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标题	基于单片机的节能LED调光系统的设计
范文	叶福成　彭森 摘要：本文主要就LED的智能调光系统进行分析，主要是对AT89C2051单片机进行阐述，该系统控制器能够确保光照强度和对环境的光照强度，经过科学的计算，能够通过对PWM信号的改变实现对LED灯的发光强度即西宁控制，确保实际的光照强度能够和环境光照强度进行匹配，促使该系统能够实现环保和智能的目的。 关键词：单片机；照度；LED；调光 对于生活和工作中的照明需求而言，每个照明系统随着发展需求而在不断的进步和变化。其中，智能化和环保化是当代调光系统的设计标准，因此，本文从LED的调光原理进行入手，系统的对设计图和硬件和软件设计也进行阐述，以确保LED的智能调光系统能够符合我国不同环境的光照强度的需求。 1 LED调光系统的原理 LED调光的原理主要是在电压产生比较小的变化时，能够产生很大的影响在电流变化中。所以，可以通过对LED的伏安特性进行分析，得出LED的照明灯很多都是恒流驱动，发光强度受工作电流的影响。要想保证调光系统的节能型，一般是通过对LED的功耗降低处理，实现LED的工作寿命的延长和降低其发热的程度。当前的LED调光主要有模拟调光、可控硅调光、PWM调光等方式。其中，模拟调光主要是对电流进行改变，进行调光目的。可控硅调光则是在可控硅的导通角进行电源功率的改变，实现其调光的作用。PWM调光则是通过开关电路进行LED的控制，以达到调光的目的。模拟调光的特点是电路比较简单，调光范围首先，调光效率比较低。可控硅调光能够在之前的调光系统上进行改变，但是该调光方式对之前设备的功率存在很大的影响，能够降低其功率引述，造成LED出现闪烁。PWM调光的效率相比较模拟调光来说，是比较高的，能够实现精确的控制，适用于软件控制。但是在进行软件控制时，需要对MCU加强运用，因此，成本有了一定的提高。所以，综合影响因素，本系统主要是PWM调光方式。 2系统方案设计 由于LED的高亮度和无毒、能够再回收等特点，所以是21世纪绿色照明光源之一。在LED进行调光作用的设计能够实现资源的保护。所以，本文的LED调光系统的控制核心为AT89C2051，通过光敏电阻作为光强信号的采集工作，同时将信号进行传递至单片机，通过对PWM波的改变实现对LED的驱动电流的控制目的，从而进行LED光度的调节，该环节主要是通过手动控制模块实现的。具体的系统设计图1如下所示： 3硬件电路设计 （一）手动控制模块 本文的LED调光系统的硬件电路主要就手动控制模块进行阐述，手动控制模块主要能够实现对该系统的智能调光作用之外，还进行了手动控制的设置。具体的电路图如下所示。其中，第4键是自锁按键，主要是进行控制方式的改变，自动控制主要是弹起状态，手动控制主要是按下状态。该电路图中的1键、2键、3键都可以进行手动控制，其相应的PWM波之间存在很大的空比差异，从而实现对LED光照强度的调节。如图2所示： （二）主要电路功能及硬件选择 给系统中的单片机是其最小的系统初始化设备，能够红丝线开关状态的判断工作，还具备对各程序模块进行调用的功能，实现对数据的采集工作和储存工作，同时还可以进行模糊计算和输出控制等功能。本系统中的电路相对比较简单，成本不高，功率耗能比较小。所以，本文主要采用AT89C2051，该设备主要含有2103 PEROM和128BRAM，20根引脚，能够对MCS-51指令系统进行兼容。同时，功能性比较强大，性价比比较高。存储器电是进行预设照度值的存储。存储器芯片一般是以2KEEPROM存储器为主，因为其体积比较小，电路相对比较简单。检测电路主要是环境光照强度进行检测，以提供科学准确的数据，其检测的准确度很高，光照度传感器的测量值是二进制，所以光照强度比较精确。PWM调光电路能够由单片机进行PWM信号的输出，随后LED驱动电路进行调光。PWM信号则是单片机通过模糊计算，通过相应的软件进行的。PWM信号的占空比为1，LED保持全亮状态，也就说LED处在最高额定功率。如果PWM信号的占空比为0，LED调光系统则是关闭状态。而键盘电路则的按键是由外部进行控制的，实现对单片机的预设照度值输入工作。 4系统软件设计 系统的软件包括很多程序，其中主要有主程序和预设照度程序、照度检测程序等等。主程序是对其它程序进行调度的关键程序，单片机的调光主要是其PWM的占空比进行操作的，所以，一般可以将调光程序和模糊程序进行结合。 1、主程序 主程序主要是进行初始化，随后进行手工控制开关的检测，通过开关状态进行智能调光程序的判断。若开关是闭合状态，就需要进行外部中断的开启，对检测程序进行照度的调试，进行环境光照强度值的获取，通过存储器进行单片机的预设照度值的获取，随后进行传递，使其至模糊程序，最后进行LED调光系统的控制和管理。 2、预设照度程序 预设照度程序主要是通过中断的服务程序进行構建的，一般存在2个服务程序，主要进行预设照度值的调试，也就进行其增加或递减等操作。系统在进行初始化时，首先将初始的阿照度值进行变量环境中的存储，在中断开启之后，通过变量的变化实现对总线通信程序的调用，随后将通信程序进行存取器的书写。 3、照度检测程序 照度检测程一般是BH1750完成初始化之后，进行信号的收集工作，随后将信号进行传递，使其至设备地址进行信号的读取工作，然将数据进行合并，获取环境的光照强度。要想提升检测的精确度，需要将测量的数据进行平均值的求解。 5结束语 总之，在进行LED智能调光系统的设计时，通过对单片机的应用，能够增加对系统的控制度，随后通过光照度传感器能够将环境的光照强度进行勘探，通过模糊算法能够将调光系统进行光照强度的调节，保证环境光照度的标准型。只有LED的调光系统以实际需求进行设计的，才能实现电能的节约，所以，很有推广的意义。
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