基于單片機的彩燈設(shè)計

1.引言

　　隨著人們對房屋的裝飾需要彩燈，在許多城市可以看到彩色霓虹燈。LED彩燈由于其豐富的燈光色彩，便宜的造價以及控制簡單等特點而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時尚。但目前市場上各式樣的LED彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性。

　　全球氣候暖化危機和能源緊缺在進(jìn)一步推動LED照明的普及，LED照明具有環(huán)保、光效高和壽命長的特點，但在完全取代具有墻上型調(diào)光器的白熾燈方面，LED照明還存在兼容性差的先天不足。其主要原因在于：

　　1）現(xiàn)有的調(diào)光器都是針對白熾燈設(shè)計的，而白熾燈呈現(xiàn)的是純阻性；LED作為固態(tài)半導(dǎo)體照明器件，需要恒定的直流電流驅(qū)動，所以LED照明一般都需要驅(qū)動器從交流110V/220V轉(zhuǎn)換到所需要的直流電流；

　　2）調(diào)光器種類繁多，而且工作原理各不相同，包括前切型、后切型和智能型等；

　　3）LED照明器的種類也很多。這樣一來，對于不同的LED照明匹配不同類型的調(diào)光器；LED的驅(qū)動器面臨巨大挑戰(zhàn)；其中，可靠性和安全性尤為重要。照明屬于消費電子產(chǎn)品，直接接觸千家萬戶的消費者，不僅價格要適當(dāng)，更重要的是要安全可靠；即便是任一元器件失效或調(diào)光器與LED不匹配，也不能造成漏電、過熱、過流等任何安全故障。

　　2.硬件設(shè)計

　　單片機控制三組小燈可以按控制單色依次點亮，還可以通過改變輸出脈沖不同的占空比來控制輸出電壓，以控制該色LED的點亮，實現(xiàn)多色光LED漸變發(fā)光功能，使三種顏色的燈可以發(fā)出多種顏色，單片機控制P1口的某管腳按規(guī)定輸出高低電平，輸出高電平時由ULN2003輸出低電平，經(jīng)ULN2003反向為高電平，使驅(qū)動三極管截止，LED不能點亮，每種顏色的三個小燈由單片機芯片P1口的一個
管腳控制，實現(xiàn)它們的順序點亮及顏色漸變和顏色突變功能。

圖1 LED調(diào)光原理框圖

圖2 LED發(fā)光元件電路圖