【正文】 表 41 和 的第二功能 引腳號(hào) 功能特性 T2（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 外部計(jì)數(shù)脈沖輸入），時(shí)鐘 輸出 T2EX（定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2 捕獲 /重裝載觸發(fā)和方向控制） (5) P2 口 :P2 是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )4 個(gè) TTL邏輯門(mén)電路。 \計(jì)數(shù)器 3 個(gè) 16 位 UART1 個(gè) :8 個(gè) ISP(在系統(tǒng)可編程 \IAP(在應(yīng)用可編程 ),無(wú)需專(zhuān)用編程器 \仿真器 I\O 口 32\36 個(gè) ~ 40 腳 PDIP、 44 腳 PLCC 和 PQFP 等 圖 43 stc89c51 實(shí)物 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 共 69 頁(yè) 圖 44 89C51 單片機(jī)的引腳 89C51 單片機(jī)的引腳功能說(shuō)明 (1) VCC:電源電壓 (2) GND:地 (3) P0 口 :P0 口是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口 也即地址 /數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。 STC89C51RC 是采用 8051 核的 ISP（ In System Programming）在系統(tǒng)可編程芯片，最高工作時(shí)鐘 頻率 為 80MHz，片內(nèi)含 8K Bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě) 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元，具有在系統(tǒng)可編程 （ ISP）特性，配合 PC端的控制程序即可將用戶(hù)的程序代碼下載進(jìn)單片機(jī)內(nèi)部，省去了購(gòu)買(mǎi)通用編程器，而且速度更快。本設(shè)計(jì)所選用的晶振為 12MHZ，晶振電容為 30PF。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。由于兩次檢測(cè)需要 24個(gè)時(shí)鐘脈沖，故 T0/T1 線(xiàn)上輸入的 0 或 1 的持續(xù)時(shí)間不能 少于一個(gè)機(jī)器周期。由于檢測(cè)一個(gè)從 1~0 的下降沿需要 2 個(gè)機(jī)器周期，因此要求被采樣的電平至少要維持一個(gè)機(jī)器周期。它們既有定時(shí)功能又有計(jì)數(shù)功能，通過(guò)設(shè)置與它們相關(guān)的特殊功能寄存器可以選擇啟用定時(shí)功能或計(jì)數(shù)功能。 如果要推挽工作 (包括半橋 ),那就需 要兩PWM 波 ,上述控制精度還要減半 ,只能控制到約 1/64。音頻范圍之內(nèi)，且頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)階段開(kāi)關(guān)電源的頻率范圍。 其三是單片機(jī)擴(kuò)展 AD,不斷檢測(cè)電源的輸出電壓 ,根據(jù)電源輸出電壓與設(shè)定值之差 ,輸出 PWM波 ,直接控制電源的工作 .這種方式單片機(jī)介入電源工作最多。相對(duì)于周期就是 65535*計(jì)數(shù)脈沖時(shí)間。從波形可以看出，在 i(t)的上升段，i(t)的形狀也略有不同，但其下降段則幾乎完全相同。通的時(shí)候即是直流供電被加到負(fù)載上的時(shí)候，斷的時(shí)候即是供電被斷開(kāi)的時(shí)候。 LED 的主波長(zhǎng)隨溫度關(guān)系可表示為λ p， T′ =λ 0， T0+△ Tg ℃ 由式可知 每當(dāng)結(jié)溫升高 10℃ 則波長(zhǎng)向長(zhǎng)波漂移 1nm， 且發(fā)光的均勻性、一致性變差。測(cè)定 t 要花很長(zhǎng)的時(shí)間 ， 通常以推算求得壽命。若光源表面是理想漫反射面 亮度 BO與方向無(wú)關(guān)為常數(shù)。圖中 t0值很小 ， 可忽略。 () CV特性 鑒于 LED 的芯片有 9 9mil (250 250um)， 10 10mil， 11 11mil (280 280um)， 12 12mil ，(300 300um)故 pn 結(jié)面積大小不一 ， 使其結(jié)電容零偏壓 C≈ n+pf 左右。 (1)LED 電學(xué)特性 () IV特性 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 69 頁(yè) 表征 LED芯片 pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。當(dāng)在發(fā)光二極管 PN結(jié)上加正向電壓時(shí) ， PN結(jié)勢(shì)壘降低 ， 載流子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)大于漂移運(yùn)動(dòng) ， 致使 P 區(qū)的空穴注入到 N區(qū) ， N 區(qū)的電子注入到 P 區(qū) ， 這樣相互注入的空穴與電子相遇后會(huì)產(chǎn)生復(fù)合 ， 復(fù)合時(shí)產(chǎn)生 的能量大 部分以光的形式出現(xiàn) ， 因此而發(fā)光 .