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PWM信號(hào)控制LED亮度的實(shí)現(xiàn)方法研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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電氣工程與自動(dòng)化 |
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關(guān)鍵詞
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單片機(jī)LED|PWM調(diào)光|多功能燈 |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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40 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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word |
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文件大小
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659K |
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發(fā)布時(shí)間
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2012-12-19 20:08:00 |
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2 |
| 發(fā)布人 |
fei62008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
PWM信號(hào)控制LED亮度的實(shí)現(xiàn)方法研究，共43頁(yè)，17959字。
前言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，LED已經(jīng)成為人們生活中必不可少的器件，各方面建設(shè)也離不開它，它與人們的生活息息相關(guān)。在許多白光LED的背光應(yīng)用中，屏幕都需要背光調(diào)整功能，以便讓它適應(yīng)周圍的環(huán)境。還有許多產(chǎn)品的處理器會(huì)在系統(tǒng)閑置一段時(shí)間后，自動(dòng)降低或切斷背光電源。PWM方式調(diào)光技術(shù)在減少的電流占空周期內(nèi)提供完整電流給白光LED，例如要將亮度減半，只需要50%的占空周期內(nèi)提供完整的電流。調(diào)光信號(hào)通常來自系統(tǒng)處理器的GPIO引腳。 PWM調(diào)光響應(yīng)速度快，并且能夠更加精確地調(diào)光。
隨著LED應(yīng)用市場(chǎng)的持續(xù)快速發(fā)展，在LED終端產(chǎn)品中對(duì)于LED亮度的調(diào)節(jié)也就顯得十分重要，也是目前如LED燈具和顯示屏等必需注重的環(huán)節(jié)。從發(fā)展來看，車內(nèi)的照明燈、倒車燈及前車燈都有可能用大功率LED來代替。雖然其中有不少紅光LED或黃光LED，但目前超高亮度白光LED的光強(qiáng)最大，用這種超亮度白光LED配上紅光或黃光LED透明塑料罩代替紅光LED或黃光LED，可能會(huì)有更好的效果。近年來逐步推廣節(jié)能熒光燈有較好的節(jié)能效果。從國(guó)外資料看，采用市電（110Vac或220Vac）供電的白光LED燈早已上市。有一種公里處為2.2W，而亮度卻相當(dāng)于25~30W的白熾燈，驅(qū)動(dòng)器電路做在燈頭里，使用十分方便，省電效果比節(jié)能的熒光燈更好，并且壽命長(zhǎng)達(dá)10000—50000小時(shí)。到現(xiàn)在為止，全球超過30家廠家生產(chǎn)白光LED驅(qū)動(dòng)器IC。巨大的市場(chǎng)需求給國(guó)內(nèi)IC設(shè)計(jì)公司提供了發(fā)展的機(jī)遇，利用國(guó)內(nèi)的成本優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)空間還是相當(dāng)大的。現(xiàn)在，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，我國(guó)能源供應(yīng)缺乏，電力提供開始存在著嚴(yán)重短缺的局面，節(jié)能是目前所急需解決的問題。因而，開辟新型高效、節(jié)能指數(shù)高、環(huán)保的LED燈對(duì)照明節(jié)能具有非常緊張的意義。
PWM信號(hào)的種類有很多，包括等脈寬PWM，隨機(jī)PWM，SPWM線電壓控制PWM，電流控制PWM，空間電壓矢量控制PWM，矢量控制PWM，直接轉(zhuǎn)矩控制PWM，非線性控制PWM，諧振軟開關(guān)PWM。不同種類PWM信號(hào)應(yīng)用在不同的領(lǐng)域。
在早期，由于光色、發(fā)光頻率、光通量和價(jià)格等方面的限制，LED主要應(yīng)用于指示、顯示領(lǐng)域，如指示燈、警戒燈以及顯示牌等。隨著LED的不斷豐富，特別是白光LED技術(shù)的不斷成熟，發(fā)光效率不斷提高，價(jià)格逐漸降低，大功率超亮度的LED有1W、3W、5W等規(guī)格在市場(chǎng)上銷售，其中功率大于1W的白光LED的開發(fā)研究已成為主攻方向。
