一种多功能led台灯设计方案

《一种多功能led台灯设计方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、一种多功能LED台灯设计方案2012年05月02日10:45本站整理作者：秩名用户评论（0）关键字：LED台灯(7)　　引言　　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。本文设计了以AT89S51单片机为核心的多功能白光LED台灯系统，采用PT4115大功率LED恒流驱动方案，可实现对LED台灯的PWM调光控制;同时兼有时钟日历、声光闹钟、温度检测、液晶显示等多项功能。在实现高效节能的同时，为家庭使用提供了极大的便捷。　　1系统硬件电路设计　　该多功能LED台灯系统采用20只5mm高亮白光LED灯珠为光

2、源，以AT89S51单片机为主控芯片，由LED恒流驱动系统、时钟系统、测温系统、液晶显示系统、蜂鸣系统、按键系统组成。系统结构框图如图1所示。　　该系统可具体实现LED台灯的10级PWM调光控制;液晶屏实时显示时钟、日历与环境温度信息;闹钟功能采用声光报警方式，即一旦到达闹钟时间，LED台灯自动点亮，并发出蜂鸣声报警，以唤醒用户;用户可通过按键系统实现对时钟日历与闹钟参数的设置、LED亮度的调节以及闹钟报警的解除。　　　　图1系统结构框图　　1.1单片机主控系统　　本设计主控系统采用ATMEL公司的高性能AT89S51芯片实现，其P0口外接10K的上拉电阻，P0.0~P0.7同时作为DS

3、12C887的数据接口与液晶1602的数据接口。P2.0~P2.3分别连接DS12C887芯片的片选端CS、地址选通输入端AS、数据选择端DS与读/写输入端R/W,P3.2连接其闹钟中断请求输出端IRQ.P2.5~P2.7分别连接液晶1602的使能端EN、数据/命令选择端RS、读/写选择端RW.P2.4作为蜂鸣器控制端。P3.0作为DS18B20的信号输入端。P3.1、P3.4、P3.5、P3.6与P3.7作为S2~S6按键系统。P1.1作为PWM信号的输出端并连接PT4115芯片DIM端，用于PWM调光控制。系统晶振电路由12MHZ晶振与两个30PF电容组成;复位电路则由S1按键、10

4、K电阻与10uF电解电容构成。主控系统电路如图2所示。　　　　图2单片机主控系统电路图　　1.2恒流驱动系统　　本设计LED光源采用相互并联方式，共由20只5mm高亮度小功率LED灯珠组成;每只LED灯珠的压降约3.1V,工作电流约20mA.由白光LED的正向伏安特性可知，当LED端电压超过其正向导通电压后，较小的电压波动都会导致工作电流的的剧烈变化，从而影响LED的正常使用，固LED宜采用恒流驱动方式。因此，本设计LED采用高性能PT4115恒流芯片驱动，PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源芯片，能将直流电压直接转换成稳定的恒流输出;其采用6~30V宽电压输入，输出电流可

5、达1.2A,转换效率高达97%,输出电流精度达±5%.该芯片内部含有抖频特性，极大的改善EMI,同时具有过温、过压、过流、LED开路保护等多种功能。该芯片适合用于绿色照明LED灯的驱动电路，具有应用电路非常简洁的优点。LED恒流驱动电路如图3所示。　　　　图3LED恒流驱动系统电路图　　通过PT4115芯片上的DIM端，可以方便的进行模拟或PWM调光。由于模拟调光是直接改变流过LED电流的大小来实现亮度调节，除了亮度会改变以外，也会影响白光的质量，即不同电流下发出的白光存在色偏。因此，本设计采用PWM调光方案，PWM调光的基本原理是保持LED正向导通电流恒定，而通过控制电流导通和关断的时

6、间比例，即改变输入脉冲信号的占空比，使LED产生亮暗变化;并利用人眼的视觉残留效应，当LED亮暗变化频率大于120Hz时，人眼就不会感觉到闪烁，而看到是LED的平均亮度。PWM调光的优势是LED正向导通的电流是恒定的，LED的色度就不会像模拟调光时产生变化。　　PT4115恒流驱动输出的电流值计算公式为：　　IOUT=(0.1×D)/Rs(D为方波信号占空比，Rs为限流电阻。　　本设计LED光源采用20只小功率白光LED灯珠并联方式，且每只LED灯珠额定电流为20mA,则PT4115恒流驱动输出最大电流IOUT应为400mA,因此Rs选取0.25Ω电阻。　　L1为镇流电感，选取68μH,

7、用于稳定通过LED的电流。D1是续流二极管，当芯片内部MOS管截止状态时为储存在电感L1中的电流提供放电回路;由于工作在高频状态，D1选用正向压降小且恢复速度快的肖特基二极管SS24.　　PWM脉冲信号则由单片机P1.1产生，其高低电平决定LED的通断状态。将定时器T0溢出中断定为1/2500秒(即400μS)，每10次脉冲作为一个周期，即频率为250HZ.这样，在每1/250秒的方波周期中，通过改变方波的输出占空比，从而实现LED