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文档简介
随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合能够看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰硕的灯光色彩,低廉的造价和操纵简单等特点而取得了普遍的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的LED彩灯操纵器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、功能单一,如此一旦制作成品只能依照固定的模式闪亮,不能依照不同场合、不同时刻段的需要来调剂亮灯时刻、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯操纵器结构往往有芯片过量、电路复杂、功率损耗大等缺点。另外从功能成效上看,亮灯模式少而且样式单调,缺乏用户可操作性,阻碍亮灯成效。因此有必要对现有的彩灯操纵器进行改良。基于单片机的大功率LED灯驱动led灯用于照明是本世纪的新课题,其节能、平安、长寿命的综合优势将引发下一轮照明产业的革命。可是,大功率发光二极管是低电压单向导电器件,正常工作时的正向压降3---4伏。要用于一样照明必需解决电源变换的问题。用原始电源给发光二极管供电有4种情形:一、低电压驱动发光二极管。二、过渡电压驱动发光二极管。3、高电压驱动发光二极管。4、市电驱动发光二极管。不同的情形在电源变换器的技术实现上有不同的方案。关键词智能化;单片机;大功率;LCD操纵驱动器;目录摘要 错误!未定义书签。关键词 错误!未定义书签。目录 错误!未定义书签。引言 错误!未定义书签。选题背景 错误!未定义书签。研究现状及进展趋势 错误!未定义书签。大功率LED灯驱动电源的技术方案和功能模块简介 错误!未定义书签。低电压驱动发光二极管 错误!未定义书签。过渡电压驱动发光二极管 错误!未定义书签。高电压驱动发光二极管 错误!未定义书签。市电驱动发光二极管 错误!未定义书签。基于AT89C51单片机的彩灯操纵方案 错误!未定义书签。大功率白光LED驱动解决方案 错误!未定义书签。概述 错误!未定义书签。LED驱动简介 错误!未定义书签。CAT4201特点简介 错误!未定义书签。硬件设计 错误!未定义书签。软件设计 错误!未定义书签。大功率LED灯驱动操纵器及其电路 错误!未定义书签。终止语 错误!未定义书签。致谢 错误!未定义书签。单片机自20世纪70年代问世以来,以极为高的性价比受到人们的重视和关注,因此应用很广,进展专门快。单片机的优势是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价钱低廉,靠得住性高,灵活性好,开发较为容易。广大工程技术人员通过学习有关单片机的知识后,也能依托自己的力量来开发所希望的单片机系统,并可取得较高的经济效益。正因为如此,在我国,单片机已被普遍地应用在工业自动化操纵、自动检测、智能仪表、家用电器等方方面面。在现代工业操纵和一些智能化仪器仪表中。愈来愈多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。汉字显示方式是先依照所需要的汉字提取汉字点阵(如16x16点阵),将点阵文件存入ROM,形成新的汉字编码;而在利历时那么需要先依照新的汉字编码组成语句,再由MCU依照新编码提取相应的点阵进行汉字显示。选题背景LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光率高、利用寿命长、组态灵活、色彩丰硕和对室内外环境适应能力强等优势,自20世纪80年代后期开始,随着LED制造技术的不断完善,在国外取得了普遍的应用。