基于单片机PWM控制LED灯硬件设计开题报告

 2022-10-08 10:23:46

1. 研究目的与意义

随着能源危机的加剧,高效的照明技术得到人们的广泛关注。LED以其高效率、低能耗、电压驱动、使用寿命长等优点,被越来越多的应用在各种照明场合,在可预见的将来可能完全取代传统的白炽灯、荧光灯照明,给照明产业带来革命性的变化。LED与白炽灯相比有一个显著的不同点,LED的发光亮度与正向流通的电流大小基本上成正比例关系。根据这一特点,通过光传感器可以检测出LED所处环境的光照强度,并转化为清晰明了的数字量,再采用一定的控制技术,依据实际情况改变流经LED负载的平均电流,在不同条件下都能创造出适合人们工作、学习、生活的光照环境。这样不仅营造出具有恒定亮度的舒适环境,而且能够充分利用自然照明,大大节约能源。因此,对LED调光技术的研究显得格外重要。

随着经济的发展,LED照明产业的美好发展前景使人们对LED照明市场充满信心,受21世纪能源短缺的情况下国家政府大力支持以提倡节能环保政策下,众多企业不断的加大在LED照明市场的投入与支持。随着LED照明灯具的迅速发展,由最先应用于户外照明如道路照明、景观照明等得到广泛的应用,至今LED照明灯具的发展应用有节奏地推广趋向室内照明即普通家用照明、商业照明等这么巨大潜力的照明应用领域。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

1、广泛了解各类LED灯应用实例,工作原理和结构

2、在设计开发时掌握单片机工作原理、PWM波的原理、调节占空比的设计方法。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

LED等调光发展的是不可避免的。美国于2000年开始启动国家半导体照明研究计划,即下一代照明计划,总共将投资15亿美元支持计划的实施。该计划已被列入美国能源法案,由国防高级研究计划局(DARPA)和光电产业发展协会(OIDA)负责执行,共有13个国家重点实验室、公司和大学参加。重点研究方向是:发光二极管成本的降低和转换效率的提升、氮化镓材料的固体物理学问题、金属有机化学气相沉积(MOCVD)相关工艺、低缺陷密度衬底和器件结构的优化等。

PWM调光是利用脉宽调制信号反复地开/关(ON/OFF) LED驱动器,来调节LED的平均电流。与模拟调光方法相比,PWM调光具有以下优点:

(1)无论调光比有多大,LED -直在恒流条件下工作。

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4. 研究方案

本设计主要由按键控制模块、主控模块、驱动模块三个部分组成。

键盘部分:控制LED的开关,控制多种不同占空比的PWM以调节LED灯的光度。

主控模块:采用51单片机作为主控芯片。该设计采用AT89C51单片机作为主控芯片. 该芯片是一款高性能的CMOS 8位微处理器,自带4 K字节闪存,产品性价比高,满足系统的设计需求,用起来方便

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5. 工作计划

第1周 文献阅读,资料翻译,了解毕设任务。

第2周 广泛收集各类LED灯相关资料,分析比较。

第3周 需求分析,方案初步设计开题报告。学习利用PROTEUS仿真软件。

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