PWM的LED灯要如何调光控制

PWM的LED灯要如何调光控制

硬件电路设计 　　

        在进行电路设计时, 应根据实际工作需要, 在满足控制要求的同时尽可能减少外部接口电路。该单片机具有8kB~62kB的Flash程序存储器, 6个定时器, 3通道捕获/比较单元 (PWM/PCA/CCP) , 内部高精度RC时钟, 8通道告诉10位ADC (速度可达30万次/秒) , 硬件看门狗等丰富的片内资源, 支持掉电唤醒等功能。可减少设计的成本, 降低设计的复杂性, 缩短产品的开发周期。使用该款单片机能完全满足本论文的设计需要。

        该设计使用两个按键输入, 来控制调节灯光亮度, Key1为增加灯的亮度, 接单片机的P3.6;Key2为减小灯的亮度, 接单片机的P3.7。驱动电路使用场效应管IRF740、二极管及电阻组成

本设计中单片机输出的PWM信号, 需配置为强推挽模式, 且与场效应管连接前需增加1kΩ~10 kΩ的输出限流电阻。PWM通过限流电阻与场效应管的栅极相连, IRF740的漏极连接发光二极管, 进行开关控制, 通过输入按键实现PWM信号占空比的改变, 从而可实现1W的LED的调光控制。在实际中还可以根据需求提高LED电源电压, 以驱动更高功率的LED灯。

软件设计 　　

        PWM也称脉宽调制, 是一种使用程序来控制波形占空比、周期、相位波形的技术, 在三相电机驱动、D/A转换等场合应用广泛。STC15F2K60S2单片机的PCA模块可用作PWM输出, 其PWM的模式有8位、7位和6位的PWM, 输出的频率取决于PCA定时器的时钟源。PWM的脉宽与捕获寄存器的设定值有关, 当[0, CL]的值小于[EPCn L, CCAPn L]时, 输出为低电平;当[0, CL]的值大于[EPCn L, CCAPn L]时, 输出为高电平;当CL的值由FFH变为00H溢出时, [EPCn H,CCAPn H]的值装载到[EPCn L, CCAPn L], 可实现无干扰的更新PWM。设定脉宽时, 不仅是要对[EPCn L, CCAPn L]赋初值, 更重要的是要对[EPCn H, CCAPn H]赋初始值。

        该设计的程序主要由PCA模块的PWM初始化和亮度控制程序组成。初始化中主要设置PCA模块的时钟源、计数初始值、PWM功能及PWM的脉宽、寄存PWM的脉冲宽度参数。亮度控制程序主要由检测按键程序完成, 由该程序完成PWM占空比的改变 (见图2) 。

        PWM调光是通过在单位时间内反复的接通和断开LED电流来调节发光亮度, 开关频率一般要高于100 Hz, 为避免灯光闪烁, 可将PWM的频率设为500 Hz。LED灯的亮暗程度是通过调节流过LED的电流进行调节, 可通过设置不同的PWM脉宽, 调节流过LED电流的大小, 从而达到调节灯光亮度的目的。可将灯光从暗到亮设置为5个等级, 将PWM信号的占空比固定在20%、40%、60%、80%、100%, 以适应不同的亮度需求。若想要实现平滑调光, 只需设置为256个等级。