在我国改革开放以后,专门是进入90年代国民经济高速增加,对公众场合发布信息的需求日趋强烈,LED显示屏的显现正好适应了这一市场形势,因此在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都取得了迅速的提高。研究现状及进展趋势LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏,到图象显示屏,一直到今天的全彩色视频显示屏的进展进程。不管在期间的性能(提高亮度LED显示器及蓝色发光灯等)和系统的组成(运算机化的全动态显示系统)等方面都取得了长足的进步。目前已经达到的超高亮度全彩色视频显示的水平,能够说能够知足各类应用条件的要求。其应用领域已经遍及交通、证券、电信、广告、宣传等方方面面。我国LED显示屏的进展能够说大体上与世界水平同步,至今已经形成了一个具有相当进展潜力的产业。应该指出的是,我国LED产业不但在应用技术上取得了庞大的成功,而且在创新能力上有超卓的表现,例如北京中庆数据设备公司研制的ZQL9701超大规模芯片,就代表了当前LED显示屏操纵电路的国际水平。与国内LED显示屏产业的迅速进展相较,由于LED显示屏是多种综合应用的产品,涉及光电子学、半导体器件、数字电子电路、大规模集成电路、单片机及微机等各个方路及方式还要花较大篇幅进行介绍,容易冲淡主题。反过来采纳集成电路和单片机等简单普及的刻与LED显述硬件又有软件。大功率LED灯驱动电源的技术方案和功能模块简介低电压驱动发光二极管低电压驱动确实是指用低于发光二极管正向导通压降的电压驱动发光二极管,如一节一般干电池或一节镍铬/镍氢电池,其供电电压在之间。低电压驱动发光二极管需要把电压升高到足以使发光二极管导通的电压值。关于发光二极管如此的低功耗照明器件这是一种常见的利用情形,如发光二极管手电,发光二极管应急灯,节能台灯等。低电压驱动发光二极管主若是解决升压的问题,由于受电池容量的限制,一样功率不大,但要求有最低的本钱和比较高的变换效率,考虑有可能配合一节5号电池工作,还要求有最小的体积。其最正确技术方案是泵式升压变换器。LED-1W1P是一种采纳泵式升压方案的脉冲输出LED驱动模块,具有最简练的电路结构,最低的生产本钱,最小的体积,最高的变换效率,外加一个10K的电位器就能够够方便的0-100%持续脉宽调光。正常工作电压,起动电压伏,完全熄灭电压低于伏。最大输出功率1瓦。能够用来驱动一个350mA的1瓦大功率发光管或并联驱动18个20mA的小功率发光管。本模块非周密操纵器件,电池电压降低输出功率会减小。模块有5个引出脚,电源正极,电源负极,输出脚,还有两个调光操纵脚,发光二极管正极接输出脚,负极接电源负极,操纵极之间接一个10K电位器用于调光。若是不需要调光,把两个操纵脚直接相连即可。模块为圆形结构。体积为:①*13mm。本类型模块不得空载通电,不然可能损坏。LED-3W6D是一种泵式升压直流输出的LED驱动模块,输入电压6V,最大输出电压12V,输出功率4瓦,输出电流350mA,能够驱动1—3个1瓦的大功率发光二极管。模块有5个引脚,电源正,电源负,输出正,输出负,操纵脚。模块体积30*18*16mm。该模块功能较强,输出带限流限压功能,输入有低电压截止功能,以爱惜蓄电池可不能过放电。操纵端能够同意外部的光控、遥控信号实现受控开关机。过渡电压驱动发光二极管过渡电压驱动是指给发光二极管供电的电源电压值在发光二极管管压降周围变更,那个电压有时可能略高于发光二极管管压降,有时可能略低于发光二极管管压降。如一节锂电池或两节串联的铅酸电池,满电时电压在4伏以上,电快用完时电压在3伏以下。典型应用如发光二极管矿灯,发光二极管应急灯。过渡电压驱动发光二极管的电源变换电路既要解决升压问题,还要解决降压问题,为了配合一节锂电池工作,也需要有尽可能小的体积和尽可能低的本钱。一样情形下功率也不大,其最高性价比的电路结构是反极性泵式变换器。