可控白光LED照明灯报告

1、可 控 L ED 照 明 灯电子设计大赛培训一期组长：毕聪组员：邵远航 喻红1 作品摘要介绍2 总体设计方案2.1 总体设计方案介绍2.2 系统控制方案2.3 总体硬件组成框图3 主要系统硬件设计3.1 光照部分的制作3.2 光度计的制作3.3 显示模块的使用4 系统的软件设计4.1 系统的软件流程4.2 核心程序的介绍5 系统调试5.1 测试使用的仪器仪表5.2 系统调试的方法6 实验心得7 分工合作可控白光 LED 照明灯1. 作品摘要介绍：我们组设计的高效可控白光 LED 照明灯及其检测装置，用 TI 的 TPS61062 芯片驱动 45 只白光 LED 进行照明。2.总体方案设计：本系

2、统采用单片机MSP430 为系统控制的核心，此系统主要包括TPS驱动模块，光度计的制作模块等。2.1 总体设计方案的介绍：本作品的设计思想是通过 TI的TPS61062芯片驱动45只白光 LED 进行照明，并能对输出到 LED 上的功率进行测量、显示和对输出到 LED 上的电流进行预置、控制。用光敏器件制作一个照度检测仪，它可以将检测到的照度显示。2.2 系统控制方案：用MSP43改现系统控制。MSP43呐部自带ADC12专换模块，ADC12模块主要有以下特点：AD转换为12位，数据的测量精度高；采样速度快； 片内参考电压的产生可以有软件编程选择， 也可以由软件选择内部参考还是外部参考； 可以

3、选择转换的转换时钟源； 具有单通道单次转换， 单通道多次转换， 序列通道单次转换和序列通道多次转换 4 种转换模式；具有中断矢量寄存器； 16 位的转换结果存储寄存器。2. 3 总体硬件组成框图显示模块电源模块MSP430控制模块检测电压电流照度计一LED发光TPS61062 芯片驱动模块3主要系统硬件的设计为使作品测量的精确度更高，并且使总体设计更具有模块化，我 们对系统的硬件做了精心设计，模块具体设计如下：2.1 光照部分的制作方案一：使用恒流源电路进行控制，控制过程中只要控制输入电 压即可控制输出电流（电路如图），由于题目要求0.1mA步进电流， 但输入电压要求用单片机的 DA转换进行输

4、入确切电压，M430F149 没有DA转换，所以此方案放弃。它的冏环增靛很低，以海到滓演负反面“运放 A 接成电陛跟明用,它把标出电JR】飞传到 Aj的同 临粕人端，住这凄与输人信号电解目口口，陕 端电陌忖1忖=*代八也一代）+1,*七八代十J 因为 * K1 扭 =/W I J斤以 b I- f _ 1 IyH +11 1 0 运牧世成油可控双向何询由他&飞的械忖.其大小町由I鼎和K,明节.11/,因而,A,的输出电店为V（-=rK1 3 储此Jr91一1%十卜、由于人作同相输入 放大器，其谢人旭杭很商.籀人偏置电流可忽畸+ 海过R“的电流基本上就是输出电流I、/用 一匕卜/代，7山此可见，

5、热的概性取决于质空电1达 是用F测过储体营的口值和二械杆的反向击哥电 /时福要的电流大小及方向都呜花的恒流源电路.方案二：利用TPS61060芯片驱动4-5只LED照明，采用5V单电源供电。下面我们介绍TPS61062芯片8-Pin 3x3-mm QFN Package Top ViewTPS61062与LED的链接如下:VIN3 V to 6 VzyvyC11 uFVINSWOUTILEDFBGNDPGND在实际使用过程中，如图所示的VIN引脚应直接接IO 口，用IO 口输出的PWM波进行亮度控制。3. 2光度计的制作：方案一：使用硅光电池做光度计。晶体硅光电池有单晶硅与多晶 硅两大类，用P

6、型（或n型）硅衬底，通过磷（或硼）扩散形成 Pn 结而制作成的，生产技术成熟，是光伏市场上的主导产品。采用埋层 电极、表面钝化、强化陷 光、密栅工艺、优化背电极及接触电极等 技术，提高材料中的载流子收集效率，优化抗反射膜、凹凸表面、高 反射背电极等方式，光电转换效率有较大提高。单晶硅光电池面积有 限，目前比较大的为 10至20cm的圆片，年产能力46MW/a。目 前主要课题是继续扩大产业规模， 开发带状硅光电池技术，提高材料 利用率。国际公认最高效率在 AM1.5条件下为24%,空间用高质量 的效率在AM0条件约为13.518%,地面用大量生产的在 AM1条件 下多在1118%之间。以定向凝固

7、法生长的铸造多晶硅锭代替单晶硅 ,可降低成本，但效率较低。优化正背电极的银浆和铝浆丝网印刷， 切磨抛工艺，千方百计进一步降成本，提高效率，大晶粒多晶硅光电 池的转换效率最高达18.6%。方案二：利用光敏电阻做光度计。光敏电阻器是利用 半导体的光 电效叵制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强,电阻变小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、 光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电 阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻 值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻 值（暗阻）可达170M欧，在强光条件（100L

8、X）下，它阻值（亮阻 ）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与 人眼对可见光（0.40.76）”的响应很接近，只要人眼可感受的光,都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡(小电珠)光线或自然光线作控制光源,使设计大为简化。出于制作难易考虑，本实验选用光敏电阻做光度计来测量LED的发光强度。3.3显示模块的使用出于熟练度以及所拥有的例程的实际情况，决定使用诺基亚5110的显示屏幕。由于例程中不包含动态数字的显示，故添加如下子函数以完成此 功能：/*LCD_write_shu:显示6 (宽)*8 (高)点阵列数字字母符号等半 角类输入参数：c：显示的字符；6*8*/v

