隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全球的能源消耗增長越來越快，伴隨而來的后果則是大量的環(huán)境被污染和生態(tài)遭到破壞，現(xiàn)在人們正在尋找新的節(jié)能方式。

人類消耗能源的比較重要的方面其中之一就是照明，根據(jù)我國調(diào)查，中國每年照明的用電量達(dá)到3000億度以上。如果全部的白熾燈有LED照明燈取代，可節(jié)省的用電量將達(dá)到1000億度。開發(fā)和推廣應(yīng)用節(jié)能系統(tǒng)，成為迫在眉睫的任務(wù)。LED作為一種固態(tài)冷光源，是繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度放電燈之后的第四代新光源。基于單片機(jī)的LED自適應(yīng)調(diào)光系統(tǒng)，是一種典型的綠色照明方式，與傳統(tǒng)照明相比，具有智能、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、安全可靠等這些優(yōu)點(diǎn)，這是代表著照明技術(shù)的未來。基于此本文設(shè)計(jì)了一種LED燈光自動調(diào)光系統(tǒng)，可以根據(jù)環(huán)境的亮暗自動調(diào)節(jié)光的強(qiáng)弱。該系統(tǒng)成本低廉，有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用前景。

1、系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)

硬件系統(tǒng)的各個(gè)組成部分和其應(yīng)該實(shí)現(xiàn)的功能是：

1）主控單元。整個(gè)系統(tǒng)裝置的核心部分，所有采集到的信號、數(shù)據(jù)要經(jīng)過CPU的處理，并進(jìn)行判斷，發(fā)出控制信號。

2）光信號采集模塊。實(shí)時(shí)測量環(huán)境光強(qiáng)度，然后進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換，送入主控單元進(jìn)行處理，作為判斷光強(qiáng)度信息和監(jiān)控的目標(biāo)。

3）電源模塊。為裝置提供需要的電源，包括各種集成芯片需要的數(shù)字電源，采集單元需要的模擬電源和LED驅(qū)動電路的電源。電源要能夠保證其穩(wěn)定性，使各個(gè)單元能夠正常工作。

4）按鍵電路。用于設(shè)置環(huán)境光報(bào)警值。

5）報(bào)警、顯示電路。報(bào)警電路用于當(dāng)環(huán)境光低于設(shè)定的環(huán)境光報(bào)警值時(shí)自動報(bào)警提示。顯示電路用于顯示環(huán)境光強(qiáng)度大小。

6）LED燈驅(qū)動電路。驅(qū)動芯片ULN2003接收單片機(jī)發(fā)出的PWM信號來驅(qū)動LED燈亮、調(diào)節(jié)其亮度大小。

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1、單片機(jī)的選擇

STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)部就自帶高達(dá)60KFLASHROM，這種工藝的存儲器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫。而且STC系列單片機(jī)支持串口程序燒寫。顯而易見，這種單片機(jī)對開發(fā)設(shè)備的要求很低，開發(fā)時(shí)間也大大縮短。其中寫入單片機(jī)內(nèi)的程序可以進(jìn)行加密處理，可以保護(hù)你的勞動成果不受侵犯。重要的一點(diǎn)STC12C5A60S2目前的售價(jià)與傳統(tǒng)51差不多，市場供應(yīng)也很充足。是一款高性價(jià)比的單片機(jī)。考慮到MCS-51單片機(jī)具有較強(qiáng)的代表性以及該系列單片機(jī)資料較多，本設(shè)計(jì)采用STC12C5A60S2單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

2.2、LED燈調(diào)光方案

采用脈寬調(diào)制（PWM）來調(diào)光。通過STC12C5A60S2產(chǎn)生的PWM波來調(diào)節(jié)驅(qū)動芯片，來實(shí)現(xiàn)調(diào)光的目的。PWM調(diào)光具有精度高，節(jié)能，易于實(shí)現(xiàn)智能控制的等特點(diǎn)。

本系統(tǒng)擬采用STC12C5A60S2單片機(jī)作為主控模塊，由光電轉(zhuǎn)換電路采集外界光強(qiáng)信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換送單片機(jī)處理，單片機(jī)根據(jù)處理結(jié)果智能調(diào)節(jié)輸出PWM來控制驅(qū)動電路的電流大小，并以此來調(diào)節(jié)LED的亮度大小。

2.3、光信號采集電路

光線檢測電路是比較重要的一個(gè)部分，其中關(guān)鍵的元件有兩個(gè)，一個(gè)是光敏電阻，一個(gè)可調(diào)電阻。光敏電阻通過對當(dāng)前環(huán)境光線的強(qiáng)弱來改變自己的阻值，從而改變其兩端的電壓，來達(dá)到控制LED燈亮暗的效果，還可以根據(jù)實(shí)際情況再加一個(gè)可調(diào)電阻，通過改變電阻的大小來改變光敏電阻的靈敏度。如果認(rèn)為天色還挺亮的，燈就開了，那就把電阻變大些，光敏電阻的靈敏度就下降了，這樣就可以等到天暗下來時(shí)再開燈，同樣的，天已經(jīng)很暗了，燈還沒亮，那就把電阻調(diào)小點(diǎn)，這樣反復(fù)多調(diào)幾次，就可以把LED燈調(diào)到一個(gè)最理想最合適的狀態(tài)了。下圖為光信號采集電路。