LED-1W3P是一种脉冲输出型泵式反极型变换模块。电路结构简练,生产本钱低,体积小,输出效率低于上述升压型变换器,外加一个10K的电位器能够方便的0-100%持续脉宽调光。正常工作电压,最大输出功率1瓦。起动电压伏,完全熄灭电压低于伏。能够用来驱动一个350mA的1瓦大功率发光管或并联驱动18个20mA的小功率发光管。电源电压降低输出功率减小。模块有5个引出脚,电源正极,电源负极,输出,两个调光操纵脚,发光二极管正极接输出脚,负极接电源正极,操纵脚之间接10K电位器调光。若是不需要调光,把两个操纵脚直接相连即可。模块为圆形结构。体积为:①*13mm。若是外加一个电解电容,电容正极接输出端,负极接电源正极,发光二极管正极接输出端,负极接电源负极,两个操纵脚需直接相连,即成为一个直流升压电路,模块的最大输出功率将增加到3瓦,能驱动一个3瓦的大功率发光管或并联驱动三个1瓦的大功率发光管,但不能调光。本类型模块也不得空载通电,不然可能损坏。高电压驱动发光二极管高电压驱动是指给发光二极管供电的电源电压值始终高于发光二极管管压降。如6伏、12伏、24伏蓄电池。典型应用如太阳能草坪灯,太阳能庭院灯,机动车的灯光系统等。高电压驱动发光二极管要解决降压问题,由于高电压驱动一样是由一般蓄电池供电,不必然要求体积很小,可能会用到比较大的功率,也应该有尽可能低的本钱。变换器的最正确电路结构是串联开关降压电路。LED-3W12是一种串联开关降压直流稳压输出LED驱动模块,配合12伏蓄电池工作,电路比较简练,,生产本钱低,变换效率高,正常工作电压10----15V,最大输出功率3瓦,能够用来驱动一个750mA的3瓦大功率发光管或并联驱动3个1瓦大功率发光管。模块有3个引出脚,电源正极,电源负极,输出,发光二极管正极接电源正极,负极接输出端。体积为:26*18*16mm。市电驱动发光二极管这是一种对发光二极管照明应用最有阻碍的供电方式,是半导体照明普及应用必需要解决好的问题。用市电驱动发光二极管要解决降压和整流问题,还要有比较高的变换效率,有较小的体积和较低的本钱,还应该解决平安隔离问题,考虑对电网的阻碍,还要解决好电磁干扰和功率因素问题。对中小功率的发光二极管灯,其最正确电路结构是隔离式单端反激变换器。关于大功率的应用,应该利用桥式变换电路。下面介绍3种用于市电的小功率LED灯驱动模块。LED-H2W4V系列电源变换模块该模块是专门为了解决LED灯的市电驱动问题设计的产品,模块利用单端反激式变换电路,宽程输入,能够活着界各地的交流市电电网上利用。输入电压220伏时最大输出功率2瓦,输入电压降低,最大输出功率也按比例降低,输入电压为110伏时最大输出功率只有1瓦。输入端和输出端全隔离,触摸输出端可不能有触电危险。模块封灌制做,能够在大湿度,高粉尘,强震动等恶劣环境下利用。模块内部有电磁辐射抑制电路,高频干扰小。内部有短路爱惜功能,输出端短路模块可不能损坏。为了使电路结构简练,体积小,本钱低,模块没有利用精度高的隔离反馈式稳压操纵电路,而是利用的间接检测式稳压操纵电路,因此,负载加重时输出电压会下降,但输入电压的大幅度转变对输出电压没有阻碍。技术指标交流输入电压AC90----253V空载输出电压DC空载;空载输出功率 2W(220V); 1W(110V)变换效率 70%功率因数 90%利用环境温度20----50利用环境湿度>95%外形尺寸 E27灯头封装利用方式模块有2输出引脚接负载。能够驱动一个1瓦的发光管或驱动18个小功率发光管。LED-H4W系列电源变换模块该模块利用单端反激式变换电路,宽程输入,能够活着界各地的交流市电电网上利用。输入电压220伏时最大输出功率4瓦,输入电压降低,最大输出功率也按比例降低,输入电压为110伏时最大输出功率只有2瓦。输入端和输出端全隔离,触摸输出端可不能有触电危险。模块封灌制做,能够在大湿度,高粉尘,强震动等恶劣环境下利用。模块内部有电磁辐射抑制电路,高频干扰小。内部有短路爱惜功能,输出端短路模块可不能损坏。为了使电路结构简练,体积小,本钱低,模块没有利用精度高的隔离反馈式稳压操纵电路,而是利用的间接检测式稳压操纵电路,因此,负载加重时输出电压会下降,但输入电压的大幅度转变对输出电压没有阻碍。技术指标交流输入电压 AC90----253V
