可控白光LED照明燈報(bào)告講解

1、可r 控 L E D 照八、 明 燈電子設(shè)計(jì)大賽培訓(xùn)一期組長(zhǎng)：畢聰 組員：邵遠(yuǎn)航 喻紅目錄1 作品摘要介紹2 總體設(shè)計(jì)方案2.1 總體設(shè)計(jì)方案介紹2.2 系統(tǒng)控制方案2.3 總體硬件組成框圖3 主要系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 光照部分的制作3.2 光度計(jì)的制作3.3 顯示模塊的使用4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)的軟件流程4.2 核心程序的介紹5 系統(tǒng)調(diào)試5.1 測(cè)試使用的儀器儀表5.2 系統(tǒng)調(diào)試的方法6 實(shí)驗(yàn)心得7 分工合作可控白光 LED 照明燈1. 作品摘要介紹：我們組設(shè)計(jì)的高效可控白光 LED 照明燈及其檢測(cè)裝置， 用 TI 的 TPS61062 芯片驅(qū)動(dòng) 45 只白光 LED 進(jìn)行照明。2.總

2、體方案設(shè)計(jì)：本系統(tǒng)采用單片機(jī) MSP430 為系統(tǒng)控制的核心，此系 統(tǒng)主要包括 TPS 驅(qū)動(dòng)模塊，光度計(jì)的制作模塊等。2.1 總體設(shè)計(jì)方案的介紹：本作品的設(shè)計(jì)思想是通過 TI的TPS61062芯片驅(qū)動(dòng)45只白 光 LED 進(jìn)行照明，并能對(duì)輸出到 LED 上的功率進(jìn)行測(cè)量、顯示和對(duì) 輸出到 LED 上的電流進(jìn)行預(yù)置、控制。用光敏器件制作一個(gè)照度檢 測(cè)儀，它可以將檢測(cè)到的照度顯示。2.2 系統(tǒng)控制方案：用MSP43實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。MSP43C內(nèi)部自帶ADC12轉(zhuǎn)換模塊，ADC12模塊主要有以下特點(diǎn)：AD轉(zhuǎn)換為12位，數(shù)據(jù)的測(cè)量精度高； 采樣速度快； 片內(nèi)參考電壓的產(chǎn)生可以有軟件編程選擇， 也可以由軟

3、 件選擇內(nèi)部參考還是外部參考； 可以選擇轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘源； 具有單 通道單次轉(zhuǎn)換， 單通道多次轉(zhuǎn)換， 序列通道單次轉(zhuǎn)換和序列通道多次 轉(zhuǎn)換 4 種轉(zhuǎn)換模式；具有中斷矢量寄存器； 16 位的轉(zhuǎn)換結(jié)果存儲(chǔ)寄 存器。2. 3總體硬件組成框圖顯示模塊電源模塊MSP430控制模塊檢測(cè)電汗屯流LE1）發(fā)光TPS61062 芯片 驅(qū)動(dòng)模塊3主要系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)為使作品測(cè)量的精確度更高，并且使總體設(shè)計(jì)更具有模塊化，我 們對(duì)系統(tǒng)的硬件做了精心設(shè)計(jì)，模塊具體設(shè)計(jì)如下：3.1光照部分的制作方案一：使用恒流源電路進(jìn)行控制，控制過程中只要控制輸入電 壓即可控制輸出電流（電路如圖），由于題目要求0.1mA步進(jìn)電流， 但輸入

4、電壓要求用單片機(jī)的 DA轉(zhuǎn)換進(jìn)行輸入確切電壓，M430F149 沒有DA轉(zhuǎn)換，所以此方案放棄。的H 其人小町由14和K.涮節(jié)它妁閉環(huán)增就級(jí)低、以得蝦滓度員反述.運(yùn)強(qiáng)化 接戰(zhàn)電皿PR陲谿J亡吧輸和屯庶1* 傳到 Aj的何 IK輔人蠕*枉這恥與林人佶呂電庫相如-俄 端電母村WAR =犁刪尺尺）十已八億十 匕J *囚為*耐=込二挖=憂，呦r（v =（ v3bi + U”亂因而的榆出電用為vFs：亠比./Afjr ZHG-Ux + Tq ffj Y A,作同殆輸人 彼大歸.其輸人阻抗很閒輸入偏TK電說可忽略+ 流R,.的電流基店上就是輸岀電謊 g = Vk ./V 二U/尺葉山此可見M丸的擁性取蟲于俯

