论文总字数：17449字

摘 要

与传统光源相比，LED具有节能环保、寿命长、体积小、安全可靠等特点。在LED中加入调光功能，即能发挥LED的优势，又可以减少不必要的浪费。本文设计了一种基于单片机的LED调光系统，本文选用STC89C52单片机作为主控芯片，设计了单片机PWM控制系统。论文选用ss8550三极管设计了LED的驱动电路，选用ADC0809芯片实现对光敏信号的采集，设计了自动调光电路。通过对设计电路的仿真和实际电路的调试，本文所设计的基于单片机的LED调光系统能够实现手动模式和自动模式等功能，满足本课题的设计要求。

关键词：LED灯，光度，PWM调光，自动调节

Abstract： Compared with traditional light sources, LED has the characteristics of energy saving and environmental protection, long life, small size, safety and reliability. Adding dimming function into LED can not only give full play to the advantages of LED, but also reduce unnecessary waste. This paper designs an LED dimming system based on single-chip microcomputer. In this paper, AT89C51 single-chip microcomputer is selected as the main control chip, and the single-chip PWM control system is designed. This paper selects ss8550 triode to design the LED drive circuit, USES ADC0809 chip to realize the acquisition of photosensitive signal, and designs the automatic dimmer circuit. Through the simulation of the design circuit and the actual circuit debugging, the single-chip microcomputer-based LED dimming system designed in this paper can achieve manual mode and automatic mode and other functions, to meet the design requirements of this topic.

Key word: LED lamp，dimming，luminosity of PWM，automatically adjust

目录

1 绪论 4

1.1 选题背景 4

1.2 国内外研究现状 4

1.3 本文研究内容 5

2 系统方案的确定 5

2.1 控制芯片的选择方案 5

2.2 照明模块的选择 6

3 硬件设计 7

3.1 单片机STC89C52最小系统设计 7

3.2 LED驱动电路 11

3.3 按键控制电路 12

3.4 自动控制电路 13

4 系统仿真和实物调试 14

4.1 程序流程图 14

4.2 仿真 16

4.3 实验 18

结 论 22

参考文献 23

致 谢 24

附录： 25

1 绪论

1.1 选题背景

随着社会的快速进步，能量的消耗早已突破人们的预期，地球的总能量已显匮乏。能源的燃烧，伴随着就是大量环境的污染和生态的破坏。其中，照明用电占总能耗非常之大，由于我国近年来经济的稳定增长，照明用电比例将会持续增多。在人们的日常生活中，灯是必不可少的。从路灯，台灯到车灯等等，处处都是灯给我们生活的便利。以前的白炽灯由于寿命短，发光不稳定，以及污染环境，已经被历史所淘汰。荧光灯管显色性能太差，特别是其频闪效应，会让人产生错觉^[1]，因此不易普及，一般用于演唱会，来营造一种氛围。

LED自从20世纪60年代面世以来，一直备受科研工作者的喜爱。经过工作者们的不断研究，现在的LED灯已经能够发出多种色光，但日常活动中用到的白色光直到21世纪过后才在平民百姓中普及开来^[2]。LED作为一种固态的冷光源，是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯之后的第四代光源。LED是一种发光二极管，其能够直接把电能转化为光能，其核心是p-n极芯片，被环氧树脂所封装起来。具有节能、环保、智能等一些特点，具有体积小可以灵活运用，不受空间所限制，在使用的过程中，安全性能高等优点。以上种种完美符合政府一直提出“建设资源节约型和环境友好型社会”的口号^[3]。

1.2 国内外研究现状

在目前照明市场以及各大公司研发中，LED是最具有发展潜力与应用前景的。目前，LED在照明行业处于高速发展阶段，越是发达的国家，LED越普及。从汽车的车灯，路道的路灯，房间里各色各样的屋灯，处处用到LED。为了提高白光LED的发光效率，越来越多的国家投入大量的人力与财力，研发新的材料和通过改进制造工艺，对其进行产品结构的改进。

美国波士顿的光子学研究中心报告了LED技术的新发展，声称光效达到了3,301 m / W.这种称为光子矩形的半导体光源发出蓝色波长和黄色波长可以发出白光^[4]。奥地利的照明巨头在2008年做了一个很宏大的实验，其中有13000只白炽灯和彩色的LED，用这两种不同的灯混合照明整个实验房间。发现这光照水平可以达到600-800Lux,完全可以照亮一个普普通通的办公室^[5]。

国内相对于发达国家而言，其起步较晚，但是发展的速度惊艳了全世界。比如，2002年起，天津瑞朗公司就已经启动了智能照明技术的研发，经过多年的发展，用户对其产品已经有很大的认同感^[6]。其后，上海的奇胜公司推出了智能化系统，将目前比较火热的智能控制与LED结合起来，实现了对LED进行远距离控制，以及智能化。惠州雷士积极响应政府的号召，参加了全国城市亮化工程以及绿色照明工程，引领了照明行业朝着绿色照明方向发展^[7]。

进入21世纪，计算机的快速发展以及传感器的量产化，使得照明技术朝着系统一体化方向进行发展。现在大多数公司的研发人员，需要掌握许多门知识，才能够使自己设计的产品更加的智能化^[8]。

1.3 本文研究内容

因为本课题是基于单片机的LED调光系统的设计，对于LED调光有三种方案，本设计采用脉宽调制（PWM）来调光。综合各种单片机的性能以及制作的成本，最终选取以基于STC89C52RC的单片机的最小系统，该系统包含单片机、ADC0809芯片、按键模块、光敏电路、指示灯模块等。该灯的调光模式分别是手动控制模式、自动控制模式。光敏模块选用ADC0809芯片实现对光敏信号的采集，并利用PWM调光技术对LED进行光度的自动调节^[9]。

2 系统方案的确定

基于单片机的LED调光系统硬件设计总体框图主要包含四个模块，分别是单片机的控制模块、手动模块、自动模块和照明模块。其总体框架图如图2.1所示。

图2.1硬件设计总体框图

2.1 控制芯片的选择方案 

嵌入式微处理器的选择主要考虑以下几个因素 ：

应用领域：根据所设计产品功能和性能，其能运用的领域也就能够确定下来。一个产品的不同应用，将限制其它产品的选取，间接地缩小了选型的范围。

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