杭州电子科技大学信息工程学院毕业设计（论文）开题报告
题目单片机控制LED调光系统的实现
系电子通信
专业电子信息工程
姓名
班级
学号
指导教师
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
1.国内外研究动态
随着经济的发展，LED照明产业的美好发展前景使人们对LED照明市场充满信心，受21世纪能源短缺的情况下国家政府大力支持以提倡节能环保政策下，众多企业不断的加大在LED照明市场的投入与支持。随着LED照明灯具的迅速发展，由最先应用于户外照明如道路照明、景观照明等得到广泛的应用，至今LED照明灯具的发展应用有节奏地推广趋向室内照明即普通家用照明、商业照明等这么巨大潜力的照明应用领域。
LED照明市场中的渗透率预计在2015年将达到16.8%。报告中亦提到在政府政策的刺激之下，家用照明与路灯在LED应用中的渗透率将大幅提升，例如中国大陆的十
日光灯管在日本市场也逐年成长，主要的原因是来自于2011年三月份的大地震之后,日本政府的补助政策与节能意识的抬头。与此同时，许多新的LED供应商加入战局，并且很快的开始生产。
全球照明行业市场发展迅速主要得益于：1）民用照明市场：节能灯具替代传统白炽灯具的步伐进一步加快，除美国、欧洲等发达国家以外，中国、俄罗斯、巴西等新兴国家和经济体也加入了节能灯具普及的潮流。由于节能灯具价格相对较高，使全球照明市场规模进一步扩大；2）商用照明市场：半导体LED 灯具在商用照明领域的发展呈现快速增长态势。目前LED 灯具的价格较普通灯具高出数倍，使全球照明市场规模进一步扩大。
2.选题依据和意义
通过一种LED的照明驱动装置，能够方便的控制LED的光强。随着二极管技术的发展，LED由于其长寿命，低功耗及色彩可控方面的优势，使其在景观照明、牌匾照明以及大屏幕显示器等方面显示出越来越广泛的发展前景和发展潜力。
作为一种新的、最有潜力的光源，LED照明以其节能、环保的优势越来越受到人们重视。加上国家和地方政府的政策鼓励，我国的LED照明产业进入了加速发展阶段，运用市场迅速增长。近年来,随着能源短缺现象越来越严重,节能成为全世界共同关注的话题。绿色节能照明的研究也越来越受到重视。
LED近年来在各行业应用得到快速发展。目前，LED应用主要集中在两个方面：一个是低亮度应用场合，包括手机、PDA等小型电子产品的背光照明，电子仪表的照明等。另一种是需要高亮度的应用场合，主要采用高功率大晶粒LED光点集中，可以得到较高的亮度，利于光学设计。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
1.研究主要内容
1）用单片机实现红、蓝、黄三种色彩LED灯的开关
分别用三个开关控制红，蓝，黄三种不同颜色的灯，作用是改变的灯的亮暗
2）实现红、蓝、黄三种色彩LED灯间隔五秒的交替变换
3）用单片机实现LED灯至少三级的亮度调节
PWM是一种对模拟信号进行数字编码的方法，任何时刻满幅值的直流供电是以一种通或断的重复脉冲序列加到负载上去的。 PWM 调光的基本原理是保持LED导通电流恒定，通过周期性地开启和关闭LED来改变其导通电流的时间，从而改变电流的平均值，使LED的平均亮度发生变化。所以本设计用占空比来实现灯的三级亮度的变化。
4）用单片机控制
这个系统以AT89C51芯片为控制核心，通过改变PWM来控制LED灯的光照亮度，而且这个设计LED灯亮度自动和手动都可以调节，并且PWM可以连续调节，则LED
灯也可以连续的调节，从而实现LED灯三级的亮暗调控。
2.拟解决的主要问题
1）选择合适的芯片
该设计采用AT89C51单片机作为主控芯片. 该芯片是一款高性能的CMOS 8位微处理器，自带4 K字节闪存，产品性价比高，满足系统的设计需求，用起来方便。 2）选择合适的电阻，三极管，电阻，开关，LED灯
3）利用单片机来控制各种功能的实现，所以要熟悉单片机还有编程软件。
4）PWM 电路主要功能是将输入电压的振幅转换成宽度一定的脉冲，换句话说它是将振幅资料转换成脉冲宽度。一般输出电路只能输出电压振幅一定的信号，为了输出类似正弦波之类电压振幅变化的信号，因此必须将电压振幅转换成脉冲信号。
5）解决芯片，电阻，LEDD灯，还有三极管，开关之间的焊接以及相对位置，所以焊接电路板的时候应该认真准确。
6）电路板制作和软件编程
通过软件编程，实现三盏LED灯的间隔五秒的交替变换和至少三级亮度的调节，同时注意编程语言的简洁性。
7)系统仿真：用proteus软件进行仿真
三、研究步骤、方法及措施：
1．查阅相关资料，了解LED的发展和研究。
2.确定设计方案：根据毕业设计的任务要求，寻求性价比较好的元器件，选择相应的芯片型号。
本毕业设计整体硬件框图如1所示。
图1 单片机控制LED调光系统框图
