基于51單片機的新型節能日光燈系統的設計

本系統使用AT89C51自帶的PWM模塊，通過內部定時器，采用脈寬調制技術。輸入端P2．O～P2．7輸入8位由IN0-BAK端電壓轉化的數字輸入量，由P1．3口輸出不同占空比的方波。這樣將輸入的外界光強的變化轉化為輸出的PWM波的占空比的變化。
1．5 日光燈控制電路
如圖5所示，本模塊為核心部分。P1．3為PWM波輸入，高低電平分別為5 V和0 V，R11為上拉電阻，起限流作用。SMD元件為MOC3052，是一種光電耦合器件，用于弱電電路和強電電路的有效隔離。J2接220 V交流電源，J3接地，R10為日光燈電阻，兩端分別接日光燈的火線和地線。R7和R8為對稱大功率電阻，起限流作用。
當P1．3輸入為低電平時，光耦MOC3052導通，為雙向晶閘管控制極提供導通脈沖，雙向晶閘管導通，起到分流的作用，設此時日光燈電阻R10兩端電壓為V12；同理，當P1．3輸入為高電平時，光耦截止，雙向晶閘管截止，設R10兩端電壓V2。其中，V2V1。所以通過對占空比的改變，即改變光耦的導通時間，可以有效地控制日光燈兩端的電壓，即達到變日光燈光強的效果。
由于日光燈的燈管開始點燃時需要一個高電壓，正常發光時則允許通過不大的電流，這時燈管兩端的電壓低于電源電壓。本實驗使用的日光燈功率為40 W，經測定，起輝電壓最低為200 V，而正常發光后維持穩定光亮的電壓要求為165～245 V，即電壓可控范圍為165～245 V。

2 系統軟件設計
系統主要的任務是實時監測外界的光強，然后通過單片機通過輸出PWM波控制光耦的開合來達到控制日光燈光強的目的。系統軟件設計的重點在于單片機的編程。系統主程序流程如圖6所示。