无线LED照明系统

摘 要
本次毕业设计的题目是无线LED照明系统（Zigbee）的设计与实现。本论文就毕业设计的内容，选用Atmega16单片机作主控制器，系统地阐述了整个由Zigbee协议支持的无线LED照明系统的功能及实现。在指导老师的帮助下设计并实现了从底层各LED照明器件的驱动控制，到通过进程控制各元器件的系统化编程，再到通过基由Zigbee协议发送的串口控制量来操控的无线LED系统。基本上实现了由Zigbee协议支持的无线LED照明系统的功能流程，能够通过Zigbee协议控制LED系统的花样演示。本系统操作界面简单直观，易于操作和使用，交互性强，基于Zigbee通信协议。

关键词:LED照明；无线控制；Zigbee通信协议；Atmega16；AVR单片机c语言

2 系统设计

2.1 设计任务与要求
2.1.1 设计任务
1．安装AVR Studio软件，在其中学习并编写单片机上的C语言程序；
2．使用USB-ISP下载器将开发板与实际电脑连通并使用AVR fighter程序对测试代码进行实际开发板上的烧写与调试；
3．通过编程对开发板上的LED局部电路实现驱动与控制；
4．深入学习AVR单片机的端口编程、定时/计数器应用、中断程序设计等知识完成目标程序系统的初步搭建；
5. 设计并编码基由Zigbee通信协议的系统程序的通信部分，完成通信数据的解析与控制变量的数据转换，实现LED照明系统通过收发数据的量化控制；
6．在程序的命令解析部分中通过函数的有序调用完成各部分无线LED照明系统中各元器件的条理、有效控制，使程序组合出的系统功能明确、控制有序；
7. 在实际开发板中运行并完整实现基由ZigBee通信协议控制的LED电路系统。

2.1.2 设计要求
1.设计并使用ATmega16单片机及AVR开发板模拟单片机操控下的LED灯可控电路；
2.在开发板上加装Zigbee无线通信模块，驱动并实现串口数据信号的收发控制；
3.设计过程中使用AVR Studio软件对设计的C语言程序进行编写与调试，模拟出无线LED照明控制系统；
4.驱动并实现开发板上LED灯和LED点阵的规律化图形化显示；
5.在无线遥控器的键控下实现对LED系统的局部控制操作用于系统的测试与调试；
6.充分利用ATmega16单片机资源，对开发板上无线通信协议下操控的LED灯、晶体管、8x8LED点阵进行综合操作使用。
下面是对使用到的硬件设备的截图：

图2-1 硬件设备截图

3 系统硬件设计

单片机是整个系统的控制中枢，指挥其他器件的协调工作，从而完成特定的功能，硬件上采用模块化设计，每一个模块只实现一部分特定功能，之后再将个模块搭接在一起，以降低系统设计的复杂性。本系统主要由AVR开发板、8个LED构成的灯组、数码管显示器、8x8 LED点阵、USB-ISP下载器、ATmega16芯片、无线315发射接收器、P9串口线、Zigbee节点等元器件组成。

图3-1整体硬件构思框图

图3-2开发板的整体布局

4 程序设计与烧写

4.1 开发程序的调试与烧写
由于程序的开发从头到位都离不开在开发板上的测试，所以首先要熟悉开发板上各元器件的功能、操作与参数，同时掌握对程序的实板烧写、熔丝位的了解与设置，以满足系统开发各个环节的需要。
4.1.1 ATmega16的使用
芯片选择ATmega16，且放入芯片底座，注意方向，然后锁紧。
电源选择外部7.5V-9V电源输入或者USB-ISP供电（两者齐用或单独使用都无妨）。
D区复位端口跳线选择AVR。

图4-1 单片机芯片ATmega16的使用

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