基于定時(shí)器的LED燈電路圖制作 淺談LED燈工作原理

本文主要是關(guān)于LED燈的相關(guān)介紹，并著重對(duì)基于定時(shí)器的LED燈電路圖有詳盡的描述。

LED燈

LED燈是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料芯片，用銀膠或白膠固化到支架上，然后用銀線或金線連接芯片和電路板，四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，最后安裝外殼，所以 LED 燈的抗震性能好。

特點(diǎn)

1、節(jié)能：白光LED的能耗僅為白熾燈的1/10，節(jié)能燈的1/4.

2、長(zhǎng)壽：壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)以上，對(duì)普通家庭照明可謂"一勞永逸"。

3、可以工作在高速狀態(tài)：節(jié)能燈如果頻繁的啟動(dòng)或關(guān)斷，燈絲就會(huì)發(fā)黑，很快的壞掉，所以更加安全。

4、固態(tài)封裝，屬于冷光源類型。所以它很好運(yùn)輸和安裝，可以被裝置在任何微型和封閉的設(shè)備中，不怕振動(dòng)。

5、led技術(shù)正日新月異的在進(jìn)步，它的發(fā)光效率正在取得驚人的突破，價(jià)格也在不斷的降低。一個(gè)白光LED進(jìn)入家庭的時(shí)代正在迅速到來(lái)。

6、環(huán)保，沒(méi)有汞的有害物質(zhì)。LED燈泡的組裝部件可以非常容易的拆裝，不用廠家回收都可以通過(guò)其它人回收。

7、配光技術(shù)使LED點(diǎn)光源擴(kuò)展為面光源，增大發(fā)光面，消除眩光，升華視覺(jué)效果，消除視覺(jué)疲勞。

8、透鏡與燈罩一體化設(shè)計(jì)。透鏡同時(shí)具備聚光與防護(hù)作用，避免了光的重復(fù)浪費(fèi)，讓產(chǎn)品更加簡(jiǎn)潔美觀。

9、大功率led平面集群封裝，及散熱器與燈座一體化設(shè)計(jì)。充分保障了led散熱要求及使用壽命，從根本上滿足了LED燈具結(jié)構(gòu)及造型的任意設(shè)計(jì)，極具LED燈具的鮮明特色。

10、節(jié)能顯著。采用超高亮大功率led光源，配合高效率電源，比傳統(tǒng)白熾燈節(jié)電80%以上，相同功率下亮度是白熾燈的10倍。

11、超長(zhǎng)壽命50,000小時(shí)以上，是傳統(tǒng)鎢絲燈的50倍以上。LED采用高可靠的先進(jìn)封裝工藝—共晶焊，充分保障LED的超長(zhǎng)壽命。

12、無(wú)頻閃。純直流工作，消除了傳統(tǒng)光源頻閃引起的視覺(jué)疲勞。

13、綠色環(huán)保。不含鉛、汞等污染元素，對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何污染。

14、耐沖擊，抗雷力強(qiáng)，無(wú)紫外線（UV）和紅外線（IR）輻射。無(wú)燈絲及玻璃外殼，沒(méi)有傳統(tǒng)燈管碎裂問(wèn)題，對(duì)人體無(wú)傷害、無(wú)輻射。

15、低熱電壓下工作，安全可靠。表面溫度≤60℃（環(huán)境溫度Ta=25℃時(shí)）。

16、寬電壓范圍，全球通用LED燈。85V~ 264VAC全電壓范圍恒流，保證壽命及亮度不受電壓波動(dòng)影響。

17、采用PWM恒流技術(shù)，效率高，熱量低，恒流精度高。

18、降低線路損耗，對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染。功率因數(shù)≥0.9，諧波失真≤20%，EMI符合全球指標(biāo)，降低了供電線路的電能損耗和避免了對(duì)電網(wǎng)的高頻干擾污染。

19、通用標(biāo)準(zhǔn)燈頭，可直接替換現(xiàn)有鹵素?zé)?、白熾燈、熒光燈?/p>

20、發(fā)光視效能率可高達(dá)80lm/w，多種LED燈色溫可選，顯色指數(shù)高，顯色性好。

很明顯，只要LED燈的成本隨led技術(shù)的不斷提高而降低。節(jié)能燈及白熾燈必然會(huì)被LED燈具所取代。

國(guó)家越來(lái)越重視照明節(jié)能及環(huán)保問(wèn)題，已經(jīng)在大力推行使用LED燈具了。

優(yōu)缺點(diǎn)