9、oid LCD_write_shu(int row,int page,int c) /row:列 page:页 c:字符int i;LCD_set_XY(row*6,page);/ 歹！J,页 row*8for(i=0;i6;i+)LCD_write_byte(font6x8ci,1);(其中 c 为变量)3.1 系统的软件流程软件分为5个部分：PW峨输出，AD转换检测电压，按键控制PWM 5 5110的显示，功率的计算3.2 核心程序的介绍#include #include nokia_5110.h#include BoardConfig.h#include Key.h#include De

10、lay.htypedef unsigned int uint;typedef unsigned char uchar;#define Num_of_Results 32static uint resultsNum_of_Results;/保存ADC 转换结果的数组void Trans_val(uint Hex_Val);int zhaodu=0,gonglv=0;uint i = 0,j = 0,dir = 0;uint flag = 0,speed = 0;/*主函数*void main(void)unsigned char Key;/char z;/*下面六行程序关闭所有的 IO 口*/P

11、1DIR = 0XFF;P1OUT = 0XFf;/P3DIR = 0XFF;P3OUT = 0XFF;P4DIR = 0XFF;P4OUT = 0XFF;P5DIR = 0XFF;P5OUT = 0XFF;P6DIR = 0XFF;P6OUT = 0X00;/关闭看门狗/打开 XT2 高频晶WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/* 选择系统主时钟为 8MHz*/BCSCTL1 &= XT2OFF;体振荡器/do/ IFG1 &= OFIFG;/清除晶振失败标志/for (z = 0xFF; z 0; z-);/等待 8MHz 晶体起振/晶振失效标志仍然存/ /while (IF

12、G1 & OFIFG);在？/MCLK 和 SMCLK/BCSCTL2 |= SELM_2 + SELS;选择高频晶振/P6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2;/关闭电平转换/P5OUT &= BIT7;P2DIR0xff;/*pwmP1DIR = 0xff;出/ P2 端口设置为输P1OUT = 0xff;/ 关闭其他 LEDP1SEL 尸 BIT6 + BIT7;/ P2.3 和 P2.4 连接内部模块,使用的是第二功能作为TimerA 的比较输出。CCR0 = 200;/CCTL1 = OUTMOD_7;/ CCR1reset/set/ CCR1 PWMduty cycl

13、eCCTL2 = OUTMOD_7;reset/setCCR2 = flag;cycleTACTL = TASSEL_1 + ID_2 + MC_1;mode/ CCR2/ CCR2 PWM duty/ ACLK/8, upP6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2;*adcP5DIR|=BIT5;P5OUT&=BIT5;P6DIR|=BIT6;P6OUT&=BIT6;示P6DIR|=BIT5;P6OUT&=BIT5;示/关闭电平转换/关闭数码管显示/半闭数码管显/半闭数码管显Key_INIT();LCD_init();LCD_clear();P6SEL |= 0x01;/初始化液

14、晶/ 使能 ADC 通道ADC12CTL0 = ADC12ON+SHT0_15+MSC;/ 打开ADC ，设置采样时间/CCR1 = flag;ADC12CTL1 = SHP+CONSEQ_2;/ 使用采样定时器ADC12IE = 0x01;/ 使能 ADC 中断ADC12CTL0 |= ENC;/ 使能转换ADC12CTL0 |= ADC12SC;/ 开始转换while(1)_EINT();/p3.2-p3.4 为调整pwm 波的板载按键，占空比分别加 2、 4、 6Key=Key_Scan();if(Key!=0)switch(Key)case 1:flag=flag+2;break;ca

15、se 2:flag=flag+4;break;case 3:flag=flag+6;break;default : break;else delay_ms(10);if(flag=200)flag=0;CCR2 = flag;/ CCR2 PWM dutycycle/*函数名称： ADC12ISR功能：ADC 中断服务函数，在这里用多次平均的计算 P6.0 口的模拟电压数值参数：无返回值 ：无*/#pragma vector=ADC_VECTOR_interrupt void ADC12ISR (void)static uint index = 0;resultsindex+ = ADC12M

16、EM0;if(index = Num_of_Results)uchar i;unsigned long sum = 0;index = 0;for(i = 0; i = 5;/ Move results/ 除以 32Trans_val(sum);/*函数名称： Trans_val功 能：将 16进制 ADC 转换数据变换成三位10进制真实的模拟电压数据，并在液晶上显示参 数：Hex_Val-16进制数据n-变换时的分母等于2 的 n 次方返回值 ：无*/void Trans_val(uint Hex_Val)int row=0,page=0;unsigned long caltmp;uint

17、Curr_Volt;uchar t1,i;uchar ptr4;/caltmp = Hex_Valcaltmp = Hex_Val;caltmp = (caltmp 5) + Hex_Val;caltmp = (caltmp 3) + (caltmp 12;caltmp / 2Anptr0 = Curr_Volt / 100;t1 = Curr_Volt - (ptr0 * 100);ptr1 = t1 / 10;ptr2 = t1 - (ptr1 * 10);/ptr3 = 0;位对应符号./在液晶上显示变换后的结果for(i = 0;i Dec 变换/shuzi表中第10使按键每次按下变6 实验心得按键的电路逻辑不清晰， 在编程时由于初次使用