袁雨桐

【摘要】? ? LED照明調光技術已經應用到社會生產生活的各個方面。由于應用場合的不同，會對LED照明調光系統(tǒng)性能要求也有所不同。本設計提出一種以廉價STC89C52單片機為控制核心的LED照明調光系統(tǒng)。目的在于實現(xiàn)結構簡便、性價比高、裝配簡單的多級LED亮度調節(jié)系統(tǒng)，便于復雜環(huán)境照明系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)，同時可以有效降低運行成本。

【關鍵詞】? ? LED調光? ? STC89C51? ? LED燈驅動

一、引言

隨著我國城市化建設的不斷推薦，建筑行業(yè)夜間施工日漸頻繁，而升降機是建筑行業(yè)必不可少的適用設備。在不同的場合對照明系統(tǒng)亮度要求有所區(qū)別，而建筑工地噪聲及振動非常頻繁，不利用LED照明系統(tǒng)的正常工作，往往需要經常性的更換和維修。針對上述問題，本設計提出一種以廉價STC89C52單片機為控制核心的LED照明調光系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)總體設計

本設計的目的應用較為成熟廉價的51單片機系統(tǒng)，實現(xiàn)一種簡單便于維護的LED燈調光系統(tǒng)。本設計的基本技術要求為：設計并制作一種可手動的LED調光電路;實現(xiàn)LED燈多級亮度設置;應用改變PWM波占空比進行LED燈亮度調節(jié);可現(xiàn)實PWM輸出占空比。

為了更加簡便的實現(xiàn)相關功能，利于設備的維護和降低維護成本，本設計LED驅動方案采用三極管搭建，用四個LED組成，通過控制其集電極電流強度來實現(xiàn)LED亮度的調節(jié)。本系統(tǒng)有STC89C52單片機、按鍵輸入、系統(tǒng)復位電路、數(shù)碼管顯示電路、LED驅動電路以及外部輸入電源組成。其基本原理是以STC89C52單片機控制核心，鍵盤輸入電路負責系統(tǒng)PWM波占空比并確認相應PWM波的輸出;顯示模塊負責顯示系統(tǒng)設置數(shù)值和當前輸出PWM的占空比;LED驅動電路是由三極管組成，通過控制三極管集電極電流來調節(jié)LED燈的亮度。系統(tǒng)復位電路主要負責當系統(tǒng)死機或程序跑偏時候的復位工作。

三、LED調光驅動電路設計

三極管調光驅動電路中主要電氣元件為8050三極管，單片機通過輸出可調寬PWM波脈沖來控制8050三極管開斷，從而有效的對LED燈驅動電流進行控制，達到調節(jié)LED燈亮度的目的。相對達林頓管8050三極管所能承受的電流較小，所以此方案適合驅動小功率LED燈。因為STC89C52系列單片機I/O不帶強推輸出電流有限，在進行LED燈驅動時必須接上拉電阻，否則不能提供足夠的電流驅動LED燈正常發(fā)亮。電路中的阻值根據(jù)LED燈驅動電流的大小進行相關調節(jié)設置。

四、系統(tǒng)軟件設計

4.1主程序設計

本系統(tǒng)軟件設計相對較為簡單，主要實現(xiàn)PWM波占空比設置和波形輸出、PWM波占空比顯示、特定占空比PWM波的生成。在進行編程之前，進行相關程序的流程圖設計。

在系統(tǒng)程序開始時先對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化，如鍵盤控制引腳定義、PWM輸出引腳定義、初始PWM占空比定義、數(shù)碼管段碼定義等。后進行定時器初始化，本設計采用定時器T0、T1進行PWM占空比控制。完成相關初始化后，系統(tǒng)進入while死循環(huán)程序，調用顯示和鍵盤掃描程序，實時更新數(shù)碼管顯示信息和掃描鍵盤引腳狀態(tài)。如果有鍵盤輸入，則對鍵盤狀態(tài)信息進行讀取，后調用鍵盤處理程序完成相關設置。本設計中用S3按鍵進行PWM波占空比增加設置，S4按鍵進行PWM波占空比減設置，S2按鍵進行PWM波輸出確認設置。

4.2 PWM產生程序

PWM波產生程序是本系統(tǒng)軟件設計的核心部分，是實現(xiàn)LED燈多級調光的關鍵。本設計采用雙定時器經行PWM波周期和占空比設置，其基本原理為：本設計應用單片機t0定時器來設置PWM波高電平時間，t1定時器來設置PWM波周期。PWM波產生時序圖如圖4.2所示。當系統(tǒng)完成定時器初始化后，同時開啟t0、t1定時器，其中t0定時的時間T0是高電平的時間，t1定時的時間T1是整個PWM的周期。在一個PWM波運行周期內，當t0定時的時間T0到了，進入t0中斷程序，引腳又高電平變到低電平，同時將t0定時器關掉;當t1定時的時間T1到了，進入t1中斷程序，引腳又低電平變到高電平，同時將t0定時器開啟。根據(jù)設計的PWM波產生時序圖，應用C51編程語言實現(xiàn)PWM波程序設計。

五、總結

本設計基本實現(xiàn)簡易LED燈調光技術要求，可以應用相關按鍵實現(xiàn)LED燈多級調光設置。但由于采用三極管調光驅動，只能進行小功率LED燈的調光，后續(xù)應對系統(tǒng)進改進，增加驅動電路的輸出功率，實現(xiàn)大功率LED燈的調光設置。同時，顯示電路過于簡單，后續(xù)應采用LCD液晶屏顯示，顯示內容更多，使得人機交互更佳科學。

參? 考? 文? 獻

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