PWM调光法简单的理解就是快速的开光LED，利用人的视觉暂留实现调光，只要开关的频率够快，人眼无法感受到闪烁，只能感受到灯亮度的变化。如图3-5这种开关的调光方式使得平均电流可变而导通时的电流不变，这样通过控制开关的时间比来控制亮度的同时也不会改变LED灯的色温，并且只要PWM的精确够高，调光的精度也会较高，可以实现精确的调光。

图3-5 PWM调光示意图

对比以上三种调光方式，虽然PWM调光的方式需要外加信号，外加控制电路，但考虑到其较高的控制精度，并且PWM能够实现较高效率的调光，同时可以选用两种不同色温的灯珠，通过不同的PWM输入调节比例来实现色温的调节，因此PWM调光方法作为本设计LED的调光方案。

4 硬件电路设计

硬件电路的设计具体包括ZigBee模块的设计，LED驱动的设计，亮度检测模块的设计，LED灯珠连接的设计，输入键盘的设计以及电源的设计，具体各个模块连接如图4-1。亮度检测模块将测量的环境亮度信息传送到ZigBee模块1，ZigBee模块1根据预设程序输出控制信号，即两路PWM波给LED驱动来控制两串灯珠的亮暗。另外键盘输入控制信息由ZigBee模块2通过无线发送输入到ZigBee模块1中，同样ZigBee模块1也会根据程序输出相应的控制信号给两个驱动做出相应的操作。同时电源模块给系统的各个模块供电。

图4-1硬件模块连接图

4。1无线通讯ZigBee模块设计

ZigBee实质是一种通讯的协议，想要实现无线通信的功能需要硬件和软件的支持，因此许多公司推出了他们自己的ZigBee硬件实现方案，如TI的CC2530，Freescal的MC13192，ATMEL的LINK-23X等。本设计采用的是ZigBee的专用芯片CC2530作为ZigBee的硬件实现方案。文献综述

4。1。1 CC2530芯片介绍

CC2530采用了标准的增强型8051，拥有8-KB RAM 和系统可编程的闪存，CC2530 有四种不同的闪存版本：CC2530F32/64/128/256，分别具有32/64/128/256KB 的闪存，并且结合了能够适应2。4-GHz IEEE 802。15。4 的RF 收发器。CC2530可以说是ZigBee与51单片机的结合，但相较与传统的51，CC2530有着较为丰富的片上外设。

其中有一个7到12位精度的ADC（模数转换器），有8个通道可以输入单端信号或者差分信号，可以编程选择内部参考电压或者外部输入参考电压，这可以很方便的将亮度的模拟量转换成数字量进行处理和运算。一个MAC定时器和三个通用定时器（一个16位定时器和两个8位定时器），通用的定时器可以实现输入捕捉，输出比较，使用输出比较模式可以产生PWM调节LED灯的亮度。两个USART（通用同步异步串行接收发射器），可以分别工作在UART（通用异步收发传输器）和SPI（串行外设接口）模式下，可将信息传送给上位机查看，方便调试程序。

4。1。2 CC2530应用电路设计

如图4-2所示，用两个电容C221，C231和晶振XTAL1构成CC2530的震荡电路，另外用C331，C321和晶振XTAL2构成一个可选的32KHz的震荡电路。用电容C401作为内部1。8V的数字电源的退耦电容。用R301作为内部电路的偏置电阻。CC2530从RF_N和RF_P发出一组差分信号通过天线发送或接受信号，实现无线传输，其中L252，C252，L263，L262构成了一个差分信号转单端信号的电路。为了提高发射效率用电容C253和天线实现50Ω的阻抗匹配。

图4-2CC2530 最小系统原理图

4。2 LED驱动电路设计

4。2。1 LED驱动电源分类

如果将整个无线智能LED照明控制系统比作一个人，亮度检测模块是“眼睛”，ZigBee模块是“大脑”，那LED的电源驱动无疑是整个LED灯具的“心脏”。LED亮暗，是否正常工作都得源于LED驱动，因此LED驱动的设计至关重要。LED驱动电源按照变压器是否隔离可以分为隔离式和非隔离式，按照驱动方式可以分为稳压式和恒流式[9]。