* 散熱問(wèn)題，如果散熱不佳會(huì)大幅縮短壽命。

* 低端LED燈的省電性還是低于節(jié)能燈（冷陰極管，CCFL）。

* 初期購(gòu)買成本較高。

* 因LED光源方向性很強(qiáng)，燈具設(shè)計(jì)需要考慮LED特殊光學(xué)特性。

以下針對(duì)霓虹燈與LED燈相關(guān)比較，加入最新的LED技術(shù)進(jìn)去比較，不是之前大家在網(wǎng)絡(luò)中見(jiàn)到的那份資料。

1. LED光源有100000小時(shí)壽命嗎?

按光衰7%，實(shí)際只有約50000小時(shí)。按光衰3%，實(shí)際運(yùn)用可以達(dá)到80000小時(shí)。

2. LED不會(huì)發(fā)熱嗎?

會(huì)，需散熱。

3. LED可取代白熾燈嗎?

光通量，光效和顯色性可以，但太貴且近幾年不會(huì)有所下降。但可以通過(guò)提高產(chǎn)品的光通量從而降低替換白熾燈的成本。

4. LED可作普通光源簡(jiǎn)單地使用嗎?

不行，要驅(qū)動(dòng)電源，光學(xué)LED燈和熱傳導(dǎo)配合。

5. 二種光源性能和優(yōu)點(diǎn)比較

霓虹燈的優(yōu)勢(shì)已被LED覆蓋，但LED燈價(jià)太高。

6. 二種光源的電源比較

LED低壓好，但載電流過(guò)大。大顆粒1瓦的LED單燈輸入電流在350mA。

7. 二種光源的控制技術(shù)比較

LED易實(shí)現(xiàn)，但霓虹燈成熟。

8. 二種光源的穩(wěn)定性比較

LED不一致性大，霓虹燈相當(dāng)穩(wěn)定。少數(shù)產(chǎn)家可以做到相對(duì)穩(wěn)定，比如用CREE 跟AOD芯片相結(jié)合，取各自芯片的優(yōu)點(diǎn)。

9. 二種光源的價(jià)格比較

LED較貴，但黃色和紅色已相當(dāng)，主要貴的是LED白光。

10. 二種光源戶外使用比較

LED燈已經(jīng)能做到完全防水、防塵。

11. 二種光源市場(chǎng)的比較

全球照明產(chǎn)品年產(chǎn)值420億美元(中國(guó)150億美元)LED光源現(xiàn)比例小于1%。

基于定時(shí)器的LED燈電路圖制作

運(yùn)用定時(shí)器0工作在方式1（16位計(jì)數(shù)器）實(shí)現(xiàn)LED燈的閃爍。先來(lái)看看定時(shí)器0工作在方式1的邏輯結(jié)構(gòu)圖。

從上圖可以看到，GATE先經(jīng)過(guò)非門，再和INT0引腳作為或門的輸入。這里簡(jiǎn)單提一下數(shù)字電路中的與門、或門和非門。顧名思義，與門當(dāng)且僅當(dāng)所有輸入都位高電平時(shí)輸出才是高電平，或門只要有其中之一輸入是高電平則輸出就是高電平，非門的輸出電平狀態(tài)剛好和輸入電平狀態(tài)相反。因此從定時(shí)器0方式1的邏輯結(jié)構(gòu)圖中，當(dāng)GATE=0，且TR0=1時(shí)，TL0低8位寄存器便在機(jī)器周期的作用下開(kāi)始加1計(jì)數(shù)。當(dāng)TL0計(jì)滿之后向TH0進(jìn)位，直到TH0也計(jì)滿，此時(shí)再來(lái)一個(gè)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器便溢出TF0置1，發(fā)出定時(shí)器0中斷申請(qǐng)。

在清楚定時(shí)器的工作方式之后，重點(diǎn)就是如何讓定時(shí)器定時(shí)我們想要的時(shí)間呢？這就涉及到定時(shí)器的初值問(wèn)題。定時(shí)器一旦啟動(dòng)，便在TL0和TH0原來(lái)的基礎(chǔ)上開(kāi)始每隔一個(gè)機(jī)器周期加1操作直到溢出。假設(shè)在程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)TL0和TH0的初值都是0，單片機(jī)的晶振是12MHz，那么該單片機(jī)的機(jī)器周期就是1us，計(jì)滿TL0和TH0一共需要（2的16次方減1=65535）個(gè)數(shù)，再來(lái)一個(gè)加1就溢出。也就是說(shuō)定時(shí)器最多可以定時(shí)的時(shí)間是65536us（65.536ms），可想而知如果我們需要定時(shí)器能夠定時(shí)50ms的話，那么TL0和TH0必須有一定的初值。通俗的理解就是定時(shí)器的16位計(jì)數(shù)器是個(gè)水桶，這個(gè)水桶最多能夠倒?jié)M65.536斤水，而我們只需要往水桶里到50斤水就把水桶倒?jié)M，這個(gè)時(shí)候水桶里必須要有15.536斤水，這就是初值。