空载输出电压DC空载;空载输出功率 4W(220V);2W(110V)短路电流 <1A变换效率 70%功率因数 90%利用环境温度-20----50利用环境湿度>95%外形尺寸 32mm利用方式模块有4个引脚,两个输入引脚,接交流市电,输出引脚接负载。能够驱动一个3瓦的发光管或最多并联驱动3个1W的发光管,利历时要依照情形在每一个发光管上串联一个一3欧姆的电阻限流,若是用于驱动一般20mA的小功率发光二极管,最多能够并联驱动50个。本模块还能够应用户要求制作成高电压输出型,以串联驱动多个发光管。LED-H12W12V系列电源变换模块该模块利用单端反激式变换电路,宽程输入,能够活着界各地的交流市电电网上利用。输入电压220伏时最大输出功率12瓦,输入电压降低,最大输出功率也按比例降低,输入电压为110伏时最大输出功率只有6瓦。输入端和输出端全隔离,触摸输出端可不能有触电危险。模块封灌制做,能够在大湿度,高粉尘,强震动等恶劣环境下利用。模块内部有电磁辐射抑制电路,高频干扰小。内部有短路爱惜功能,输出端短路模块可不能损坏。模块式周密稳压器件,输入电压的转变和输出负载的转变都能维持稳固的输出电压。技术指标交流输入电压AC90----253V空载输出电压DC12V输出功率12W(220V);6W(110V)短路电流<2A短路电流<2A变换效率 75%功率因数 90%利用环境温度 20----50利用环境湿度>95%外形尺寸 50x38x25mm利用方式模块有4个引脚,两个输入引脚,接交流市电,输出引脚接负载。本模块还能够应用户要求制作成高电压输出型,以串联驱动多个发光管。基于AT89C51单片机的彩灯操纵方案本方案以AT89C51单片机作为主控核心,与键盘、显示、驱动等模块组成核心主操纵模块。在主控模块上设有8个按键和5位七段码LED显示器,依照用户需要能够编写假设干种亮灯模式,利用其内部按时器T0实现一个大体单位时刻为5ms的按时中断,依照各类亮灯时刻的不同需要,在不同时刻输出灯亮或灯灭的操纵信号,然后驱动各类颜色的灯亮或灭。该新型LED彩灯及其操纵器是上海某公司委托开发产品,产品实际应用成效较好,亮灯模式多,用户能够依照不同场合和时刻来调剂亮灯频率和亮灯时刻。与一般LED彩灯相较,具有体积小、价钱低、低能耗等优势。系统功能新型LED彩灯分为2部份,即彩灯操纵器(主控模块)和管内LED板模块(受控模块)。彩灯操纵器可直接与220V交流市电相连接,通过开关电源变换,输出直流工作电压,一方面为管内LED模块提供12V工作电源,另一方面为主控模块单片机系统(彩灯操纵器)提供5VX作电源。整个系统工作由软件程序操纵运行,依照需要,用户能够在LED彩灯工作时通过主控模块上的按键来设定亮灯时刻和灯光闪动频率。上电后系统通过初始化,查询是不是有功能切换键按下:有,那么进入用户设定模式状态;无,那么进入默许缺省工作状态。在用户设定模式状态下,用户能够依照个人爱好及不同场合的需要来指定挪用哪些模式,而且能够改变每种模式的时刻Ti、频率Fi参数,若是用户想进入缺省状态模式,只需按一下功能切换键即可跳入缺省模式,程序会自动顺序挪用亮灯模式;在缺省工作状态下,LED彩灯操纵器依照程序设定好的假设干亮灯花腔模式程序Model_i顺序挪用往下走,从第Model_1模式开始工作,自Model_1到Model_2……到Model_n为一个亮灯周期,然后再回到Model_1循环继续工作,一样若是想进入用户设定模式状态,只需按下功能切换键即可。