5、專電壓它是用尸測(cè)卷晶休菅的3肛和1忻再的反向右疔血方案二：利用TPS61060芯片驅(qū)動(dòng)4-5只LED照明，采用5V單電源供電。下面我們介紹TPS61062芯片8-Pin 3x3-mm QFN Package Top ViewTPS61062與LED的鏈接如下:VIN3 V to 6 VC11 uFVINSWENOUTILEDFBGNDPGIND:二在實(shí)際使用過程中，如圖所示的VIN引腳應(yīng)直接接IO 口，用IO 口輸出的PWM波進(jìn)行亮度控制。3. 2光度計(jì)的制作：方案一：使用硅光電池做光度計(jì)。晶體硅光電池有單晶硅與多晶 硅兩大類，用P型（或n型）硅襯底，通過磷（或硼）擴(kuò)散形成 Pn 結(jié)而制作成的

6、，生產(chǎn)技術(shù)成熟，是光伏市場(chǎng)上的主導(dǎo)產(chǎn)品。采用埋層 電極、表面鈍化、強(qiáng)化陷 光、密柵工藝、優(yōu)化背電極及接觸電極等 技術(shù)，提高材料中的載流子收集效率，優(yōu)化抗反射膜、凹凸表面、高 反射背電極等方式，光電轉(zhuǎn)換效率有較大提高。單晶硅光電池面積有 限，目前比較大的為 10至20cm的圓片，年產(chǎn)能力46MW/a。目 前主要課題是繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)業(yè)規(guī)模， 開發(fā)帶狀硅光電池技術(shù)，提高材料 利用率。國際公認(rèn)最高效率在 AM1.5條件下為24 %，空間用高質(zhì)量 的效率在AM0條件約為13.518 %，地面用大量生產(chǎn)的在 AM1條件 下多在1118%之間。以定向凝固法生長(zhǎng)的鑄造多晶硅錠代替單晶硅 ，可降低成本，但效率較低。

7、優(yōu)化正背電極的銀漿和鋁漿絲網(wǎng)印刷， 切磨拋工藝，千方百計(jì)進(jìn)一步降成本，提高效率，大晶粒多晶硅光電 池的轉(zhuǎn)換效率最高達(dá)18.6 %。方案二：利用光敏電阻做光度計(jì)。光敏電阻器是利用 半導(dǎo)體的光 電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻變小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、 光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電 阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻 值隨入射光線（可見光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻 值（暗阻）可達(dá)110M歐，在強(qiáng)光條件（100LX ）下，它阻值（亮阻 ）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器

8、對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與 人眼對(duì)可見光（0.40.76 ） z的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光,都會(huì)引起它的阻值變化。設(shè)計(jì)光控電路時(shí)，都用 白熾燈泡(小電珠 )光線或自然光線作控制光源，使設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化。出于制作難易考慮，本實(shí)驗(yàn)選用光敏電阻做光度計(jì)來測(cè)量 LED的 發(fā)光強(qiáng)度。3.3顯示模塊的使用出于熟練度以及所擁有的例程的實(shí)際情況，決定使用諾基亞5110的顯示屏幕。由于例程中不包含動(dòng)態(tài)數(shù)字的顯示，故添加如下子函數(shù)以完成此 功能：/*LCD_write_shu:顯示6 (寬)*8 (高)點(diǎn)陣列數(shù)字字母符號(hào)等半 角類輸入?yún)?shù)：c：顯示的字符；6*8*/void LCD_write_shu(int

9、 row,int page,int c) /row: 列 page:頁 c:字 符int i;LCD_set_XY(row*6,page); / 列，頁row*8for(i=0;i6;i+)LCD_write_byte(fo nt6x8ci,1);(其中 c 為變量)4.1 系統(tǒng)的軟件流程軟件分為5個(gè)部分：PWM波輸出，AD轉(zhuǎn)換檢測(cè)電壓，按鍵控制PWM波, 5110的顯示，功率的計(jì)算4.2 核心程序的介紹#include #include nokia_5110.h#include BoardConfig.h#include Key.h#include Delay.htypedef unsign

10、ed int uint;typedef unsigned char uchar;#define Num_of_Results 32static uint resultsNum_of_Results;/保存 ADC 轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)組void Trans_val(uint Hex_Val);int zhaodu=0,gonglv=0;uint i = 0,j = 0,dir = 0;uint flag = 0,speed = 0;主函數(shù)*/* void main(void) unsigned char Key;/char z;/* 下面六行程序關(guān)閉所有的 IO 口*/ /P1DIR = 0XFF;P

