可用下式计算:

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