整个n种亮灯模式时刻能够看做一个大周期T,其中的每一种花腔工作模式Model_i(i=1,2,…,n)时刻为小周期Ti,关于每一个模式编写一个独立工作子程序Model_i,其中设定了LED三色灯(红、绿、蓝)的点亮时刻(RED_on,GREEN_on,BLUE_on)和熄灭时刻(RED_off,GREEN_off,BLUE_off),和模式工作时刻Ti和该模式LED闪烁频率Fio5位七段码显示器的前2位(L1,L2)显示当前工作模式的序号Model_i;后3位(L3,L4,L5)七段码显示三色LED的工作状态,假设该颜色灯点亮那么对应七段码显示位为“1”,反之熄灭时那么显示位为“灭”即不显示,对系统工作状态起到了专门好的实时监控作用。因此在LED彩灯上电工作后,用户能够方便地通过主控模块上的显示器明白LED彩灯当前工作模式Model_i,工作时刻Ti,频率Fi等实时参数。假设实际应用需要依照不同场合和时刻来改变彩灯闪亮成效,用户能够通过主控模块上的按键来设定LED不同的闪烁频率Fi和亮灯时刻Ti,以便符合实际需要。另外若是用户对某一种模式感爱好需要认真观看该种亮灯模式,能够通过键盘选定任意第Model_i模式使系统循环重复工作在该花腔模式下。硬件设计新型LED彩灯系统包括2大部份,即LED彩灯操纵器(89C51主控模块)和LED彩灯管(管内LED板模块)。前者是主控模块,具有按键、显示等功能,并利用B9C51的P口输
:i'TTI1_r. —. rs11 11!f:i'TTI1_r. —. rs11 11!f— ——TTi T丁1]1B—吒iF气号—-*rr«»?rh-A71.9C!5i□;二弋V!口Lpwmiin#rw在定度壮a£e定^ipnilDimrS■尸iQvlsv*、主控模块电路设计主控模块电路如图1所示。主控模块要紧设计器件有89C51,5个七段码LED显示器,8个按键,2个稳压器(提供12V,5V电压),1个信号输出驱动模块芯片(MC4049)等。通过软件设计,使单片机P0口作为三色LED驱动信号输出口及移位时钟CLOCK信号,P3口为按键输入口,P2口、P1口与5位七段码LED相接作为显示器的输出口。二、管内LED板模块设计管内LED板模块电路见图2。管内LED板模块设计要紧器件有LED彩灯(红、绿、蓝)、移位触发模块芯片CD4076等。依如实际应用彩灯长度需要,可将不同数量的该管内LED模块实现级连,组成一个完整的LED彩灯。考虑到功率损耗,LED板模块之间接口处用信号正向驱动模块芯片MC4049连接。每一个LED板模块上均匀散布3种颜色LED灯,在实际制作PCB时采纳红、绿、蓝3色互隔焊接方式,在电路板上把LED发光管按顺序L1(红)、L2(绿)、L3(蓝)、L4(红)、L5(绿)、L6(蓝)……依次均匀焊在板上成一条直线。为了取得更多的花腔模式成效,能够使红绿2种灯之前去后驱动点亮闪烁,蓝灯从后往前驱动点亮闪烁,如此具有专门好的动感视觉成效。
|■京宙姓•L|■京宙姓•L11?.^¥由土1^址日*4鼻阵软件设计新型LED彩灯操纵器最大特点在于所有亮灯模式均由软件操纵完成。系统中软件能够分为主程序和中断效劳子程序。上电后在缺省状态以顺序挪用Model_i花腔亮灯模式流程为主程序,以一个单位时刻5ms的T0按时为中断效劳子程序。在那个5ms的T0按时基础上,能够依照需要来确信各类模式工作时刻Ti,和确信在各类亮灯模式Model_i内点亮和熄灭各类颜色LED灯的时刻:Red_on,Red_off,Green_on,Green_off,Blue_on,blue_off和Clock(移位翻转脉冲)等。整个系统软件由主程序(Main)、各个模式子程序(Model_i)、5ms中断效劳子程序(T0Interrupt)、键盘扫描处置子程序(KeyBoard)、显示子程序(Display)等程序组成。利用T0按时器作为按时大体单位,依照模式需要计算好各操纵信号的发生时刻,依照不同的模式Model_i能够设定不同的工作时刻Ti和脉冲翻转频率Fi通过P0口输出,使各色LED灯的驱动时刻与移位触发的翻转时刻步伐一致,使LED彩灯依照设计的模式工作。