11、1OUT = 0XFf; /P3DIR = 0XFF;P3OUT = 0XFF;P4DIR = 0XFF;P4OUT = 0XFF;P5DIR = 0XFF;P5OUT = 0XFF;P6DIR = 0XFF;P6OUT = 0X00;/關(guān)閉看門狗*/打開 XT2 高頻晶WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/* 選擇系統(tǒng)主時(shí)鐘為 8MHz/BCSCTL1 &= XT2OFF; 體振蕩器/do/ IFG1 &= OFIFG;/清除晶振失敗標(biāo)志/for (z = 0xFF; z 0; z-);/等待 8MHz 晶體起振/while (IFG1 & OFIFG); / 晶振失效標(biāo)志仍然

12、存 在？/BCSCTL2 |= SELM_2 + SELS; /MCLK 和 SMCLK 選擇高頻晶振/P6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2;/關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換/P5OUT &= BIT7;P2DIR0xff;pwmP1DIR = 0xff;出/ P2 端口設(shè)置為輸P1OUT = 0xff;/ 關(guān)閉其他 LEDP1SEL |= BIT6 + BIT7;/ P2.3 和 P2.4 連接內(nèi)部模塊 ,使用的是第二功能作為 TimerA 的比較輸出。CCR0 = 200;/CCTL1 = OUTMOD_7;/ CCR1reset/set/CCR1 = flag;/ CCR1 PWMdut

13、y cycleCCTL2 = OUTMOD_7;reset/set/ CCR2CCR2 = flag;cycle/ CCR2 PWM dutyTACTL = TASSEL_1 + ID_2 + MC_1; mode/ ACLK/8, upP6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2;*adcP5DIR|=BIT5;P5OUT&=BIT5;P6DIR|=BIT6;P6OUT&=BIT6; 示P6DIR|=BIT5;P6OUT&=BIT5; 示Key_INIT();LCD_init();/關(guān)閉電平轉(zhuǎn)換/關(guān)閉數(shù)碼管顯示/半閉數(shù)碼管顯/半閉數(shù)碼管顯/初始化液晶LCD_clear();P6SE

14、L |= 0x01;/ 使能 ADC 通道ADC12CTL0 = ADC12ON+SHT0_15+MSC;/ 打開ADC ，設(shè)置采樣時(shí)間/ 使用采樣ADC12IE = 0x01;/ 使能 ADC 中斷ADC12CTL0 |= ENC;/ 使能轉(zhuǎn)換ADC12CTL0 |= ADC12SC;/ 開始轉(zhuǎn)換ADC12CTL1 = SHP+CONSEQ_2;定時(shí)器_EINT();while(1)/p3.2-p3.4 為調(diào)整pwm 波的板載按鍵，占空比分別加 2、4、 6 Key=Key_Scan();if(Key!=0)switch(Key)case 1:flag=flag+2;break;case 2

15、: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/*函數(shù)名稱： ADC12ISR功能： ADC 中斷服務(wù)函數(shù)，在這里用多次平均的計(jì)算 P6.0 口的模擬電壓數(shù)值參 數(shù)：無返回值 ：無*#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);/*函數(shù)名稱： Trans_val功 能：將 16 進(jìn)制 ADC 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)變換成三位 10 進(jìn)制真實(shí)的模擬電壓數(shù)據(jù)，并在液晶上顯示參數(shù)： Hex_Val-16 進(jìn)制數(shù)據(jù)n-變換時(shí)的分母等于2的n次方返回值 ：無*/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_Val;/caltmp = Hex_Valcaltmp = (caltmp Dec 變換/shuzi 表中第 10使按鍵每次按下變caltmp = (caltmp 3) + (caltmp 12;caltmp / 25 ptr0 = Curr_Volt / 100;t1 = Curr_Volt - (ptr0 * 100); ptr1 = t1 / 10;ptr2 = t1 - (ptr1 * 10); /ptr3 = 0;位對(duì)應(yīng)符號(hào) . /在液晶上顯示變換后的結(jié)果 for(i = 0;i 3;i+) LCD_write_shu(row+i,page+2,ptri);5.1 測(cè)試使用的儀器儀表 萬用表。5.2 系統(tǒng)調(diào)試的方法并入電路測(cè)量電流，并調(diào)試PWM波的占空比, 化的占空比令電流步進(jìn) 0.1mA。6 實(shí)驗(yàn)心得按鍵的電路邏輯不清晰， 在編程時(shí)由于初次使用 M43