基于单片机控制下LED散热装置的设计

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1、本科毕业论文（设计）题目:基于单片机控制下LED散热装置的设计学院：物理与电子科学学院班级：姓名：扌旨导教师：甄海龙职称：助教完成日期：2014年5月25日基于单片机控制下LED散热装置的设计摘要：随着LED灯的不断普及，人们也越來越意识到，LED灯的使用寿命受到了很大的限制。综合原因主要是LED在使用时只有百分之二十的电能是用于自身发光，而其余百分之八I•的电能都用于产生热量。如果它产生的这部分热量不能及时的散发出去就会造成晶片温度过高，而不能实现LED节能效果并且成为了减少LED使用寿命最主要的原因。所以我的设计是通过单片机为控制核心然后利用半导体制冷片的制

2、冷技术来实现LED的散热，同吋为了验证设计的可行性，我选用DS18B20温度传感器对LED灯的温度进行实时监测，还加上了N0KIA5110液晶显示屏作为显示模块，，并且还加入了蜂鸣器作为报警信号，提醒什么时候温度过高，此吋半导体制冷片应该开始工作。最后由于半导体制冷片热电偶的作用，口身产生的热量不及时散发也会影响它的散热效果，所以我还加入了风扇对半导休制冷片进行散热。该设计虽然比传统的LED灯增加了许多器件，但和比能够更有效的实现LED的节能效果，具有很现实的意义。关键词：LED；单片札半导体制冷片；5110液晶屏；DS18B20温度传感器目录1引言11.1论文

3、研究的背景11.2论文的组织结构12相关理论及综述12.1LED相关理论12.2半导体制冷片的原理特性22.3温度传感器DS18B2032.4STC89C52RC单片机53方案设计73.1总体设计思路73.2方案比较与选择83.2.1控制芯片的选择83.2.2LED灯珠的选择83.3系统原理框图83.4DS18B20的工作流程93.5系统软件设计94设计调试105总结10参考文献111引言1.1论文研究的背景LED由于其是高能效的光源而被人们广泛接受，并且由于节能寿命长的缘故得到更多人的喜爱。对于LED技术每H—新的发展，LED已经逐渐平民化。LED尽管光电转换

4、率高，但比较白炽灯2500°C的工作温度，LED光源产生的温度要低很多。然则，LED因为有其散热原因在照明体系的前进遇到很大的局限。尤为功率较大的LED,散热已经成为了最大限制它前进的前提。LED使用时温度要比100摄氏度低，由于能量守恒，产生的热会传到别的地方。所以，对于一个较大的散热平面以及高效的热管理是非常必要的。之所以选择用半导体制冷片，是采用它体积较小，结构简单，不用添加化学制冷剂，并但没有声音，稳定性高等特点。把它用FLED的照明系统屮对于节能作用是很有现实意义的。1.2论文的组织结构本论文共分为五章。第一章，引言。主要介绍论文的研究背景。第二章，对

5、经过单片机作主要管理核心，将半导体制冷技巧使用到LED散热钻研屮所用到的器件的相干道理分别阐明。第三章，详细诠释单片机控制下使用半导体制冷技巧控制LED散热装置的总计划。重点介绍了电路的组成和工作原理，并对其中所用到的软件设计加以说明。第四章，针对单片机控制下利用半导体制冷技术的LED散热装置的调试过程，所遇的故障和对故障处理方法进行说明。第五章，总结全文工作。2相关理论及综述2.1LED相关理论LED就是一种固态的半导休器件我们称之为发光二极管，最突出的特点是方便简单的把电转光。它本身主要是一个晶片，两头都会冇支架来依附它，通过引脚的长短就可以判断它的正负，即

6、长为正短为负，这样先组合以后，最后还要采用一种称为环氧树脂的物质把它整休包裹起来。按止负通过电流时，电子和空穴在其屮结合的过程屮会产生一种能量，这种能量是光子的形态，通过这种形态，我们就看到了LED发光了。LED结构示意图，可见下图2-1：led基片荧光粉层E：LED发出的光（蓝）F：荧光（浅黄）图2-1LED结构示意图LED光源有①低电源电压，②高效能，③面积小，④实用性强，⑤稳定性高,⑥响应时间快，⑦可变色和⑧无污染等特点。LED灯的颜色，发光的效率是通过生产LED所用的原料和工艺进行控制，当前最常用的三种显示颜色有红，蓝，绿。2.2半导体制冷片的原理特性半

7、导体制冷片，也称为热电制冷片。优点是无滑动部件，应用在一些空间受限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。它是使用发生负热阻来进行制冷的,它的特征是①无活动部件②可靠性比别的高。经历半导体原料的帕尔贴效应，当两种有茅别半导体材料吊连的电偶通过电流时，在电偶的冷端和热端就能分开吸热和放热，从而能兑现制冷所要的成效。釆用半导体制冷片的特点解决LED散热,很有实用价值。半导体制冷片本身就是将一片N型和一片P型的半导体材料组合在一起形成了点偶对的原理，电流经N型到P型的时候是选择了吸热，成为冷端。从P型元件流动到N型元件的接头放热时，成为热端。而对它本身制冷作用的考验利用

8、的则是所通过电流的大小以