除T0按时中断之外,程序的大部份时刻是在处置按键的查询和LED显示的延时。8个按键别离为:4个参数按键(Fi增、减按键,Ti增、减按键),3个模式改变按键(模式上翻UP、模式下翻DOWN、模式维持KEEP),1个功能切换按键。在每次的T0按时中断效劳子程序里,需要对各个时刻寄放器和模式寄放器进行加1或清,为主程序查询作预备,同时查询是不是已中断6次(30ms),假设30ms到了,那么对参数按键查询一次,是不是有时刻Ti频率Fi增减键按下并进行相应子程序处置。主程序除挪用各类子模式子程序(Model_i),挪用LED显示子程序(Display)和延时子程序(Delay)之外,还一直维持查询是不是有功能切键按下和是不是有模式改变按键按下,一旦有功能切换键和模式改变键按下,就会进入相应的按键处置。主程序流程如图3所示。亮灯模式子程序Model_i能够编写假设干(n种),只要操纵好各色灯触发和熄灭时刻就能够够组合成各类亮灯成效。Model_i程序流程如图4所示。图;的认:1.「锲我讥生应非困下面以第一种模式工作为例。大功率白光LED驱动解决方案概述本章第一介绍了LED的驱动特点,然后以CATALYST公司的降压恒流芯片CAT4201为主芯片实现恒流最大可驱动7W白光LED,同时通过MSP430F2021单片机操纵CAT4201进行分级调光和无级调光。LED驱动简介众所周知,LED是通过电流驱动的器件,其亮度与正向电流呈比例关系,大功率LED通常有恒压、恒流两种驱动方式,下面简要介绍一下两种驱动的特点。恒压驱动方式一样参照白光LED的V-I曲线,确信达到预期正向工作电流时所需对LED施加的电压。该方式采纳一个电压源和一个限流电阻实现,电路如图1所示。Vblinge■Saurct/日Register<和 •.:R&XOpsrailngCnrr&rtt&ForwardVoltagetF(mA)图2正向电流与电压曲线恒压驱动的不足的地方是驱动LED正向电流稳固性不行。LED本身阻抗随温度有较大的转变,加上元器件参数的分散性,会阻碍LED的正向电压,而正向电压的微小转变都会引发LED电流比较大的转变。本文以台湾亿光LED为例,如图2所示,当正向电压VF为时,LED的电流为300mA;电压变成电流那么降低到160mA,因此由于温度或元器件精度转变引发的电压转变都将会阻碍LED的发光强度,致使发光效率不高;另外,长时刻的电流转变也将缩短LED的利用寿命。该方案的唯一优势是本钱低,适合于对性能要求低的解决方案。第二种恒流驱动方式是首选的LED驱动方式。固然实现恒流的方式很多,例如按电压分有升压、降压和起落压模式;用恒流电源来驱动LED,通过检测流过采样电阻的电流实现恒流等方式。假设由于某种缘故,如工作温度、LED内阻改变时使加在LED两头电压发生转变,而引发电流的转变,现在能够通过采样电阻的反馈操纵恒流源调整输出电流,达到恒流的目的。因此,恒流方式排除因正向电压转变引发的电流转变,可产生稳固的LED亮度。其电路原理如图3所示,采纳电感降压恒流。图3中电源电压和电流检测电阻决定7LED电流。在驱动多个LED时,只需把LED串联即可实现恒定电流。图3流驱动LEDCAT4201特点简介入选为EDN杂志2007年度“功率半导体和IC”类热点产品的CAT4201是高效率的降压恒流转换器,采纳了新型开关操纵算法专利,效率可达94%,单颗芯片最大驱动功率可达7W。它具有高效率和精准的LED电流操纵,对LED驱动电流高达350mA,电源电压可同时与12V、
