【正文】 在訪問外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令 )時(shí) P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。 與 AT89C51不同之處是 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入 (P )和輸入 (P ),參見表 41。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí) 這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址 (低 8 位 )和數(shù)據(jù)總線復(fù)位在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 對(duì)應(yīng) Flash 空間 4KB\8KB\15KB。 51 系列單片機(jī)的最小系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)并通過編寫程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī) IO 口的輸出控制。片內(nèi)含有 Flash 程序存儲(chǔ)器、 SRAM、 UART、 SPI、 A\D、 PWM 等模塊。以期點(diǎn)亮外部連接的 LED（發(fā)光二極管），采用單片機(jī)的原理、最小系統(tǒng)的組成，并通過簡單的 C51 程序設(shè)計(jì)來講述編譯軟件 Keil的使用并下載 Hex 文件燒寫單片機(jī)。這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單、實(shí)用﹑可靠。防止單片機(jī)因產(chǎn)生電流過小而不足以使一組 LED 燈產(chǎn)生明顯的亮暗變化的現(xiàn)象出現(xiàn)。單片機(jī)根據(jù)寫好的程序控制 PWM 波形。 計(jì)數(shù)器初值計(jì)算 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 69 頁 選用定時(shí)器 0，定時(shí)器一旦啟動(dòng)，便在原來的數(shù)值上開始加 1 計(jì)數(shù)。 C/T—— 定時(shí)器模式和計(jì)數(shù)器模式選擇位 C/T=1，計(jì)數(shù)器模式 C/T=0，定時(shí)器模式 M0M1—— 工作方式 選擇位，如表 33 所示： 表 33 M0M1 方式 C/T 模式 GATE 有關(guān) 00 方式 0 0 定時(shí)器模式 0 與 INT0/INT1 無關(guān) 01 方式 1 1 計(jì)數(shù)器模式 2 與 INT0/INT1 有關(guān) 10 方式 2 11 3 CPU 在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)對(duì) T0/T1 檢測(cè)一次，但只有在前一次檢測(cè)為 1和后一次檢測(cè)為 0時(shí)才會(huì)使計(jì)數(shù)器加 1。 設(shè)置與計(jì)算： 對(duì) IE 寄存器進(jìn)行控制， IE 寄存器各位的信息如下表 31 所示： 表 31 IE EA ET2 ES ET1 EX1 ET0 EX0 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 69 頁 位地址 AF AD AC AB AA A9 A8 EA： 為 0 時(shí)關(guān)所有中斷；為 1 時(shí)開所有中斷 ET2：為 0 時(shí)關(guān) T2 中斷；為 1 時(shí)開 T2 中斷，只有 803 805 8752 才有此中斷 ES： 為 0 時(shí)關(guān)串口中斷；為 1 時(shí)開串口中斷 ET1：為 0 時(shí)關(guān) T1 中斷；為 1 時(shí)開 T1 中斷 EX1：為 0 時(shí)關(guān) INT1 中斷；為 1 時(shí)開 INT1 中斷 ET0：為 0 時(shí)關(guān) T0 中斷；為 1 時(shí)開 T0 中斷 EX0：為 0 時(shí)關(guān) INT0 中斷；為 1 時(shí)開 INT0 中斷 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器工作方式寄存器 TMOD在特殊功能寄存器中，字節(jié)地址為 89H，不能位尋址，TMOD用來確定定時(shí)器的工作方式及功能選擇。設(shè)置為計(jì)數(shù)器模式時(shí)，外部事件計(jì)數(shù)脈沖由 T0 或 T1 引腳輸入到計(jì)數(shù)器。 定時(shí) /計(jì)數(shù)器的實(shí)質(zhì)是加 1 計(jì)數(shù)器（ 16位） ，由高 8位和低 8位兩個(gè)寄存器組成。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。 綜上所述 ,AVR 單片機(jī)只能很勉強(qiáng)地使用在直 接控制 PWM的方式中 。 考慮到脈沖寬度與電源的輸出并非線性關(guān)系 ,需要至少再打個(gè)對(duì)折 ,也就是說 ,電源輸出最多只能控制到 1/128,無論負(fù)載變化還是網(wǎng)電源電壓變化 ,控制的程度只能到此為止 。