基于AVR的LED照明燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

[導(dǎo)讀] LED照明已經(jīng)進(jìn)入了家庭用戶，與傳統(tǒng)的照明設(shè)備（如白熾燈、熒光燈）相比，具有光源單色純度高、色彩多樣、效率高、光強(qiáng)度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。針對傳統(tǒng)照明亮度不易調(diào)節(jié)、開關(guān)位置固定的問題，本文基于AVR單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種LED遙控照明系統(tǒng)，提出了LED照明燈的驅(qū)動與亮度調(diào)節(jié)的方法。 關(guān)鍵詞：照明系統(tǒng)AVRLED

引言

LED照明已經(jīng)進(jìn)入了家庭用戶，與傳統(tǒng)的照明設(shè)備（如白熾燈、熒光燈）相比，具有光源單色純度高、色彩多樣、效率高、光強(qiáng)度可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。針對傳統(tǒng)照明亮度不易調(diào)節(jié)、開關(guān)位置固定的問題，本文基于AVR單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種LED遙控照明系統(tǒng)，提出了LED照明燈的驅(qū)動與亮度調(diào)節(jié)的方法。

1 LED照明燈控制系統(tǒng)原理

系統(tǒng)原理圖如圖1所示。當(dāng)紅外接收器接收到紅外遙控信號時(shí)，通過外部中斷將AVR單片機(jī)從休眠模式中喚醒；AVR單片機(jī)開始解析紅外信號，如果與系統(tǒng)地址匹配，則將根據(jù)解析到的命令改變LED恒流源驅(qū)動的輸入，從而改變LED燈的狀態(tài)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2．1 控制器

控制器采用AVR單片機(jī)ATmega8。ATmega8是Atmel公司在2002年推出的一款AVR單片機(jī)，采用小引腳封裝。ATmega8內(nèi)部集成 8 KB的可編程F1ash、512字節(jié)EEPROM和1KB內(nèi)部SRAM；3個(gè)PWM通道，可實(shí)現(xiàn)任意小于16位、相位和頻率可調(diào)的PWM脈寬調(diào)制輸出；1 個(gè)可編程的串行USART接口，支持同步、異步以及多機(jī)通信自動地址識別；5種省電模式。本系統(tǒng)中，控制器ATmega8的主要作用為：解析紅外信號，對 LED驅(qū)動器進(jìn)行控制。

2．2 紅外接收模塊

紅外接收模塊主要器件采用IRM- 2368V，常用于家庭DVD、電視、空調(diào)等家電的遙控中。IRM-2368V具有以下特點(diǎn)：工作電壓為2．4～6 V；靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)；能直接將遙控信號從載波中提取出來，輸出匹配TTL、CMOS電平，可與單片機(jī)直接接口；遙控距離可達(dá)12m。圖2為紅外接收模塊原理圖。其中PD2復(fù)用為ATmega8的外部中斷INTO，電源部分使用系統(tǒng)的5 V供電。

2．3 LED驅(qū)動模塊

LED驅(qū)動模塊采用HV9910集成芯片。它具有如下特點(diǎn)：高能效超過90％；8～450 V的寬電壓輸入；輸出電流從幾mA到1A可調(diào)；能驅(qū)動多達(dá)百個(gè)LED燈；PWM調(diào)節(jié)電流。圖3是LED恒流源驅(qū)動原理圖，該驅(qū)動電路為典型buck- boost轉(zhuǎn)化器設(shè)計(jì)。驅(qū)動器中輸入電源電壓Vin=12V，驅(qū)動3～6個(gè)3 50mA高亮度LED燈。

HV9910工作時(shí)，內(nèi)部振蕩頻率fosc由引腳Rosc上的電阻決定。本設(shè)計(jì)中Rosc取470 kΩ，將MOSFET管Q1的gate端開關(guān)頻率設(shè)定為50kHz。R osc與fosc滿足以下關(guān)系式（Rosc的單位是kΩ）：

每個(gè)LED燈工作時(shí)壓降約為3 V，當(dāng)有3只LED燈串聯(lián)在輸出端時(shí)，驅(qū)動器輸出電壓Vled=91 V?？傻肔ED滿電流工作時(shí)Q1管的控制信號占空比D為：

Q1的導(dǎo)通時(shí)間Ton=D／fosc=8．6μs，輸出電流Iled=350 mA，諧波電流抑制在30％以內(nèi)，則可由下式得出電感L1的值：

本方案中L1實(shí)際使用1 mH。

R1上的反饋電壓與HV9910內(nèi)部比較電壓250 mV相比較，若反饋電壓大于250 mV，則關(guān)斷Q1。由諧波電流關(guān)系式可求出R1：

12下一頁全文 本文導(dǎo)航第 1 頁：基于AVR的LED照明燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)第 2 頁：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)