好，這里我們就正式開(kāi)始如何確定定時(shí)器的初值，我們要讓定時(shí)器定時(shí)50ms就產(chǎn)生一次中斷，這個(gè)時(shí)候TL0和TH0裝入的總數(shù)就是65536-50000=15536，把15536對(duì)256取模：15536/256=60裝入TH0中，把15536對(duì)256求余：15536%256=176裝入TL0中。這樣就得到我們想要的初值了。

那么為什么這樣算呢？之前已經(jīng)說(shuō)過(guò)定時(shí)器0工作在方式1時(shí)是16位的計(jì)數(shù)器，其中TH0是高8位，TL0是低8位，單片機(jī)復(fù)位時(shí)TL0和TH0初值如下圖所示，每一位的值都是二進(jìn)制（要么是0要么是1），當(dāng)TL0計(jì)滿之后向TH0進(jìn)位，TH0計(jì)滿后再加1就申請(qǐng)定時(shí)器中斷。

TL0計(jì)滿一次時(shí)8位值都是1，也就是255（2的8次方減1），再來(lái)一個(gè)加1時(shí)TL0全部清零向TH0進(jìn)位，也就是說(shuō)此時(shí)TL0中的值是0000 0000，而TH0中的值是0000 0001，這個(gè)時(shí)候是計(jì)數(shù)256次；同樣的等到TL0第二次計(jì)滿時(shí)8位值都是1，再來(lái)一個(gè)加1時(shí)TL0全部清零向TH0進(jìn)位，也就是說(shuō)此時(shí)TL0中的值是0000 0000，而TH0中的值是0000 0010，這個(gè)時(shí)候是計(jì)數(shù)2*256次，依次類推，當(dāng)計(jì)滿256*256次時(shí)溢出。大家看出規(guī)律了嗎？

好，我們繼續(xù)講任何一種情況，假設(shè)TL0中的初值是十進(jìn)制L，TH0中的初值是十進(jìn)制H，那么經(jīng)過(guò)（256-L）次計(jì)數(shù)后TH0中的值加1變成H+1，TL0中的值變成0；再經(jīng)過(guò)256次計(jì)數(shù)后TH0中的值變成H+2，TL0中的值變成0。依次類推，當(dāng)TH0加了（256-H）次1時(shí)發(fā)生溢出，定時(shí)器請(qǐng)求中斷。

因此一共經(jīng)過(guò)了【（256-H-1）*256+256-L】=（65536-256H-L）次計(jì)數(shù)定時(shí)器請(qǐng)求中斷。也就是說(shuō)定時(shí)器中的16位寄存器的初值C=256H+L。

很明顯TH0中的初值H=C/256，而TL0中的初值L=C%256，這就推導(dǎo)出來(lái)了。

搞定了定時(shí)器初值的問(wèn)題，接下來(lái)我們就可以寫定時(shí)器中斷的代碼了。

中斷服務(wù)程序的寫法

C51的中斷函數(shù)格式如下：

void 函數(shù)名() interrupt 中斷號(hào) using 工作組

{

中斷服務(wù)程序具體內(nèi)容

}

中斷函數(shù)沒(méi)有返回值和參數(shù)，函數(shù)名只要符合C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)就可以，中斷號(hào)是指單片機(jī)中的中斷源序號(hào)，是編譯器識(shí)別不同中斷源的唯一憑證，using工作組是指這個(gè)中斷服務(wù)程序使用單片機(jī)內(nèi)存中4組工作寄存器的哪一組，由編譯器自動(dòng)分配，通常我們可以忽略不寫。

講了這么多，終于可以寫程序了，是不是有點(diǎn)小激動(dòng)呢？

#include //包含頭文件

sbit led = P0^0;

unsigned char count = 0; //定時(shí)累計(jì)變量，我們需要1000ms定時(shí)，50 * 20 = 1000

//count是全局變量，通俗地說(shuō)就是程序每次重新執(zhí)行時(shí)值保持住最近一次的值

//后續(xù)會(huì)專門講講C語(yǔ)言的一些基礎(chǔ)知識(shí)

void main()

