1。3。1 本文主要研究内容

根据对目前国内外单片机调光控制系统的设计和研究，本文在开展其设计与 研究中，主要内容包括：总体框架设计，硬件设计，软件设计。具体章节的内容 安排如下：

第一章：绪论 阐述单片机在调光灯中的应用的选题背景、目的意义，简单介绍并分析了国

内外的研究现状等。 第二章：单片机的调光灯的控制系统分析

着重调光灯控制方案的分析，比较和选择；并选择介绍基于单片机的调光灯的工 作原理，以及各个模块的系统组成。

第三章：单片机的调光灯系统硬件设计 详细介绍了基于单片机的调光灯的电路原理，以及系统间的各个模块的电路原理图，和电路元器件的选择。

第四章：单片机的调光灯系统软件设计 分析了调光灯的功能需求，并利用C语言作为控制部分来实现对 220v灯的调

光控制。

第五章：单片机的调光灯系统测试 先对各个模块单独测试，然后组合所有模块一起调试 第六章：总结和展望

最后对本次论文的收获和成果进行分析和总结，并对自身存在的问题和尚可 进步的空间进行了展望。

第二章 单片机的调光灯控制方案分析

2。1 调光灯控制方案分析和选择

2。1。1 调光灯控制方案分析

发光二极管（LED）是在普通二极管的基础上利用特殊工艺制成的。和普通 的二极管原理基本一样，发光二极管也具有单向导电性能。发光二极管由半导体 材料组成，原材料会首先经过掺杂处理，注入工艺等以产生合适的P、N架构。LED 发光的原理是基于电能转换为光能的过程[4]。发光二极管发光原理：当电路中的 电流流过发光二极管时，电子由于电场力的作用会被推向P区，由于P区存在大量 的多子空穴，所以空穴会和电子结合为电中性，复合后的散发的能量以光子的形 式发出。发光二极管发出的颜色由光的波长决定，而光的波长是由形成内部材料 的物理特性决定的。PN结加反偏电压时，因为少数载流子很难注入，所以不能发 光。发光二极管的发光强度与电流有很大关系[5]；并且通过发光二极管的电流是 否稳定也会影响LED的发光稳定性。所以，在实际电路设计时，在电压源和电流 源时，我们倾向于选择可以提供稳定电流的电流源来驱动。

调光方案大致分为以下三种:

①模拟调光技术 由于灯泡亮度在一定区间内和电流是正比关系，所以我们可以不断调整灯泡

的电流大小，通过对灯泡电流的每个周期进行设置来进行模拟调光。模拟调光可 以通过控制电流检测电阻的阻值大小；也可以用模拟电压驱动集成电路的某个调 光功能引脚来实现。

②PWM调光技术 PWM是脉冲宽度调制的英文简称，它基于人眼视觉暂留效应，通过超过人眼文献综述

可识别的足够高的电路开关的切换频率来控制灯泡的亮度。应用PWM调光时，为 了改变输出电流的平均值，我们需首先设置周期和占空比。不难得知，输出电流 只有两种情况:最大额定工作电流状态和零电流状态（可视为数电中的 1 和 0）。 所以，应用PWM技术时，通过LED的正向电流的占空比将在 100%到 0%之间调节， 占空比越大，相应的亮度将越暗，故不失为无极调光的好方案。因此，PWM调光

应用十分广泛。

③可控硅调光技术 由模拟调光可知，我们可以通过调节输入LED电流的幅值来控制灯泡的亮度。

相应的，改变通入灯泡的电压来调光亮度也是可行的；而可控硅调光正是基于调 压的原理。可控硅调光技术是基于相位控制的原理来改变灯泡在一个周期内的导 通时间；它与PWM不同之处在于，PWM控制时电流只有两种情形（最大和最小）， 而可控硅调光的电流则是从零到最大值的连续电流。对于普通的SCR，当其阳极 承受正向电压，门极有触发电流时就会导通。但由于可控硅是半控型器件，即门 极只能控制其开通，却不能控制其关断。所以，当可控硅导通后，即使撤去栅极 的控制信号，可控硅仍将维持导通。只有当阳极承受反向电压或阳极电流小于可 控硅的维持电流时，可控硅才会关断[6]。