一种基于PWM的LED遥控调光控制设计

王 宁，马 贞，田壮壮

(黄河科技学院，河南郑州 450000)

一种基于PWM的LED遥控调光控制设计

王 宁，马 贞，田壮壮

(黄河科技学院，河南郑州 450000)

LED因具备调光功能使其在各种领域的应用日益广泛，PWM调光方法具有效率高，电流控制精准，不会产生色谱偏移等特点而常用于LED调光.文章给出了一种基于PWM的遥控调光设计方法，并给出了遥控发射、接收电路图和部分控制程序源代码.

LED;调光技术;PWM;遥控

LED即发光二极管，是一种能够将电能直接转化为光能的半导体发光器件，是一种新型固态光源［1］.与其他光源相比，LED具有寿命长、亮度高、色彩丰富、易于调光调色、响应时间短、节能、无汞环保、防震、维护方便等优点.因而在信息显示、交通信号灯、背光源、汽车用灯、半导体照明等方面获得了广泛应用，被视为未来绿色照明的发展方向，成为近年来研究的热点［2］.

对光源发光强度的控制通常称为调光.传统的光源，如白炽灯、荧光灯、节能灯、高压钠灯、卤素灯等都很不容易实现调光或根本无法调光，很多情况下既不方便又浪费电能.而便于调光正是LED一个很大的优点，LED的调光范围理论上可以达到0%～100%.

LED驱动器目前主流的调光方法主要有模拟调光和PWM调光2种.模拟调光是直接调节流过LED的电流来改变其亮度，但这种方法很难实现精确控制，而且在改变亮度的同时也会改变LED的光谱和色温;PWM调光法采用脉冲恒流源，通过改变脉冲宽度从而改变其亮度，LED的发光强度与PWM信号的占空比成正比，所以改变占空比就可以改变LED的亮度.通过PWM调光可以精确地控制LED的亮度，并且不会产生任何色谱偏移［3］.

由于LED处于开关状态，因此PWM调光脉冲频率应当高于200 Hz，可以选择200～1 000 Hz，频率太低人眼会感到闪烁，频率太高会导致调光范围过窄［4］.现在有不少LED恒流驱动芯片本身就带有PWM接口，可以直接接受PWM信号，实现调光很方便.采用PWM调光时，可以在开关里安装一个简单的PWM发生器，然后利用电位器来控制PWM的占空比，从而实现调光.

考虑到某些情况下利用固定电位器调光不太方便，笔者设计了一种基于PWM的遥控调光控制电路，使调光更加方便、灵活.该遥控电路可以应用在室内LED照明灯具的亮度调节，对残障人士、老年人等行动不方便的人尤其有帮助.另外也可以很方便地对LED大屏幕显示器、交通信号灯、景观照明等进行亮度控制.电路中用到的都是一些常见的电子器件，比较容易得到，成本也不高.

1 电路及控制设计原理

1.1 遥控发射电路

图1 遥控发射电路

1.2 遥控接收电路

接收电路如图2所示，主要由4块集成电路构成.其中IC4的型号是KX5005，是1块内含射频接收放大、解调、译码的集成模块［6］，与发射电路中的发射模块IC3 KX5010配合使用，完成编码的发射接收.IC5的型号是74LS138，是1块三线八线译码集成电路，输出低电平有效［5］.IC6的型号是CC4068，是1块八输入与门集成电路.IC7的型号是AT89C51，是1 块单片机［7］.IC4 的输出端 A，B，C 分别与IC5的输入端A0，A1，A2相连.IC5的输出端Y0～Y7(15～9、7引脚)一方面分别与单片机的P2.0～P2.7端连接，另一方面与IC6的八输入端相连.IC6的输出端接单片机的外部中断①(P3.3).一定占空比的PWM信号由P1.0端输出，可以接LED恒流驱动器的PWM端口.

图2 遥控接收电路

1.3 工作原理

在发射电路中，当无键被按下时，IC1的数据输入端均为高电平，则由内部程序控制从单片机IC7 AT89C51的P1.0输出高电平，相当于占空比为100%的PWM信号.单片机的程序流程如图3所示.

图3 程序流程图

2 控制程序

下面给出用汇编语言编写的程序.由于几种情况程序编写的相似性，这里只详细给出初始部分及输出占空比10%，20%，60%，70%，90%方波部分和结束部分的程序.

3 结语

LED由于具有寿命长，功耗低及色彩可控等方面的优势，使其在LCD背光源、电子告示牌、交通信号灯、室内照明、建筑照明、汽车照明、景观照明、以及大屏幕显示器等方面显示出越来越广泛的应用前景和发展潜力，这类应用大部分要求其具备调光功能.LED具有优异的调光性能，调光最好采用PWM调光，因为这种方法既精确，又不会产生任何色谱偏移.笔者设计的一种基于PWM的遥控调光控制电路，可以使LED调光更加方便、灵活，并经过多次实验改进和验证，设计可以达到预期效果.

［1］吕强，刘金龙.浅析一种LED调光方式［J］.照明工程学报，2010，21(增刊):82 －84.

［2］王蔚，贾文超.LED照明调光装置设计与实现［J］.照明工程学报，2010，21(2):74 －75.

［3］U we Kopp.高亮度 LED调光技术［J］.国外电子元器件，2008(2):64－67.

［4］陈永真，陈之勃.实用LED驱动电路的设计详解［M］.北京:机械工业出版社，2010.

［5］余孟尝.数字电子技术基础简明教程［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［6］孙余凯，吴鸣山，项绮明，等.电子电路快速识图技巧［M］.北京:电子工业出版社，2009.

［7］刘雪雪，赵良法.单片机原理及实践［M］.北京:高等教育出版社，2006.

A Remote Dimming Control Design of LED Based on PWM

WANG Ning，MA Zhen，TIAN Zhuang-zhuang
(HuangHe Science and Technology College，Zhengzhou 450000，China)

The applications of Light Emitting Diodes(LED)are becoming more prevalent in various fields.Since the dimming is required on many occasions，LED dimming technique will be widely used.PWM dimming is more efficient，accurate，and won＇t produce any chromatographic migration for LED.In this paper，a kind of remote dimming control design method of LED based on PWM is presented.Diagram of transmitting and receiving，parts of the control program source code are given.

LED;dimming technique;PWM;remote control

1002－5634(2012)03－0125－04

2012－03－05

王 宁(1985—)，男，河南新乡人，助教，主要从事物理电子方面的研究.

(责任编辑:蔡洪涛)