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杭州电子科技大学 毕业设计（论文）开题报告 题 目 基于单片机的LED驱动器设计与实现 学 院 电子信息学院 专 业 电子信息工程 姓 名 陈昌虎 班 级 学 号 指导教师 高明煜 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.LED背景介绍 LED 是一种新型的固态光源,它具有结构简单,重量轻,体积小,使用方便等优点,故备受人们的青睐.在同样照度下,LED灯的电能消耗和寿命比白炽灯和荧灯都有明显的优势,被公认为是21世纪最具发展前景的一种光源。如果用 LED 灯取代目前传统照明光源的 50%,我国每年节省的电量就相当于一个三峡发电站发电量的总和,也许LED 光源比传统光源昂贵,但是用一年时间可以收回光源总投资,其经济效益显而易见.当然,节能是考虑使用LED光源的最主要原因.但原始电源不能直接为LED供电,而必须经过电源变换,因此研究LED 驱动电源就很有意义。 2.LED 驱动器的国内外发展 近年来，随着LED市场的蓬勃发展，对LED驱动器产生了巨大的需求。因此许 多有实力的IC厂商，包括日本的东芝(TOSHIBA)、索尼(SONY)，美国的德州仪器(TI)，台湾的聚积(MBI)和点晶科技(SITI)等，开始生产LED专用驱动芯片。例如，台湾聚积科技在2008年推出了MB15039芯片，它具有全屏实时静默错误侦测技术(Silent Error Detection)，符合了LED显示屏应用的高规格需求。聚积科技实现实时的全屏错误侦测功能的驱动芯片，包括实时的亮点与暗点错误侦测，使得MB15039不仅适合LED交通显示屏应用，更提升以客户为导向的商业LED显示屏应用需求。同样由聚积推出的MBI5030是全世界第一款内建16位元PWM的智能型LED驱动芯片，可建立最高达65 ，53 6种灰阶应用的全彩显示屏，足以提供较宽影像处理能力，符合高阶的LED显示屏对于色彩、灰阶表现的高规格要求。在2008北京奥运开幕式上长147 公尺，宽22公尺的画卷就是采用了570，000颗聚集科技的S-PWM专利技术驱动芯片MBI5030，取得了很好的效果。 我国在高亮度 LED 这一领域起步较晚，中科院半导体所、北京大学等单位在国家863计划和自然科学基金的支持下，在1993年才开始了一些这方面的研究工作。所以这些导致了LED驱动芯片的开发比起国外来也起步较晚。国内的一些芯片企业规模较小，技术水平较低，成本很难降低，所以与国外同行难以形成竞争。国内实际有能力进行芯片设计和蓝绿外延加工的且具备一定规模的主要是厦门三安、大连路美、士兰微电子等几家公司。士兰微电子是一家传统的集成电路设计企业，在LED驱动芯片设计与制造上可以有所作为，公司已有这方面的产品推出，所以士兰微的发展前景较好。 3.选题依据和意义 由于LED是非线性器件，当LED导通时，只要LED上的正向电压发生微小变化,就有可能会使正向电流过大，持续一段时间久会导致LED器件发热损坏。而LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，即LED的亮度基本上是由通过LED的正向电流决定的。由上述LED的工作特性可看出其对供电电源质量的依赖程度很大，实现一个高质量的供电电源对提高LED的照明质量、电能利用率、延长LED的使用寿命有着重要的意义。供电电源的稳定性主要取决于LED驱动电路设计，采用恒流源驱动，可以保证LED上流过的电流将不受电压、环境温度变化以及LED 参数离散性的影响，从而能保持LED正向电流恒定，充分发挥LED的各种优良特性。 由于传统的LED驱动装置在输出能力、效率等方面都存在严重不足之处：第一，无法满足大功率LED的要求，由于各分立元件的额定电流有限，一般无法达到正常工作性能指标，导致整个电源的转换效率较低；第二，输出电流波动范围达到10%左右，不符合LED驱动恒流的特性，影响LED的发光效率和寿命，第三，硬件电路的兼容性很差，不适合多路接入，一旦负载的额定电流改变，必须重新设计整个硬件电路。 因此，为实现经济实用、性能可靠的LED恒流驱动电源，引入单片机技术，采用硬件电路设计和软件程序设计相结合的方法,以单片机为核心,通过负反馈调整输出电流以达到稳定的目的,从而使系统的性能得到很大的改善和提高,有效地解决了LED光源输出稳定性和可靠性的问题。故采用基于单片机的LED驱动器方案。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 1.研究的基本内容： 该系统主要由电源模块、微控制器模块、电流源模块、负载模块及键盘显示模块构成。 ①电源模块 由于设计要求输出最大电流达2A，输出最大电压达到12V，且纹波电流要求很小，因此对电源的要求比较高，尤其体现