无线LED照明系统设计(ZigBee)的设计与实现(C语言)

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

 

Design and Implementation of the Wireless LED lighting system by Zigbee protocol

Abstract

The graduation project entitled Design and Implementation of the Wireless LED lighting system by Zigbee protocol. In this thesis, the content of the graduation project,a systematic exposition of the design and implementation of the Wireless LED lighting supported by Zigbee protocol, which chooses Atmega16 micro controller as its primary controller.From the ground drive control of each LED lighting device to the various components of systematic programming, through process control to the base amount which controlled by Zigbee protocol to send a serial port to control the wireless LED systems.Basically a function of wireless LED lighting system supported by Zigbee protocol is realized,which is able to control the demonstration of LED system  in a variety of ways.The system interface is simple and intuitive, easy to operate and use, interactive, fully based on the Zigbee protocol.

 

Keywords: LED lighting; wireless control; Zigbee protocol;Atmega16;AVR

 

 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。

 

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。

 

目    录

摘要 I

Abstract II

1 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 可行性分析 1

1.2.1 技术可行性 1

1.2.2 经济可行性 1

1.2.3 操作可行性 1

1.3 相关工作 1

1.3.1 阅读并学习单片机C语言程序设计实例 1

1.3.2 阅读并学习Zigbee通信协议相关资料 2

2 系统设计 5

2.1 设计任务与要求 5

2.1.1 设计任务 5

2.1.2 设计要求 6

3 系统硬件设计 7

3.1 主要模块的电路图 8

3.2硬件系统的各组成模块 11

3.2.1 控制器模块 11

3.2.2 LED灯组模块 13

3.2.3 8*8 LED点阵模块 13

3.2.4 Zigbee协议控制模块 14

3.2.5 无线315控制模块 15

3.2.6 电源模块 16

4 程序设计与烧写 17

4.1 开发程序的调试与烧写 17

4.1.1 ATmega16的使用 17

4.1.2 ATmega16的开发流程 18

4.2 无线LED照明系统的设计 24

4.2.1 对变量的处理 24

4.2.2 LED灯组程序部分 24

4.2.3 LED 8*8点阵程序部分 25

4.2.4 串口数据传输程序部分 28

4.2.5 进程协议解析程序部分 34

4.2.6 程序主函数部分 37

结论 38

参考文献 39

致谢 40

外文原文 41

中文翻译 50