24V系统兼容。原理:通过对流入、可端的电流与外部电阻RSET设定电流的彼此关系,调整内部开关频率,使其精准工作在类似CCM(ContinuousConductionMode持续导通模式)和DCM(DiscontinuousConductionMode不持续导通模式)模式下,操纵端SW的电压实现LED两头的恒流。这种新型架构有效地降低了系统复杂度,提高了效率,系统框图如图4所示。图4CAT4201系统框图在24V供电时,只需一颗外部电阻RSET操纵调剂高达350mA的电流;内部高达1MHz的开关频率,使电感选取十分方便;与其他芯片相较,减少了外部精度要求高、不易采购的采样电阻。新型开关操纵算法极大地降低了CAT4201的内部功耗,使得它能够被封装在5引脚TSOT23封装内,且无需专用的散热片,简化了系统的复杂性。硬件设计1、电源部份设计本方案采纳DC24V/1A恒压输入,分两路,一路直接供给CAT4201驱动芯片降压驱动LED串,另一路通过SP2950降压到供单片机工作,因考虑到单片机功耗较小,要紧完成驱动按键和PWM调光,因此直接将24V电压降到,减少元件本钱。如单片机对外驱动功率较大时,那么须考虑采纳分两级降压,第一级先从24V降到12V或9V;第二级再由12V或9V降到供单片机工作。二、按键部份设计按键部份考虑到只有2个按键,采纳I/O中断方式。结合MSP430的优势,当按键按下时,I/O下降沿触发中断后,修改相应寄放器为上升沿触发,检测按键释放时做相应处置。3、CAT4201驱动部份设计CAT4201驱动部份是本方案设计的重点,要紧考虑输出电流和PWM调光的要求。通过调剂电位器VR1设定RSET管脚的电阻操纵输出电流。本DEMO当选取的1WLED正向电压为〜,串联后LED串总压降最大为,符合CAT4201数据手册中正向电压不高于20V的要求。为增强电路的平安性,特在CAT4201芯片前端加一个1/2瓦1欧姆的电阻。设计中也要考虑续流二极管D3和电感L1的选择,对续流二极管D3而言,因CAT4201工作在类似CCM或DCM模式,因此选择肖特基二极管,而且要求通过峰值电流大于电感的峰值电流、持续电流大于LED的持续电流、耐压值高于电源电压的瞬态峰值;关于电感L1的选择,为设定比较合理的工作频率,350mALED推荐为22uH,但考虑到DEMO的输出电流能够在350mA〜100mA,乃至更低的输出电流,设计当选择33uH的电感;同时电感的额定电流至少要大于两倍的LED最大电流,如LEDX作在350mA时,电感额定电流必需大于,另外注意电感的工作频率和直流电阻。④LED部份设计LED部份由6个LED灯和拨码开关组成。为避免全数LED被短路,造成驱动输出端短路,1个LED是常接入输出端,其他5个LED能够被拨码开关短路掉。软件设计本DEMO利用7MSP430F2021单片机中的资源有看门狗模块、Timer_A模块、P1口。软件设计采纳模块化编程思想,程序的大体流程为上电后进入初始化模块,运行系统时钟、相应的I/O口设置;然后执行系统变量和标志初始化;随后开启相应的中断及总中断,进入任务挪用模块。任务挪用模块要紧依照中断返回的长短按键标志和键值,执行相应按键处置,输出不同的PWM波型。中断模块分这看门狗中断和P1口中断,看门狗中断要紧实现激活,
为判定按键长短做软件的大体时钟;P1口中断中要紧进行判定按键是不是按下或释放,并清除中断标志,若是按键按下,修改I/O口下降沿中断为上升沿中断,同时开启看门狗中断使能,开始软件计时并修改;反之,修改I/O口为下降沿关闭看门狗中断得出键值,并依照软件计时修改长短按键标志。程序流程如图5所示。大功率LED灯驱动操纵器及其电路要紧有三种方式进行调整发光二极管的亮度:1.用PWM信号调整发光二极管的亮度(如图5所示)VDDC17V到3V)LEL此信弓VDDC17V到3V)LEL此信弓CN5612图5用PWM信号调整亮度当PWM信号加到N沟道场效应晶体管M1的栅极上时,流进LED管脚的电流在零和所设计的电流值之间转变,如此流进LED管脚的平均电流就受PWM信号的操纵。LED的平均电流随PWM信号占空比的增加而减小,100%的占空比将完全
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