基于AVR单片机的LED自适应调光

摘要

随着LED照明技术的发展，对LED自适应调光技术的需求更加强烈。本文以AVR单片机中的ATmeage16作为控制器，利用基于I2C（Inter Integrated Circuit）总线的光传感芯片TSL2561采集室内环境光照度，采用脉宽调制(Pulse Width Modulation-PWM)方式调节LED恒流驱动IC（BP2808、LM3404HV、LM3402HV等可根据功率需要选择），进而调节LED的发光亮度，最终维持室内环境光照度在一个设定的水平。同时利用红外人体感应模块采集室内人体信号，实现LED灯开启和关断的智能控制。再利用单总线技术的DS18B20温度传感器采集室内温度和使用LCD1602液晶屏实现室内照度和温度的实时显示，再加按键实现LED亮度的手动控制，最后使用串口通信实现与上位PC的实时通信与控制。本文完成了整套系统的硬件设计和软件编程，重点介绍了ATmeage16通过I2C总线读取光传感器芯片TSL2561数据、传感器数据转换为实际的室内环境照度、PWM信号生成和输出、DS18B20的通讯。

关键词：ATmeage16  TSl2561  PWM  LED调光

目  录

摘要 I

ABSTRACT II

    前  言 1

    1主要功能及流程说明 2

1.1主要功能 2

1.2系统流程图 2

    2  LED自适应调光温度传感系统的硬件设计 3

2.1  AVR单片机的硬件连接及介绍 3

2.2  TSL2561光强传感器的硬件连接及介绍 4

2.3  DS18B20温度传感器的硬件连接及介绍 5

2.4  PWM波形的发生及恒流IC的输出 6

2.4.1  PWM波形发生 6

2.4.2  恒流IC—BP2808 8

2.5  LCD1602液晶显示的链接及介绍 11

2.6  红外人体感应模块介绍 14

2.7  串口通讯及外部控制中断 16

    3 LED自适应调光温度传感系统的软件设计 18

3.1  AVR单片机内部中断、 I/O设置及PWM发生 18

3.2  TSL2561的I2C通讯及照度的计算 24

3.3  DS18B20的单总线连接及温度转换 30

3.4  LCD1602的通讯及显示 34

3.5  串口通讯的软件设计 38

3.6系统条件判断及模糊控制软件编写 43

    4系统总体设计介绍 44

4.1  系统性能特点说明 44

4.2  系统总体电路图 44

    5 设计总结及心得体会 45

    参考文献 46

附  录 47

致  谢 51