本设计主要由键盘控制，主控模块，驱动模块三个部分组成。
1）键盘控制
本设计除了有单片机自动调控，还设计了手动控制，1键循环控制三种
不同占空比的PWM以调节LED灯的光度，2，3键控制LED灯至少三级的亮度调节，4键为模式键（为扩展模块）。
2）主控模块
本设计采用AT89C51单片机作为主控芯片。该芯片是一款高性能的CMOS 8位微处理器，自带4 K字节闪存，产品性价比高，满足系统的设计。如果是自动调光，则对采集到的电压值转换成对应的光强信号，并与程序中预设的阈值范围进行比较判断，继而产生不同占空比但是周期相同的PWM波，该PWM波可控制LED导通电流的时间，从而可以调节LED的亮度；还有亮度程度的调节；如果是手动调光，则继续判断是哪个按键控制，继而根据程序的预置调节LED对应的亮度。
3）电源部分
选择5V的直流电源
4）LED驱动部分
PWM是一种对模拟信号进行数字编码的方法，任何时刻满幅值的直流供电是以一种通或断的重复脉冲序列加到负载上去的. PWM 调光的基本原理是保持LED导通电流恒定，通过周期性地开启和关闭LED来改变其导通电流的时间，从而改变电流的均值，使LED的平均亮度发生变化. 另外一方面，PWM调光是LED“亮-灭”交替的闪烁，人眼感知的亮度根据视觉暂留效应来确定，当LED“亮-灭”的变化频率大于120 Hz 时，人眼就不会感觉到闪烁，而看到的是LED的平均亮度,控制占空比来控制LED灯的三级亮暗的程度。
5）软件编程
本设计软件部分采用模块化设计，通过Keil公司开发的uVision3编译器用C51语言编写，主要由主程序、按键扫描子程序、光强信号比较判断子程序和PWM信号输出子程序等组成
6）系统仿真：用proteus软件进行仿真
7）扩展部分：由于三基色的原理，让红，蓝灯亮，黄灯灭、红黄灯亮，蓝灯灭、蓝黄灯亮，红灯灭，这样交替变换从而出现彩虹灯。
四、研究工作进度：
序号时间内容
1 2014.12.1-2015.1.5 选题、准备开题的相关材料
2 2015.1.6-2015.3.17 任务书
3 2015.3.18 开题报告会
4 2015.3.18-2015.3.2
5 整体电路设计
5 2015.3.25-2015.4.2 软件编程
6 2015.4.3-2015.4.16 系统仿真
7 2015.4.17-2015.4.30 硬件制作、测试与完善
8 2015.5.1-2015.5.14 撰写毕业论文
9 2015.5.15-2015.5.21 论文评审及修改
10 2015.6.3 毕业答辩
五、主要参考文献：（注意格式，详见“毕业论文的写作规范及格式要求.doc”中关于参考文献格式的要求）
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[3]谢维成，杨加国.单片机原理与应用及C51程序设计［M］.北京: 清华大学出版社，2006，12(2)：34-39.
[4]余娟，赵巧妮.电子电路的分析与应用课程教学[M].湖南，湖南铁道职业技术学院，2010，12(3)：35-55.
[5]魏雅.基于PWM的LED调光系统设计[J].陕西，陕西工业职业技术学院信息工程学院2009，11(4):18-23.
[6]熊洁. 一种基于单片机的LED台灯设计［J］.科技信息，2012，11（32）：32-33.
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LED driver for low-power lighting applications[J]. IEEE Trans Ind Electron, 2010,57(2):735-743.
[11]Guo Suo-li,Liu Yan-fei,Wang Xiao-long,Li Qi．Development and Research of Measuring Capacitance and Inductance Based in Experiment Teaching[J]．IEEE，2009，167：173-175．
六、指导教师审核意见：
该生对毕业设计的研究任务明确，设计方案合理，研究步骤明确。
同意开题！
指导教师签字：
2015年 3 月 18日七、教研室评议意见：
该设计合理可行，且具有一定的实际应用价值。
同意开题！
系主任签字：
2015年3月 18日
八、开题小组评审意见：
该生在开题报告时，概念基本清楚，能流利、清晰地阐述开题报告的内容，回答毕业设计相关问题基本正确。该生对本次毕业设计的研究任务明确，设计方案基本合理，研究步骤明确。
开题通过！
开题小组负责人签字：
2015 年 3月 18日
九、分院领导审核意见：
1．通过； 2．完善后通过；３．未通过
分院领导签字：
2015年 3月 20 日