【文章內(nèi)容簡介】 的響應(yīng)時間為納秒級。（6）對環(huán)境污染：無有害金屬汞。（7）顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實現(xiàn)紅黃綠藍橙多色發(fā)光。如小電流時為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色。（8）價格：LED 的價格比較昂貴，較之于白熾燈，幾只 LED 的價格就可以與一只白熾燈的價格相當(dāng)，而通常每組信號燈需由上 300～500 只二極管構(gòu)成。 LED 的應(yīng)用（1）建筑物外觀照明對建筑物某個區(qū)域進行投射，無非是使用控制光束角的圓頭和方頭形狀的投光燈具，這與傳統(tǒng)的投光燈具概念完全一致。但是，由于 LED 光源小而薄，線性投射燈具的研發(fā)無疑成為 LED 投射燈具的一大亮點，因為許多建筑物根本沒有出挑的地方放置傳統(tǒng)的投光燈。它的安裝便捷，可以水準(zhǔn)也可以垂直方向安裝，與建筑物表面更好地結(jié)合，為照明設(shè)計師帶來了新的照明語匯，拓展了創(chuàng)作空間。并將對現(xiàn)代建筑和歷史建筑的照明手法產(chǎn)生了影響。（2）景觀照明由于 LED 不像傳統(tǒng)燈具光源多是玻璃泡殼，它可以與城市街道家具很好的有機結(jié)合?？梢栽诔鞘械男蓍e空間如路徑、樓梯、甲板、濱水地帶、園藝進行照明。對于花卉或低矮的灌木，可以使用 LED 作為光源進行照明。LED 隱藏式的投光燈具會特別受到青睞。固定端可以設(shè)計為插拔式，依據(jù)植物生長的高度，方便進行調(diào)節(jié)。（3）標(biāo)識與指示性照明需要進行空間限定和引導(dǎo)的場所，如道路路面的分隔顯示、樓梯踏步的局部照明、緊急出口的指示照明，可以使用表面亮度適當(dāng)?shù)?LED 自發(fā)光埋地?zé)艋蚯对诖怪眽γ娴臒艟?，如影劇院觀眾廳內(nèi)的地面引導(dǎo)燈或座椅側(cè)面的指示燈，以及購物中心內(nèi)樓層的引導(dǎo)燈等。另外，LED 與霓虹燈相比，由于是低壓，沒有易碎的玻璃，不會因為制作中彎曲而增加費用，值得在標(biāo)識設(shè)計中推廣使用。（4）室內(nèi)空間展示照明河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 6就照明品質(zhì)來說，由于 LED 光源沒有熱量、紫外與紅外輻射，對展品或商品不會產(chǎn)生損害，與傳統(tǒng)光源比較，燈具不需要附加濾光裝置，照明系統(tǒng)簡單，費用低廉，易于安裝。其精確的布光，可作為博物館光纖照明的替代品。商業(yè)照明大都會使用彩色的 LED，室內(nèi)裝飾性的白光 LED 結(jié)合室內(nèi)裝修為室內(nèi)提供輔助性照明，暗藏光帶可以使用 LED，對于低矮的空間特別有利。（5）娛樂場所及舞臺照明由于 LED 的動態(tài)、數(shù)字化控制色彩、亮度和調(diào)光，活潑的飽和色可以創(chuàng)造靜態(tài)和動態(tài)的照明效果。從白光到全光譜中的任意顏色，LED 的使用在這類空間的照明中開啟了新的思路。長壽命、高流明的維持值（10000 小時后仍然維持 90％的光通） ，與 PAR 燈和金鹵燈的 50～250 小時的壽命相比，降低了維護費用和更換光源的頻率。另外，LED 克服了金鹵燈使用一段時間后顏色偏移的現(xiàn)象。與 PAR 燈相比，沒有熱輻射，可以使空間變得更加舒適。目前 LED 彩色裝飾墻面在餐飲建筑中的應(yīng)用已蔚然成風(fēng)。（6）視頻屏幕全彩色 LED 顯示屏是當(dāng)今世界上最為引人注目的戶外大型顯示裝置，采用先進的數(shù)字化視頻處理技術(shù)，有無可比擬的超大面積與超高亮度。根據(jù)不同的戶內(nèi)外環(huán)境，采用各種規(guī)格的發(fā)光像素，實現(xiàn)不同的亮度、色彩、分辨率，以滿足各種用途。它可以動態(tài)顯示圖文動畫信息，利用多媒體技術(shù)，可播放各類多媒體文件。世界上目前最有影響的 LED 顯示屏，當(dāng)屬美國曼哈頓時代廣場紐約證券交易所，總計使用了 18677760 只 LED，面積為 10736 平方英尺。屏幕可以劃分成多個畫面，而同時顯示，將華爾街股市的行情一目了然呈現(xiàn)在公眾面前。另外崛起在上海浦東陸家嘴金融中心的震旦國際總部，整個朝向浦西的建筑立面鑲上了長 100 米的超大型 LED 屏，總計面積達到 3600 平方米?？胺Q世界第一。（7）車輛指示燈照明汽車信號燈也是 LED 光源應(yīng)用的重要領(lǐng)域。1987 年，我國開始在汽車上安裝高位剎車燈，由于 LED 響應(yīng)速度快（納秒級） ，可以及早讓尾隨車輛的司機知道行駛狀況，減少汽車追尾事故的發(fā)生。