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[摘 要]在现代社会，经济飞速发展，随着人们的生活水平日益提高，这同时也对日常照明提出更高的要求，我们现在的照明方式多种多样，随之而来得就是能源的持续消耗，更重要的是，现在能源问题是世界各国共同关注的焦点。而LED恰好是一类高效节能、绿色环保的新光源，并且，其使用寿命远远超过我们曾经使用的光源，毫无疑问，它将是我们以后照明技术的重点开发方向。本文将分析研究基于单片机的LED调光系统设计，因为它是以光敏传感器捕获外界光强，再经由单片机系统由PWM控制方式联合大功率LED驱动芯片来达到实现LED灯亮度调节目的的一类设计，这样的设计方案可以自动调节光线强度，这与我们现在能源消耗严重，要求节能的目标是一致的。
[关键词]单片机节能 LED调光系统探究
中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0365-01
我们近年来发明了LED照明光源，它是一类高效节能且环保的新型绿色照明光源，其有着较高的可靠性、动态响应迅速以及使用寿命长等诸多优势。我们现在已将其运用至各个领域，比如，我们的日常生活照明、各类广告显示屏、汽车用灯以及交通灯等不一而足。然而，像在学校教室、体育馆以及路灯等这些需要夜间使用照明的地方，照明的亮度过高反而是一种电能的浪费，但是照明亮度低则又会影响我们的日常学习工作或者是生活，甚至引发严重事故。从这些地方我们可以看出，我们需要能够对照明亮度能够准确调节且能够给予合适的照明亮度的节能照明系统。而我们在这里提到的LED节能调光系统就属于此列，因为它能以可传感器捕获的数据为基础，通过我们现在的最先进的算法和调光技术来调节LED的发光亮度，这样一来，我们不但拥有了极为舒适的照明环境而且节约了电能。
1、节能LED照明系统硬件设计
节能LED照明系统的硬件系统主要由主控单元、光信号采集模块、电源模块、按键电路、报警、显示电路以及LED灯驱动电路共六个部分构成，它们各自具有相应的功能。其一，主控单元，他是整个硬件系统系统的心脏，极为关键，因为我们所收集到数据信息均要要通过中央处理器集中处理，且要做出判断，最后发出控制信号。其二，就是光信号采集模块，它主要是测量外部环境即时的光照强度，在经过转换之后进入主控单元，由主控单元进行处理，最后将其作为判别光照强度信息以及监控的目标。其三，即为电源模块，这一模块儿主要是负责供给集成芯片需要的数字电源、采集单元需要的模拟电源以及LED驱动电路的电源等电源。因为各个单元的正常工作，必须确保稳定的电源供给。其四，即为按键电路，这一部分主要是用来设置环境光报警值的。其五，就是报警以及显示电路，这一部分中的报警电路主要是在环境光小于我们预先设定的环境光报警值会自动给予报警提示，而显示电路则是为了实时显示当下环境的光强度。最后一个部分就是用来驱动LED灯亮以及调节亮度大小的LED灯驱动电路。
2 、节能LED系统设计
2.1 节能LED灯调光
节能LED灯主要是通过脉冲宽度调制技术来调节光照。而我们使用能产生脉宽调制波的单片机，通过它发出的脉宽调制波来调节驱动芯片以调节光照。这主要是由于脉宽调制波调控光照强度兼具高精度以及节能的优势，另外，它也更容易让我们进行智能调控。所以，我们的节能LED调光系统打算使用能产生脉宽调制波的单片机为主控模块，通过光电转换电路收集外部环境的光强信号，转换之后再由单片机处理，单片机按照其处理的结果智能调节输出脉宽调制波来控制驱动电路的电流，通过这些电流控制LED的亮度，方便又节能。
2.2光信号采集
在节能LED调节系统中，电路光线检测电路属于一个较为关键的组份，这一组成部分由光敏电阻以及可调电阻两个核心元件构成。其中光敏电主要是根据环境中光照强度变换自己的电阻，从而改变其流经电流来调节LED灯的明暗。另外，我们还可以根据当前的实际环境适当在电路中加一个电阻，这一电阻须为可调电阻，这样一来，我们就可以通过变换电阻来改变总电路中的电阻大小，通过其来调节光照亮度。
2.3按键电路、报警电路的设计
我们节能LED调光系统中的按键电路使用的是独立式键盘，它属于一个按键匹配一个端口输入的电路体系，也就是说键盘上的每个按键均由其相应的按键电路来。并且键盘上的按键均直接或间接与单片机相连。而报警电路则是当外部环境中的光照强度小于我們系统中所预设的环境光报警值时就会自动报警提示的电路体系。
2.4 节能LED调光系统的驱动电路
我们节能调光系统的驱动电路是属于系统中硬件的核心部分，系统的工作性能就取决于这一电路。我们于上文提到，此系统就是使用脉宽调制技术来调节光照强度的。ULN2003是一个适用于单片机智能仪表等控制电路的大电流驱动阵列，这一电流驱动阵列能够直接驱动继电器。同时，ULN2003亦是一个兼具高耐压与大电流的达林顿陈列，它是七个硅NPN达林顿管共同构成的，所以，ULN2003不但在电流增益以及工作电压方面有着极强的优势，同时，它也兼具温度范围宽以及带负载能力强的优点。鉴于此，它在各类需要高速大功率驱动的系统中足够适用。这也是我们节能LED调光系统所需要的。
3、节能LED调光系统软件设计
