大功率半导体照明灯具LED的布置和二次光学配光设计.doc

摘要:设计是基于大功率半导体照明灯具LED的布置和二次光学配光设计的检测系统设计工作。系统设计针对如何实现LED光照环境的检测展开研究工作，设计包括两个方面：一、软硬件系统的设计；二、软硬件系统设计的相关说明书。本设计涉及普通物理学、光学、模数电子、计算机及相关编程理论、单片机等理论知识，并通过整合以上知识实现系统设计各模块之间的衔接，最终完成毕业设计的相关工作。

在系统内加入了单片机STC12C5AS60S2控制芯片、光电三极管、上位机、VB、MATLAB等硬件和软件模块。应用STC12C5AS60S2单片机进行编程控制AD0809，并采集由AD转换结果。经过单片机的数据处理功能对采集数据进行相关处理工作。在上位机的控制下通过串行通信协议，实现单片机串口通信与上位机串口直接的衔接通信功能。

在上位机的设置中，应用了VB的面向对象的软件设计功能，实现上位机的串口通信功能的控制功能。并将数据通过VB生成Excel报表。为更直观地观察当前LED的光照系统结构，在此引入了MATLAB的3D绘制模拟图的功能，应用MATLAB编程调用所生成报表，在MATLAB的环境内绘制3D的效果图，便于直观观察现场情况，进而调节配光方案。

通过系统软硬件设计，实现了系统的控制功能，并得到了较为满意的实验结果。

关键词  单片机STC12C5AS60S2；LED；串行通信；VB；MATLAB

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1 课题背景-1

1.2 工程特点及方案选择-1

2设计综合知识-2

2.1 STC12C5A60S2系列单片机简介-2

2.1.1STC12C5A60S2/AD/PWM 系列单片机-2

2.1.2  STC12C5A60S2系列单片机与传统8051单片机的过渡-3

2.1.3  STC12C5A60S2 系列单片机的省电模式-3

2.1.4 数据存储器（SRAM）-3

2.1.5 单片机串口介绍-6

2.2 VB软件应用开发技术-7

2.2.1 VB的mscomm控件功能介绍-8

2.2.2串口通信基础知识-8

2.2.3使用Mscomm控件-8

2.2.4 VB与EXCEL读写通信：-9

2.3 rs232芯片介绍-9

2.3.1 电气特性-9

2.3.2 DB-9连接器-10

2.4 Matlab编程软件-11

2.4.1 Matlab功能及其介绍-11

2.4.2 MatlaB在设计系统应用-11

2.5 STC12C5A60S2 系列单片机的A/D转换器-11

2.5.1 A/D转换器的结构-11

2.5.2 P1口模拟功能控制寄存器P1ASF-12

2.5.3 ADC控制寄存器ADC_CONTR-12

2.5.4 A/D转换结果寄存器ADC_RES、ADC_RESL-13

2.6 Excel功能介绍-13

2.7光电三极管及其光学原理介绍-14

2.7.1 光电三极管的特点-14

2.7.2光电三极管的作用-15

2.7.3光电三极管放大功能与设计原理介绍-15

3 研究设计理念及过程-15

3.1整体工程方案及设计理念-15

3.2 MCU单片机STC12C5AS60S2应用-16

3.2.1单片机I/O等应用-16

3.2.2 单片机串口的工作方式2及本系统设计串口选择-16

3.3上位机的编程及应用-17

3.3.1计算机应用软件VB软件编程的应用-17

3.3.2计算机应用软件Matlab软件的3D模拟图应用-18

3.4通信模块的应用-19

3.4.1电路连接-19

3.5 A/D转换模块应用-20

3.5.1 A/D转换模块-20

3.5.2 A/D应用系统-20

3.6光电检测模块的应用-20

结论-21

4.1 设计总结-21

4.1.1软件编程设计（相关编程见附录的设计所用程序）-21

4.1.2硬件设计-22

4.2 设计优缺点-22

致谢-23

参考文献-24

附录-25