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基于单片机的彩灯设计

发布时间:2020-07-02 发布时间:
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1.引言

随着人们对房屋的装饰需要彩灯,在许多城市可以看到彩色霓虹灯。LED彩灯由于其丰富的灯光色彩,便宜的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,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彩灯控制器大多数用全硬件电路实现,电路结构复杂、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能效果上看,亮灯模式少而且样式单调,缺乏用户可操作性。

全球气候暖化危机和能源紧缺在进一步推动LED照明的普及,LED照明具有环保、光效高和寿命长的特点,但在完全取代具有墙上型调光器的白炽灯方面,LED照明还存在兼容性差的先天不足。其主要原因在于:

1)现有的调光器都是针对白炽灯设计的,而白炽灯呈现的是纯阻性;LED作为固态半导体照明器件,需要恒定的直流电流驱动,所以LED照明一般都需要驱动器从交流110V/220V转换到所需要的直流电流;

2)调光器种类繁多,而且工作原理各不相同,包括前切型、后切型和智能型等;

3)LED照明器的种类也很多。这样一来,对于不同的LED照明匹配不同类型的调光器;LED的驱动器面临巨大挑战;其中,可靠性和安全性尤为重要。照明属于消费电子产品,直接接触千家万户的消费者,不仅价格要适当,更重要的是要安全可靠;即便是任一元器件失效或调光器与LED不匹配,也不能造成漏电、过热、过流等任何安全故障。

2.硬件设计

单片机控制三组小灯可以按控制单色依次点亮,还可以通过改变输出脉冲不同的占空比来控制输出电压,以控制该色LED的点亮,实现多色光LED渐变发光功能,使三种颜色的灯可以发出多种颜色,单片机控制P1口的某管脚按规定输出高低电平,输出高电平时由ULN2003输出低电平,经ULN2003反向为高电平,使驱动三极管截止,LED不能点亮,每种颜色的三个小灯由单片机芯片P1口的一个
管脚控制,实现它们的顺序点亮及颜色渐变和颜色突变功能。

图1 LED调光原理框图

图2 LED发光元件电路图



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