如果 PWM 分辨率為 10 位 ,那么 PWM波的頻率也就是開關(guān)電源的工作頻率為 16000000/1024=15625(Hz)。音頻范圍之內(nèi)，不可忍受。 （ 2）：使用單片機(jī)產(chǎn)生 PWM STC89C51 單片機(jī)： 假設(shè) 51 單片機(jī)晶振頻率為 12MHz。這種方式僅僅是用單片機(jī)代替了原來的基準(zhǔn)電壓 ,可以用按鍵輸入電源的輸出電壓值 ,單片機(jī)并沒有加入電源的反饋環(huán) ,電源電路并沒有什么改動(dòng) .這種方式最簡單。 假設(shè)一個(gè) PWM 從 0 計(jì)數(shù)到 80，之后是從 80 計(jì)數(shù)到 0....... 這個(gè)就是雙斜率。 分辨率：占空比最小能達(dá)到的值，如 8 位的 PWM，理論的分辨率就是 1： 255(單斜率 )， 16位的的 PWM 理論就是 1： 65535(單斜率 )。如果周期性地施加上述脈沖，則響應(yīng) i(t)也是周期性的。 圖 31 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 面積等效原理： 分別將如圖 31 所示的電壓窄脈沖加在一階慣性環(huán)節(jié)（ RL 電路）上，如圖 31 a） 所示。 理論基礎(chǔ)：沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。 PWM 信號(hào)仍然是數(shù)字的，因?yàn)樵诮o定的任何時(shí)刻，滿幅值的直流供電要么完全有 (ON)，要么完全無 (OFF)。 LED 調(diào)光原理 —— PWM 技術(shù) PWM 的定義及 基本原理 脈沖寬度調(diào)制（ PWM）是英文 ―Pulse Width Modulation‖的縮寫，簡稱脈寬調(diào)制。一般工作在小電流 IF10mA或者 10~20 mA長時(shí)間連續(xù)點(diǎn)亮 LED溫升不明顯 。長期以來總認(rèn)為 LED 壽命為 106小時(shí) ， 這是指單個(gè) LED 在 IF=20mA下。器件老化程度與外加恒流源的大小有關(guān) ， 可描述為 Bt=BO et/τ （ Bt 為 t 時(shí)間后的亮度 ） BO 為初始亮度。 LED 亮度與外加電 流密度有關(guān) ，一般的 LED， JO 電流密度 ， 增加 BO也近似增大。 (2) LED 光學(xué)特性 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 共 69 頁 發(fā)光亮度 : 亮度是 LED發(fā)光性能又一重要參數(shù) ， 具有很強(qiáng)方向性。 LED 的點(diǎn)亮?xí)r間 —— 上升時(shí)間 tr 是指接通電源使發(fā)光亮度達(dá)到正常的 10%開始 ， 一直到發(fā)光亮度達(dá)到正常值的 90%所經(jīng)歷的時(shí)間。現(xiàn)有幾種顯示 LCD 液晶顯示 ： 約103~105S CRT、 PDP、 LED 都達(dá)到 106~107S， us 級(jí) 。由 1MHZ 交流信號(hào)用 CV特性測(cè)試儀測(cè)得。當(dāng)反向偏壓一直增加使 VVR 時(shí) ， 則出現(xiàn) IR突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。 (a) 正向死區(qū) 圖 oa 或 oa′段 ， a 點(diǎn)對(duì)于 V0 為開啟電壓 ， 當(dāng) V Va 外加電場尚克服不 少因載流子擴(kuò)散而 形成勢(shì)壘電場 ， 此時(shí) R 很大 ， 開啟電壓對(duì)于不同 LED 其值不同 ， GaAs 為 1V， 紅色GaAsP 為 ， GaP 為 ， GaN 為 。 發(fā)光二極管主要參數(shù)與特性 LED 是利用化合物材料制成 pn 結(jié)的光電器件。 發(fā)光二極管的外形有 ： 圓形、長方形、三角形、正方形、組合形、特殊形等。 在 20xx 年 前者做成的 LED 在紅、橙區(qū) （ λ p=615nm） 的光效達(dá)到 100流明 /瓦 而后者制成的 LED 在綠色區(qū)域 （ λ p=530nm）的光效可以達(dá)到 50 流明 /瓦。當(dāng)時(shí)所用的材料是 GaAsP 發(fā)紅光（λ p=650nm）， 在驅(qū)動(dòng)電流為 20毫安時(shí) ， 光通量只有千分之幾個(gè)流明 ， 相應(yīng)的發(fā)光效率約 流明 /瓦。但其他已具備生產(chǎn)能力的業(yè)者相當(dāng)不以為 然 ,部分日系 LED 業(yè)者認(rèn)為 ,日亞化工的策略 ,將使日本在藍(lán)光及白光 LED 競爭中 ,逐步被歐美及其他國家的 LED 業(yè)者搶得先機(jī) ,屆時(shí)將對(duì)整體日本 LED 產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重傷害。 2. 效能： 消耗能量較同光效的白熾燈減少 80% 3. 適用性 : 很小 ， 每個(gè)單元 LED小片是 35mm的正方形 ， 所以可以制備成各種形狀的器件 ， 并且適合于易變的環(huán)境 4. 穩(wěn)定性 : 10 萬小時(shí) ， 光衰為初始的 50% 5. 