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 7河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計原理 8第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計原理 總體設(shè)計方案本設(shè)計以 89C52 單片機為控制器，利用光敏電阻采集環(huán)境光照度，采用脈寬調(diào)制方式調(diào)節(jié)三極管，進而調(diào)節(jié) LED 的發(fā)光亮度，最終維持環(huán)境光照度在一個設(shè)定的水平。包括手動控制模塊、光采集模塊、電源模塊、LED 照明模塊，總體框架圖如下圖 21 所示。手動控制模塊 89C52單片機 LED照明光采集模塊電源模塊圖 21 總體框架圖自 動 調(diào) 光 調(diào) 光 示 意 圖 如 下 圖 22 所 示 。 L2這個 LED 用來自動調(diào)光 L1這個 LED 模擬環(huán)境亮度 電位器可以改變環(huán)境亮度單片機圖 22 調(diào)光示意圖工作原理：通電的時候，單片機采集亮度，以當(dāng)前亮度為基準(zhǔn)。如果環(huán)境變暗，則調(diào)亮 L2 亮度，直到環(huán)境亮度達到基準(zhǔn)；如果環(huán)境變亮，則調(diào)暗 L2 亮度，直到環(huán)境亮度達到基準(zhǔn)。調(diào)節(jié)方法：L1 是手動調(diào)的，代表環(huán)境其他光線的亮度的變化，如果 L1 變河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計原理 9暗，這時候 L2 就要變亮，保證環(huán)境總的亮度不變，反之，如果環(huán)境其他光線L1 變亮，這個時候 L2 就要暗下來了。L1 手動調(diào)，L2 會根據(jù) L1 的亮度自動調(diào)節(jié)，這就是自適應(yīng)調(diào)光。在一個環(huán)境比較暗的地方，調(diào)節(jié) L1，讓 L2 亮起來。然后在拿到一個比較亮的地方，L2 會變暗，甚至熄滅。 系統(tǒng)驅(qū)動方式選擇為發(fā)光二極管照明選擇一個可行的供電方式，是半導(dǎo)體照明普及必須要解決的一個問題。如果選擇用市電驅(qū)動發(fā)光二極管，則需要解決降壓和整流問題，還有較小的體積和較低的成本，有比較高的變換效率，特別要考慮到安全隔離問題；考慮到對電網(wǎng)的影響，還要解決好電磁干擾和功率因素等問題。對中小功率的發(fā)光二極管燈來說，其最理想的電路結(jié)構(gòu)是隔離式單端反激變換器。對于大功率的應(yīng)用而言，則應(yīng)該使用橋式變換電路?，F(xiàn)階段，家庭用電均為 220V 的市電，為了能夠更加方便的應(yīng)用我這個課題，我選擇了使用市電驅(qū)動。 光照檢測方式選擇方案一、采用光敏二極管或三極管等光傳感器件把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字電平，然后直接接入單片機 IO 引腳。方案二、采用光敏電阻把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓值（模擬值） ，然后通過運放后給單片機輸入一個標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字信號。由于光敏電阻屬于純阻性器件，所以采用方案一。 人體感應(yīng)方式選擇方案一、采用紅外對管進行檢測。紅外發(fā)送管和紅外接收管分別安裝在通道兩側(cè)。當(dāng)某一時刻紅外接收管如果接收不到信號表示兩者之間有遮擋物通過，可以視為有人體進入。方案二、采用集成電路 BIS0001，該芯片是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件就可構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關(guān)、報警用人體熱釋電傳感器等。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風(fēng)扇、烘干機和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統(tǒng)。 由于方案一要求紅外發(fā)送管和接收管必須相對才行，而且兩者距離有限，實現(xiàn)起來較為不便，所以本設(shè)計采用方案二。 LED 驅(qū)動設(shè)計注意點電源有各種各樣，但不管何種電源，都不能直接給 LED 供電。所以說要用LED 做照明光源就必須解決好電源變換這個問題。實際上 LED 是一個電流驅(qū)動河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)設(shè)計原理 10的低電壓單向?qū)щ姷钠骷?，LED 驅(qū)動器應(yīng)具有小尺寸、高效率、直流控制、PWM調(diào)光、過壓保護、負載斷開、以及簡單易用等特點。為 LED 提供電的電源變換器設(shè)計的時候一定要注意以下的幾個特點：（1）LED 是一種單向?qū)щ娖骷?。根?jù)這個特點，我們就可以考慮用直流電流或單向脈沖電流給 LED 提供電能。