{

TMOD = 0x01; //設(shè)置定時(shí)器0工作方式1，16位計(jì)數(shù)

TH0 = (65536 - 45872) / 256; //晶振11.0592MHz，定時(shí)50ms時(shí)TH0初值

TL0 = (65536 - 45872) % 256; //晶振11.0592MHz，定時(shí)50ms時(shí)TL0初值

EA = 1; //開(kāi)啟總中斷

ET0 = 1; //開(kāi)啟定時(shí)器0中斷

TR0 = 1; //啟動(dòng)定時(shí)器0

while(1); //程序停止，等待定時(shí)器0中斷發(fā)生

}

void T0_INT() interrupt 1 //大家對(duì)照著上述格式看看

{

TH0 = (65536 - 45872) / 256; //晶振11.0592MHz，定時(shí)50ms時(shí)TH0初值

TL0 = (65536 - 45872) % 256; //晶振11.0592MHz，定時(shí)50ms時(shí)TL0初值

//重裝初值，這個(gè)很好理解，我們需要每次定時(shí)的時(shí)間相同

count++; //每進(jìn)入一次中斷，也就是說(shuō)50ms時(shí)間到了，count變量進(jìn)行累計(jì)

if(20 == count) //1000ms定時(shí)時(shí)間到

{

count = 0; //清零，使得可以再次定時(shí)1000ms

led = ~led; //P0.0電平取反，也就實(shí)現(xiàn)LED燈的熄滅或者點(diǎn)亮

}

}

淺談LED燈工作原理

LED臺(tái)燈電路如下圖所示，工作原理如下：

●點(diǎn)亮過(guò)程：在平常燈不亮?xí)r：C1由+B（+B為鉛蓄電池電壓）通過(guò)R1、R2、R3充電至+B，此時(shí)燈不亮為待機(jī)狀態(tài)。使用時(shí)當(dāng)按下SW然后松開(kāi)，C1的正極被短接到Q1的b極，而C1的負(fù)極接Q1的e極，由于C1兩端電壓為+B且不能突變，故Q1因Ube1電壓很大很快進(jìn)入飽和狀態(tài)，Q1飽和后其C極電位幾乎為0V，+B則通過(guò)R1、R2的分壓加至Q4的b極，Ube4正偏，于是Q4也迅速飽和導(dǎo)通，使Q4的C極電位幾乎為+B。它產(chǎn)生兩個(gè)作用：一是使穩(wěn)壓管ZD1（穩(wěn)壓值約為2.5V）反向擊穿、D3正向?qū)?，之后剩余電壓加至Q1的b極，使Q1維持飽和，實(shí)現(xiàn)自保。二是此+B電壓經(jīng)R6和R5的分壓加至Q3的b極，使Q3也飽和導(dǎo)通，于是高亮度LED有電流流過(guò)而發(fā)光，電燈開(kāi)始照明。Q1由于自保維持飽和導(dǎo)通．其C極電位幾乎為0V，則C1通過(guò)R3、Uce1放電而使其兩端電壓為0V。

●關(guān)閉過(guò)程：如果在照明狀態(tài)下再按一下SW并松開(kāi)，由于C1兩端電壓為0V，使Q1的b-e結(jié)電壓為0V而截止，Q1的c極因Q1截止變?yōu)?B電位。Q4的b極也因R1、R2的分壓為+B電位，Q4的b-e結(jié)因0V偏置截止．Q4的c極失去+B電壓使Q3截止，3個(gè)LED無(wú)電流通過(guò)而熄滅（電燈被關(guān)閉），此時(shí)C1又由+B通過(guò)R1、R2、R3充電，為下次動(dòng)作作準(zhǔn)備。

●充電狀態(tài)時(shí)：充電器的直流電源Vcc通過(guò)D1接入+B，為鉛蓄電池充電，同時(shí)Vcc通過(guò)D2加至Q4的b極，使Q4維持截止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)即使按下SW，Q1無(wú)論是導(dǎo)通或截止，Q4均截止，所以Q3也截止，3只LED無(wú)電流通過(guò)而不亮．以免影響充電。