这一系统包括了系统总体程序以及光信号采集程序两个部分。首先就是系统总体程序，我们软件首先需要初始化单片机，具体就是包括了脉宽调制的设置、定时器初始化等相关功能的设定。在完成初始化之后我们接下来就是进行光照强度采集程序了。
4、结论
总之我们的节能LED调光系统不但功能强大、全面，而且智能且节能。我们这一系统的设计灵感来源于我们发的日常生活，同时也将服务于我们的生活，有极强的现实使用价值。
[关键词]单片机节能 LED调光系统探究
中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0365-01
我们近年来发明了LED照明光源，它是一类高效节能且环保的新型绿色照明光源，其有着较高的可靠性、动态响应迅速以及使用寿命长等诸多优势。我们现在已将其运用至各个领域，比如，我们的日常生活照明、各类广告显示屏、汽车用灯以及交通灯等不一而足。然而，像在学校教室、体育馆以及路灯等这些需要夜间使用照明的地方，照明的亮度过高反而是一种电能的浪费，但是照明亮度低则又会影响我们的日常学习工作或者是生活，甚至引发严重事故。从这些地方我们可以看出，我们需要能够对照明亮度能够准确调节且能够给予合适的照明亮度的节能照明系统。而我们在这里提到的LED节能调光系统就属于此列，因为它能以可传感器捕获的数据为基础，通过我们现在的最先进的算法和调光技术来调节LED的发光亮度，这样一来，我们不但拥有了极为舒适的照明环境而且节约了电能。
1、节能LED照明系统硬件设计
节能LED照明系统的硬件系统主要由主控单元、光信号采集模块、电源模块、按键电路、报警、显示电路以及LED灯驱动电路共六个部分构成，它们各自具有相应的功能。其一，主控单元，他是整个硬件系统系统的心脏，极为关键，因为我们所收集到数据信息均要要通过中央处理器集中处理，且要做出判断，最后发出控制信号。其二，就是光信号采集模块，它主要是测量外部环境即时的光照强度，在经过转换之后进入主控单元，由主控单元进行处理，最后将其作为判别光照强度信息以及监控的目标。其三，即为电源模块，这一模块儿主要是负责供给集成芯片需要的数字电源、采集单元需要的模拟电源以及LED驱动电路的电源等电源。因为各个单元的正常工作，必须确保稳定的电源供给。其四，即为按键电路，这一部分主要是用来设置环境光报警值的。其五，就是报警以及显示电路，这一部分中的报警电路主要是在环境光小于我们预先设定的环境光报警值会自动给予报警提示，而显示电路则是为了实时显示当下环境的光强度。最后一个部分就是用来驱动LED灯亮以及调节亮度大小的LED灯驱动电路。
2 、节能LED系统设计
2.1 节能LED灯调光
节能LED灯主要是通过脉冲宽度调制技术来调节光照。而我们使用能产生脉宽调制波的单片机，通过它发出的脉宽调制波来调节驱动芯片以调节光照。这主要是由于脉宽调制波调控光照强度兼具高精度以及节能的优势，另外，它也更容易让我们进行智能调控。所以，我们的节能LED调光系统打算使用能产生脉宽调制波的单片机为主控模块，通过光电转换电路收集外部环境的光强信号，转换之后再由单片机处理，单片机按照其处理的结果智能调节输出脉宽调制波来控制驱动电路的电流，通过这些电流控制LED的亮度，方便又节能。
2.2光信号采集
在节能LED调节系统中，电路光线检测电路属于一个较为关键的组份，这一组成部分由光敏电阻以及可调电阻两个核心元件构成。其中光敏电主要是根据环境中光照强度变换自己的电阻，从而改变其流经电流来调节LED灯的明暗。另外，我们还可以根据当前的实际环境适当在电路中加一个电阻，这一电阻须为可调电阻，这样一来，我们就可以通过变换电阻来改变总电路中的电阻大小，通过其来调节光照亮度。
2.3按键电路、报警电路的设计
我们节能LED调光系统中的按键电路使用的是独立式键盘，它属于一个按键匹配一个端口输入的电路体系，也就是说键盘上的每个按键均由其相应的按键电路来。并且键盘上的按键均直接或间接与单片机相连。而报警电路则是当外部环境中的光照强度小于我們系统中所预设的环境光报警值时就会自动报警提示的电路体系。
2.4 节能LED调光系统的驱动电路
我们节能调光系统的驱动电路是属于系统中硬件的核心部分，系统的工作性能就取决于这一电路。我们于上文提到，此系统就是使用脉宽调制技术来调节光照强度的。ULN2003是一个适用于单片机智能仪表等控制电路的大电流驱动阵列，这一电流驱动阵列能够直接驱动继电器。同时，ULN2003亦是一个兼具高耐压与大电流的达林顿陈列，它是七个硅NPN达林顿管共同构成的，所以，ULN2003不但在电流增益以及工作电压方面有着极强的优势，同时，它也兼具温度范围宽以及带负载能力强的优点。鉴于此，它在各类需要高速大功率驱动的系统中足够适用。这也是我们节能LED调光系统所需要的。
3、节能LED调光系统软件设计
这一系统包括了系统总体程序以及光信号采集程序两个部分。首先就是系统总体程序，我们软件首先需要初始化单片机，具体就是包括了脉宽调制的设置、定时器初始化等相关功能的设定。在完成初始化之后我们接下来就是进行光照强度采集程序了。
4、结论
总之我们的节能LED调光系统不但功能强大、全面，而且智能且节能。我们这一系统的设计灵感来源于我们发的日常生活，同时也将服务于我们的生活，有极强的现实使用价值。