PWM控制基本原理很早就已經(jīng)提出，受電力電子器件發(fā)展水平制約，上世紀(jì)80年代以前一直未能實(shí)現(xiàn)。直到進(jìn)入上世紀(jì)80年代，全控型電力電子器件出現(xiàn)和迅速發(fā)展，PWM控制技術(shù)才真正到應(yīng)用。電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展以及各種新理論方法，如現(xiàn)代控制理論、非線性系統(tǒng)控制思想應(yīng)用，PWM控制技術(shù)獲了空前發(fā)展。PWM控制技術(shù)以其控制簡(jiǎn)單、靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用控制方式，也是人們研究熱點(diǎn)。當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展已經(jīng)沒有了學(xué)科之間界限，結(jié)合現(xiàn)代控制理論思想或?qū)崿F(xiàn)無諧振軟開關(guān)技術(shù)將會(huì)成為PWM控制技術(shù)發(fā)展主要方向之一。
本次設(shè)計(jì)的主要結(jié)構(gòu)：
前言。主要說明了該課題的歷史背景、研究目的和意義，以及本次設(shè)計(jì)的的主要內(nèi)容；
第一章：緒論。介紹LED基本知識(shí)；
第二章：?jiǎn)纹瑱C(jī)概述。闡述了單片機(jī)的發(fā)展歷程、特點(diǎn)、應(yīng)用和一些常用的單片機(jī)系列 ；
第三章：系統(tǒng)設(shè)計(jì)。討論了LED亮度調(diào)節(jié)，分析了PWM調(diào)光實(shí)現(xiàn)的電路設(shè)計(jì)原理圖，所需要的一些器件，以及PWM調(diào)光的優(yōu)點(diǎn)和程序設(shè)計(jì)的思路；
第四章：系統(tǒng)的調(diào)試與仿真。說明了軟件、硬件以及軟硬件調(diào)試的方法；
總結(jié)與體會(huì)；
致謝；
參考文獻(xiàn)；
附錄。
目錄
前 言
摘 要 1
ABSTRACT 2
第一章 緒論 3
1.1 LED簡(jiǎn)介 3
第二章 單片機(jī)概述 4
2.1 單片機(jī)的發(fā)展概況 4
2.2 單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用 5
2.3 51單片機(jī)基本知識(shí) 6
2.4 CX51程序結(jié)構(gòu)及流程控制圖 13
第三章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16
3.1 單片機(jī)產(chǎn)生PWM波的分析 16
3.2 LED亮度調(diào)節(jié)討論 16
3.3 總體設(shè)計(jì)方案 17
3.4 原件清單 17
3.5 最小系統(tǒng)電路原理圖 18
3.6 濾波電路 20
3.7 LED驅(qū)動(dòng) 21
3.8 PWM模擬信號(hào)調(diào)光的實(shí)現(xiàn) 22
3.9 主控電路 23
3.10 PWM調(diào)光的優(yōu)點(diǎn) 24
3.11 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 24
3.12 系統(tǒng)程序總體框圖 25
3.13 軟件設(shè)計(jì)（程序編程） 27
3.14 本次設(shè)計(jì)的總電路圖如下圖所示 28
第四章 系統(tǒng)的調(diào)試與仿真 30
4.1 硬件調(diào)試 30
4.2 軟件調(diào)試 32
4.3 KEIL和PROTEUS的聯(lián)合調(diào)試 33
4.4 PWM模擬信號(hào)調(diào)節(jié)亮度 33
總結(jié)與體會(huì) 35
致 謝 36
參考文獻(xiàn) 37
附 錄 38
1. 最小系統(tǒng)電路圖 38
2. 晶振電路圖 38
3. 驅(qū)動(dòng)電路圖 39
4. 主控電路圖 39
5. 整體電路圖 40
摘要
基于單片機(jī)控制的智能節(jié)能臺(tái)燈，社會(huì)在不斷進(jìn)步，人類在不斷追求，市場(chǎng)在不斷變化，高科技應(yīng)用含量決定著產(chǎn)品發(fā)展的新趨勢(shì)和前景，智能化技術(shù)在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。LED（發(fā)光二極管）作為一種新型光源，具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)等其他光源無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，代表著未來照明技術(shù)的發(fā)展方向。本文設(shè)計(jì)了一種以AT89C51單片機(jī)為核心的多功能LED燈系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的PWM調(diào)光控制。本文詳細(xì)給出系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計(jì)過程。實(shí)驗(yàn)表明，該多功能LED燈穩(wěn)定高效，功能豐富，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)LED；PWM調(diào)光；多功能燈
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