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毕业论文-PWM信号控制LED亮度的实现方法研究，共43页，17937字
前 言
随着社会经济的发展，LED已经成为人们生活中必不可少的器件，各方面建设也离不开它，它与人们的生活息息相关。在许多白光LED的背光应用中，屏幕都需要背光调整功能，以便让它适应周围的环境。还有许多产品的处理器会在系统闲置一段时间后，自动降低或切断背光电源。PWM方式调光技术在减少的电流占空周期内提供完整电流给白光LED，例如要将亮度减半，只需要50%的占空周期内提供完整的电流。调光信号通常来自系统处理器的GPIO引脚。 PWM调光响应速度快，并且能够更加精确地调光。
随着LED应用市场的持续快速发展，在LED终端产品中对于LED亮度的调节也就显得十分重要，也是目前如LED灯具和显示屏等必需注重的环节。从发展来看，车内的照明灯、倒车灯及前车灯都有可能用大功率LED来代替。虽然其中有不少红光LED或黄光LED，但目前超高亮度白光LED的光强最大，用这种超亮度白光LED配上红光或黄光LED透明塑料罩代替红光LED或黄光LED，可能会有更好的效果。近年来逐步推广节能荧光灯有较好的节能效果。从国外资料看，采用市电（110Vac或220Vac）供电的白光LED灯早已上市。有一种公里处为2.2W，而亮度却相当于25~30W的白炽灯，驱动器电路做在灯头里，使用十分方便，省电效果比节能的荧光灯更好，并且寿命长达10000—50000小时。到现在为止，全球超过30家厂家生产白光LED驱动器IC。巨大的市场需求给国内IC设计公司提供了发展的机遇，利用国内的成本优势，市场空间还是相当大的。现在，随着国民经济的高速增长，我国能源供应缺乏，电力提供开始存在着严重短缺的局面，节能是目前所急需解决的问题。因而，开辟新型高效、节能指数高、环保的LED灯对照明节能具有非常紧张的意义。
PWM信号的种类有很多，包括等脉宽PWM，随机PWM，SPWM线电压控制PWM，电流控制PWM，空间电压矢量控制PWM，矢量控制PWM，直接转矩控制PWM，非线性控制PWM，谐振软开关PWM。不同种类PWM信号应用在不同的领域。
在早期，由于光色、发光频率、光通量和价格等方面的限制，LED主要应用于指示、显示领域，如指示灯、警戒灯以及显示牌等。随着LED的不断丰富，特别是白光LED技术的不断成熟，发光效率不断提高，价格逐渐降低，大功率超亮度的LED有1W、3W、5W等规格在市场上销售，其中功率大于1W的白光LED的开发研究已成为主攻方向。
PWM控制基本原理很早就已经提出，受电力电子器件发展水平制约，上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代，全控型电力电子器件出现和迅速发展，PWM控制技术才真正到应用。电力电子技术、微电子技术和自动控制技术发展以及各种新理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想应用，PWM控制技术获了空前发展。PWM控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好优点而成为电力电子技术最广泛应用控制方式，也是人们研究热点。当今科学技术发展已经没有了学科之间界限，结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展主要方向之一。
本次设计的主要结构：
前言。主要说明了该课题的历史背景、研究目的和意义，以及本次设计的的主要内容；
第一章：绪论。介绍LED基本知识；
第二章：单片机概述。阐述了单片机的发展历程、特点、应用和一些常用的单片机系列 ；
第三章：系统设计。讨论了LED亮度调节，分析了PWM调光实现的电路设计原理图，所需要的一些器件，以及PWM调光的优点和程序设计的思路；
第四章：系统的调试与仿真。说明了软件、硬件以及软硬件调试的方法；
总结与体会；
致谢；
参考文献；
附录。



目 录
前 言
摘 要 1
ABSTRACT 2
第一章 绪论 3
1.1 LED简介 3
第二章 单片机概述 4
2.1 单片机的发展概况 4
2.2 单片机的特点及应用 5
2.3 51单片机基本知识 6
2.4 CX51程序结构及流程控制图 13
第三章 系统设计 16
3.1 单片机产生PWM波的分析 16
3.2 LED亮度调节讨论 16
3.3 总体设计方案 17
3.4 原件清单 17
3.5 最小系统电路原理图 18
3.6 滤波电路 20
3.7 LED驱动 21
3.8 PWM模拟信号调光的实现 22
3.9 主控电路 23
3.10 PWM调光的优点 24
3.11 系统软件设计 24
3.12 系统程序总体框图 25
3.13 软件设计（程序编程） 27
3.14 本次设计的总电路图如下图所示 28
第四章 系统的调试与仿真 30
4.1 硬件调试 30
4.2 软件调试 32
4.3 KEIL和PROTEUS的联合调试 33
4.4 PWM模拟信号调节亮度 33
总结与体会 35
致 谢 36
参考文献 37
附 录 38
1. 最小系统电路图 38
2. 晶振电路图 38
3. 驱动电路图 39
4. 主控电路图 39
5. 整体电路图 40


摘 要
基于单片机控制的智能节能台灯，社会在不断进步，人类在不断追求，市场在不断变化，高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景，智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。LED（发光二极管）作为一种新型光源，具有高效节能、绿色环保、使用寿命长等其他光源无法比拟的优点，代表着未来照明技术的发展方向。本文设计了一种以AT89C51单片机为核心的多功能LED灯系统，可实现对LED灯的PWM调光控制。本文详细给出系统的硬件与软件设计过程。实验表明，该多功能LED灯稳定高效，功能丰富，能够满足实际应用的要求。　
关键词：单片机LED；PWM调光；多功能灯

ABSTRACT
Revivification control of a lamp energy , the progress , human being , the market has changed , higher technology applications in the product development of new trends and prospects , intellectualized technology in the electronics field of application of far-reaching significance . LED(light emitter diode) as the new light source has the merits of energy efficiency , environmental friendly and longer lifespan , which are in comparable for other light sources , the illumination with LED is the developing direction in future . A multifunctional LED lamp based on AT89C51 single chip computer is presented to achive PWM dimming . This paper also provides the hardware and softerware designing procedures in details . Through experiment , the LED lamp is proved to be more stable and reliable , which can fulfill the requirements of family use .
KEY WORDS : single chip computer LED , PWM dimming, multifunctional lamp