響應(yīng)時(shí)間： 其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí) ， LED 燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí) 6. 對(duì)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(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色 發(fā)光。 PN結(jié)加反向電壓 少數(shù)載流子難以注入故不發(fā)光。 LED 的結(jié)構(gòu) 及發(fā)光原理 50 年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí) 第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于 1960 年。在實(shí)際使用中應(yīng)用得最為廣泛。因?yàn)?PWM 是保證 CCT 和顏色情況下測(cè)定電流 (光強(qiáng) )，模擬調(diào)光則是不存在這個(gè)前提。 PWM調(diào)光也 可以提高輸出電流精度。但是由于 LED 光的特性要隨著平均驅(qū)動(dòng)電流而偏移。頻率跟平常一樣大概在 200Hz~10KHz。 （ 1） 通過調(diào)制 LED 驅(qū)動(dòng)電流來完成 LED 燈的調(diào)光 由于 LED芯片的亮度與 LED 驅(qū)動(dòng)電流成一定的比例干系，所以我們調(diào)節(jié) LED驅(qū)動(dòng)電流就可以控制 LED 燈的明暗。 (3) 易調(diào)光控制。近年來 ， 大 功率LED 照明有不斷取代高壓鈉燈等 常規(guī)照明設(shè)備的趨勢(shì) 它具有以下優(yōu)點(diǎn) : (1) 高效。以上這種傳統(tǒng)的照明設(shè)計(jì)存在著大量電能的浪費(fèi)問題 本文即 是針對(duì)當(dāng)前隧道照明能源浪費(fèi)的問題 在節(jié)能調(diào)光控制算法、控制系統(tǒng)的構(gòu)建 展開研究以 期最大限度地實(shí)現(xiàn)隧道照明的節(jié)能。因此隧道 照明必須解決好駕駛員進(jìn)入 隧道的視覺適應(yīng)問題。隧道照明與普通道路照明有著很大的不同 最大體現(xiàn)在白天也要照明而且白天照明比夜間照明更加復(fù)雜。功率因數(shù)是非常重要的因素，因?yàn)楦吖β室驍?shù)可降低配電網(wǎng)絡(luò)的損耗。 調(diào) 光是照明系統(tǒng)非常常見的功能。 如今 LED 照明已確然成為一項(xiàng)主流技術(shù)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 69 頁 2 方案論證及選擇 本課題目前的研究現(xiàn)狀概述 調(diào)光器，英文叫 dimmer，改變照明裝置中光源的光通量、調(diào)節(jié)照度水平的一種電氣裝置。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。最后提交合乎規(guī)范的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文及相關(guān)材料。 課題設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求 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。它主要以 51 單片機(jī)為主控芯片，使用 PWM 驅(qū)動(dòng)方式，通過調(diào)整 PWM 脈沖的脈寬比控制占空比，從而達(dá)到 LED 亮度連續(xù)可調(diào)。這對(duì) LED的驅(qū)動(dòng)電源提出了極大的挑戰(zhàn)。作為新型的節(jié)能光源， LED燈具會(huì)逐步地取代傳統(tǒng)的白熾燈泡。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。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。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(huì) ” 的要求。結(jié)合所學(xué)單片機(jī)知識(shí)和控制理論，運(yùn)用電路知識(shí)構(gòu)建 LED 調(diào)光電路，對(duì)該電路進(jìn)行調(diào)試和分析。 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(dòng)化專業(yè) **班，陜西 漢中 723003） 指導(dǎo)教師： *** 【摘要】 ： 在現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中環(huán)保節(jié)能是必然的發(fā)展的趨勢(shì)，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。本設(shè)計(jì)就是一款基于 PWM技術(shù)的 LED 調(diào)光電源。 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。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)墓舛龋@樣又影響了駕駛光線，造成視覺疲勞。 本文介紹了以