【正文】 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 隧道 LED 調(diào)光電源設(shè)計(jì) ** （陜西理工學(xué)院 電氣工程學(xué)院 自動化專業(yè) **班，陜西 漢中 723003） 指導(dǎo)教師： *** 【摘要】 ： 在現(xiàn)代社會發(fā)展中環(huán)保節(jié)能是必然的發(fā)展的趨勢，隨著我國公路建設(shè)尤其是高速公路的發(fā)展，隧道建設(shè)項(xiàng)目日益增多，相應(yīng)配套隧道照明設(shè)施的數(shù)量和規(guī)模越來越大。因此，在保證行車安全性和舒適性的前提下，如何減少能源消耗，降低運(yùn)營成本，改善照明效果、提高照明質(zhì)量，成為迫切需要解決的問題。本課題主要內(nèi)容是研究 LED 調(diào)光電源的工作原理。結(jié)合所學(xué)單片機(jī)知識和控制理論，運(yùn)用電路知識構(gòu)建 LED 調(diào)光電路，對該電路進(jìn)行調(diào)試和分析。本設(shè)計(jì)就是一款基于 PWM技術(shù)的 LED 調(diào)光電源。它主要以 51 單片機(jī)為主控芯片使用 PWM驅(qū)動方式，通過調(diào)節(jié) PWM脈沖的占空比實(shí)現(xiàn) LED 燈的明暗變化。 【關(guān)鍵詞】： 環(huán)保節(jié)能 ， LED 調(diào)光電源， PWM技術(shù)， 51 單片機(jī)，占空比 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II Design of tunnel LED dimming power Liu Xuan （ Grade09,Class4,Major Automation ， College of Electrical EngineeringDept.， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 72300x， Shaanxi） Tutor: Zhang Pengchao Abstract： In the modern society, environmental protection and energy saving is the inevitable development trend, with the development of highway construction in our country especially the development of highway, more and more tunnel construction project, the number and size of the corresponding tunnel lighting facilities and more. Therefore, in the premise of ensuring the driving safety and fort, how to reduce energy consumption, reduce operating costs, improve lighting effect, improve the quality of lighting, bee an urgent problem to be solved. The main issue is the working principle of LED light source. With the Power electronics and control theory, build LED dimming circuit using the circuit knowledge, the debugging and the analysis of the circuit. This design is based on a LED dimming power PWM technology. It is mainly based on 51 SCM as the main control chip using the PWM drive mode, by adjusting the PWM pulse duty ratio changes in brightness LED lamp. Key words： Environmental protection and energy saving, LED dimming power, PWM, 51 singlechip microputer, the duty ratio. 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) III 前言 LED 照明又稱固態(tài)照明，作為繼白熾燈、熒光燈后的第三代照明技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保、安全可靠的特點(diǎn)，固態(tài)光源是被業(yè)界看好的未來十年替換傳統(tǒng)照明器具極具潛力的新型光源，代表照明技術(shù)的未來。發(fā)展新固態(tài)照明，不僅是照明領(lǐng)域的革命，而且符合當(dāng) 前政府提出的 “ 建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會 ” 的要求。 LED 路燈就是以 LED(Light Emitting Diode)即發(fā)光二極管為光源的燈， LED 是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 LED 路燈 是典型的綠色照明光源產(chǎn)品，作為國家綠色照明推廣使用的產(chǎn)品， 具有廣闊的應(yīng)用前景。 在實(shí)際的應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn) LED 燈在周邊亮度大時(shí)依然以同一功率發(fā)光，存在電能浪費(fèi)。另外一方面，因?yàn)?LED 的發(fā)熱量和電流存在正相關(guān)的關(guān)系，發(fā)熱影響了 LED 的壽命，所以在不必要的亮度下也減少了 LED 的壽命。然而，當(dāng) LED 在周邊亮度小 時(shí)， LED 燈不能提供足夠和恰當(dāng)?shù)墓舛?，這樣又影響了駕駛光線，造成視覺疲勞。 PWM 方法的基本思想就是利用單片機(jī)具有的 PWM 端口，在不改變 PWM 方波周期的前提下，通過軟件的方法調(diào)整單片機(jī)的 PWM 控制寄存器來調(diào)整 PWM的占空比，從而控制充電電流。本方法所要求的單片機(jī)必須具有 ADC 端口和 PWM端口這兩個(gè)必須條件，另外 ADC 的位數(shù)盡量高，單片機(jī)的工作速度盡量快。在調(diào)整充電電流前，單片機(jī)先快速讀取充電電流的大小，然后把設(shè)定的充電電流與實(shí)際讀取到的充電電流進(jìn)行比較，若實(shí)際電流偏小則向增加充電電流的方向調(diào)整 PWM 的占空比 ；若實(shí)際電流偏大則向減小充電電流的方向調(diào)整 PWM 的占空比。 本文介紹了以 STC89C51 為控制核心，并利用 PWM 調(diào)光技術(shù)對 LED 進(jìn)行光亮度的控制。該LED 調(diào)光電源設(shè)計(jì) 簡單，很大程度上節(jié)省電能，延長 LED 燈壽命，適宜隧道使用。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 目錄 前言 ................................................................................................................ III 1 緒論 ............................................................................................................ 1 概述 .......................................................................................................... 1 課題設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求 ........................................................................... 1 課題設(shè)計(jì)的目的及意義 ........................................................................... 1 課題設(shè)計(jì)的目的 ................................................................................. 1 課題設(shè)計(jì)的意義 ................................................................................. 2 2 方案論證及選擇 ....................................................................................... 3 本課題目前的研究現(xiàn)狀概述 ................................................................. 3 目前存在的實(shí)現(xiàn)方法 ............................................................................. 4 本課題采用的方法 ................................................................................. 4 3 基本原理及理論 ....................................................................................... 5 LED 簡介 .............................................................................................. 5 LED 的結(jié)構(gòu)及發(fā)光原理 .................................................................. 5 LED 光源的特點(diǎn) ............................................................................. 5 單色光 LED 的種類及其發(fā)展歷史 ................................................. 5 LED 發(fā)光二極管說明 ...................................................................... 6 LED 調(diào)光原理 ——PWM 技術(shù) .............................................................. 8 PWM 的定義及基本原理 ................................................................ 8 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) V PWM 調(diào)光技術(shù)的實(shí)現(xiàn) .................................................................. 10 4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ..................................................................................... 14 硬件總設(shè)計(jì) ........................................................................................... 14 功能模塊 .............................................................................................. 15 主控電路 ........................................................................................ 15 LED 顯示及驅(qū)動 ........................................................................... 22 矩陣鍵盤輸入 .................................................................................. 22 硬件工作過程 ....................................................................................... 23 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ......................................