發(fā)光二極管在制作時(shí) ， 使用的材料有所不同 ， 那么就可以發(fā)出不同顏色的光。目前除日亞化學(xué)和住友電工外 ,還有豐田合成、羅沐、東芝和夏普 美商 Cree 全球 3 大照明廠奇異、飛利浦、歐司朗以及 HP、 Siemens、 Research、 EMCORE等都投入了該產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn) 對(duì)促進(jìn)白光LED 產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化、市場(chǎng)化方面起到了積極的促進(jìn)作用。 當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí) 即兩端加上正向電壓電流從 LED 陽(yáng)極流向陰極時(shí) 半導(dǎo) 體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線(xiàn) 光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。在手動(dòng)控制時(shí)，采用矩陣鍵盤(pán)輸入控制單片機(jī)輸出不同占空比的 PWM 對(duì) LED的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)光度的手動(dòng)調(diào)節(jié)。通常來(lái)說(shuō)，相對(duì)于模擬調(diào)光， PWM 調(diào)光可以精度大于線(xiàn)性控制光輸出。此種調(diào)光方法的好處是能改善 LED 的散熱性能，缺陷是驅(qū)動(dòng)電流的過(guò)沖對(duì) LED 芯片的壽命肯定有一定的影響。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 69 頁(yè) 目前存在的實(shí)現(xiàn)方法 LED 燈具的調(diào)光方法最主要、常見(jiàn)的有三種，這三種調(diào)光技能都是根據(jù) LED 驅(qū)動(dòng)電流輸入的變化來(lái)進(jìn)行調(diào)光的。使整個(gè)隧道通風(fēng)照明能自動(dòng)適應(yīng)車(chē)速、車(chē)流 量和洞外環(huán)境氣象等影響因素的變化 ,減少不需要的照明浪費(fèi)。汽車(chē)由明亮的外部進(jìn)入隧道后 由于亮度的急劇變化會(huì)出現(xiàn)視覺(jué)“適應(yīng)的滯后現(xiàn)象” 。 LED 的調(diào)光卻存在一定難度，但對(duì)于建筑師和住宅用戶(hù)來(lái)說(shuō)，在轉(zhuǎn)換到 LED 照明時(shí)可不愿失去調(diào)光控制應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)減少或增加 RMS 電壓促使平均功率的燈光產(chǎn)生的不同強(qiáng)度的光輸出。 2. 掌握的單片機(jī)產(chǎn)生 PWM 波； 3. 掌握如何利用程序控制單片機(jī)調(diào)節(jié) PWM 波占空比； 4. 熟悉并熟練掌握 PROTUES 和 KEIL 軟件使用； 5. 了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過(guò)程、方法及實(shí)現(xiàn)，為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片 機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。 主控 電路是由單片機(jī)來(lái) 產(chǎn)生 PWM 波 信號(hào)， 利用程序調(diào)節(jié)占空比。當(dāng)前用戶(hù)主要關(guān)心的是， LED燈具必須要使用安全、重量輕、壽命長(zhǎng)、不影響用戶(hù)健康，并可適用于現(xiàn)有的調(diào)光設(shè)備以及可以承受的價(jià)格。 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(guò)軟件的方法調(diào)整單片機(jī)的 PWM 控制寄存器來(lái)調(diào)整 PWM的占空比，從而控制充電電流。它主要以 51 單片機(jī)為主控芯片使用 PWM驅(qū)動(dòng)方式，通過(guò)調(diào)節(jié) PWM脈沖的占空比實(shí)現(xiàn) LED 燈的明暗變化。本課題主要內(nèi)容是研究 LED 調(diào)光電源的工作原理。 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)。 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(jiǎn)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(lèi)及其發(fā)展歷史 ................................................. 5 LED 發(fā)光二極管說(shuō)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(dòng) ...............................................................