●鉛蓄電池充滿電時(shí)，實(shí)測(cè)+B電壓為4.2V。為了使Q1在使用時(shí)能維持飽和導(dǎo)通（能自保）。+B必須大于Uce4+Uzd1+UD3+Ube1=0.2+2.5+0.6+0．6=3.9V；當(dāng)+B電壓在使用中下降至3.9V以下時(shí)．不足以使ZD1反向擊穿而使Q1無(wú)法實(shí)現(xiàn)自保．此時(shí)的現(xiàn)象是按下SW后3個(gè)LED閃亮一下或維持幾分鐘后熄滅，很多人誤認(rèn)為是燈壞了。實(shí)際上此時(shí)應(yīng)該充電了．而不是有故障。

由于+B只有4V．故該電路工作在低電壓的情況下．一般元件不易損壞，只有Q3以及R7、R8、R9工作時(shí)電流較大，維修時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮

低成本高性能LED照明燈電路圖在實(shí)用新型專利“一種低成本高性能LED照明電路”中提出了“穩(wěn)流”這一新概念，如果這一概念得到專家認(rèn)可的話，這一概念從電子學(xué)角度可以說(shuō)“填補(bǔ)了一項(xiàng)概念上的空白”，盡管它以前并沒(méi)有什么大用途。在實(shí)用新型專利“一種低成本高性能LED照明電路”中提出了“穩(wěn)流”這一新概念，如果這一概念得到專家認(rèn)可的話，這一概念從電子學(xué)角度可以說(shuō)“填補(bǔ)了一項(xiàng)概念上的空白”，盡管它以前并沒(méi)有什么大用途。

一、“濾波”與“穩(wěn)壓”

交流電源出現(xiàn)之后，就有AC變DC的需要。要從AC得到一個(gè)DC電源，我們先就得進(jìn)行整流，但是整流輸出得到的電壓是半正弦波的，于是有個(gè)簡(jiǎn)單的方法是在輸出端并聯(lián)一個(gè)電容，將電荷存起來(lái)，這就是濾波。對(duì)于對(duì)電源波動(dòng)要求不高的負(fù)載，只要濾波就行了，但對(duì)于對(duì)電壓要求要達(dá)到電池的電壓性質(zhì)差不多的電路來(lái)說(shuō)，濾波就不行了，而必須穩(wěn)壓。

濾波電路中最佳的有源濾波電路可以得到近似于直流的電源，但它依然不是穩(wěn)壓電源。因?yàn)樗敵龅碾妷罕M管接近于直流，但卻會(huì)隨輸入交流電壓的升高而升高、隨負(fù)載電流的增加而降低。但穩(wěn)壓電源的輸出電壓則不會(huì)有這種變化。

簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓電源，為了保證輸出電壓的穩(wěn)定，當(dāng)輸入電壓升高時(shí)，它就得將過(guò)剩的電能消耗在穩(wěn)壓電路上，因此，穩(wěn)壓電源會(huì)發(fā)熱，而濾波電源的發(fā)熱則要小得多了。

二、“穩(wěn)流”與“恒流”在有些電子電路中，因某種需要，我們要向其提供恒穩(wěn)的電流，而不是穩(wěn)定的電壓，于是就產(chǎn)生了“恒流電源”。

但還有一類元件，它不允許電流有較大的波動(dòng)，也就是不能過(guò)流，但是，較小的電流它也能工作，比如LED就是這樣一種元件。這時(shí)我們只要向它提供基本上沒(méi)有波動(dòng)的電流就行了，這個(gè)沒(méi)有濾動(dòng)的電流源就稱為“穩(wěn)流源”，這類電流或使電流成為這類電流就稱為“穩(wěn)流”。

三、四個(gè)概念的對(duì)比“穩(wěn)流”和“濾波”很相似，但不同的是，穩(wěn)流針對(duì)的對(duì)象是電流，而濾波針對(duì)的是電壓;“恒流”與“穩(wěn)壓”很相似，但也是同樣的不同，恒流針對(duì)的對(duì)象是電流，而穩(wěn)壓針對(duì)的對(duì)象是電壓。

“穩(wěn)流”隨輸入電流的增加，而增加輸出電流;“濾波”隨輸入電壓的升高，而升高輸出電壓。

“恒流”輸入的電流增加而提升輸入電壓，但輸出電流不變;“穩(wěn)壓”輸入的電壓發(fā)生變化，輸出的電壓不變。 注：這里所述的這類“穩(wěn)流電路”是在專利“一種低成本高性能LED照明電路中提出的，是否為首創(chuàng)待考證。其它的“穩(wěn)流電路”一般指可調(diào)“恒流電路”。

結(jié)語(yǔ)

關(guān)于LED燈的相關(guān)介紹就到這了，希望通過(guò)本文能讓你對(duì)LED燈有更深的認(rèn)識(shí)。

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