（2）發(fā)光二極管是具有 PN 結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，有勢壘電勢，這會形成導(dǎo)通門限電壓，只有加載到 LED 上的電壓值超出了這個門限電壓，LED 才會充分的導(dǎo)通。一般大功率的 LED 門限電壓在 以上，一般工作的時候的管壓降為 3—4V。（3）二極管的電流/電壓特性是非線性的。一般情況下流過 LED 電流的數(shù)值等于供電電源的電動勢減去 LED 的勢壘電勢再除以回路的總電阻，總電阻是電源內(nèi)阻、引線電阻、發(fā)光管體電阻的和。所以，流過 LED 的電流跟加在發(fā)光管兩端的電壓不會成正比關(guān)系。（4）二極管的 PN 結(jié)是負的溫度系數(shù)。溫度升高會導(dǎo)致 LED 的勢壘電勢下降。根據(jù)這個特點，我們不能直接給 LED 電壓源供電，而是需要采取限流措施，不然隨著管子工作時溫度的升高電流會越來越大直到損壞器件。（5）流過發(fā)光管的電流跟發(fā)光管的光通量之間的比值是非線性的。LED 的光通量會隨著流過發(fā)光管的電流上升而上升，但是卻并不是正比關(guān)系，越是后來光通量的增加越是少。所以，我們應(yīng)該讓發(fā)光管在一個發(fā)光效率高的電流值下進行工作。 LED 和其他光源一樣，能夠承受的電功率是有限的。假若加在 LED 上的電功率超過了一定的數(shù)值，發(fā)光管就有可能被損壞。因為材料特性和生產(chǎn)工藝等方面的區(qū)別，相同型號的發(fā)光管的勢壘電勢以及發(fā)光管的內(nèi)阻也并不完全相同，這將導(dǎo)致發(fā)光管工作的時候管壓降不一樣，加上發(fā)光管勢壘電勢具有負的溫度系數(shù)，所以說 LED 不能夠直接并聯(lián)使用。綜上所述，用發(fā)光管作照明必須要設(shè)計一個合理的驅(qū)動。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件設(shè)計 11第 3 章 硬件設(shè)計自動調(diào)光系統(tǒng)主要由：電源電路、感光電路、手動控制模塊、單片機控制電路、AD 轉(zhuǎn)換電路、發(fā)光二極管驅(qū)動電路、人體紅外感應(yīng)模塊組成，原理圖如圖 31 所示。單片機AT89C52電源電路感光電路AD 轉(zhuǎn)換電路發(fā)光二極管驅(qū)動電路晶振電路手動控制模塊圖 31 自動調(diào)光系統(tǒng)原理圖 電源電路電源是電路中很重要的一個部分，其設(shè)計的好壞對整個系統(tǒng)的性能有非常大的影響。要想得到+5V 的電壓，若選用 12V 的變壓器，整流濾波后輸出往往大于12V，會使穩(wěn)壓器功耗大，自身溫度過高。故不選用輸出電壓為 12V 的變壓器，而選用輸出電壓為 8V 的變壓器。系統(tǒng)接通 220V 交流電源后，將 220V 交流電變壓到 8V，經(jīng)過二極管全波整流、電解電容 C C6 濾波，再經(jīng)一只正輸出穩(wěn)壓器 LM7805。為了緩沖負載突變，改善瞬態(tài)響應(yīng)，輸出端還采用了電容CC8，最后得到 +5V 的直流工作電源，用于給控制系統(tǒng)中單片機系統(tǒng)及其它外圍電路供電。電路圖如 32 所示。人體紅外感應(yīng)模塊河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件設(shè)計 12圖 32 電源電路如圖所示電路為輸出電壓+5V，它由電源變壓器 T，橋式整流電路D1～D4，濾波電容 CC6，防止自激電容 CC8 和一只固定式三端穩(wěn)壓器(7805)極為簡捷方便地搭成的。 220V 交流市電通過電源變壓器變換成交流低壓，再經(jīng)過橋式整流電路D1～D4 和濾波電容 CC6 的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器 LM7805 的Vin 和 GND 兩端形成一個并不十分穩(wěn)定的直流電壓 (該電壓常常會因為市電電壓的波動或負載的變化等原因而發(fā)生變化)。此直流電壓經(jīng)過 LM7805 的穩(wěn)壓和CC8 的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。本穩(wěn)壓電源可作為 TTL 電路或單片機電路的電源。三端穩(wěn)壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件。 感光電路照度是指被照物表面在單位面積上受到的光通量。一般用“呎燭光”來表示照度。1 呎燭光，是指發(fā)光強度為 1 燭光的光源，在距離光源一呎、面積為一平方呎的垂直面上所產(chǎn)生的光照度。呎燭光平均的光照度就是每平方呎 1 流明，故可寫作 1 流明/平方呎。光照度也有用“米燭光”為單位，稱作“勒克司”，即一平方公尺的面積上受距離一米的燭光的照射。同樣強度的光源，在物體上的照度和其與光源的距離有關(guān)，所以呎燭光的光照度大于米燭光的光照度。1 呎燭光的光照度= 米燭光；1 米燭光的光照度= 呎燭光。照度是反映光照強度的一種單位