培训报告
题目：可控组员：学院：电子控制与工程专业：电子科学与技术LED照明及检测
可控LED照明灯设计报告
摘要：本组采用TI的TPS61040作为led的驱动芯片,以MSP430单片机为控制核心,光敏二极管作为照度检测传感器,实现led电流预制功能及照度检测?
关键词: MSP430 照度检测 TPS61040
一、 总体方案设计与论证
1、恒流部分
方案一:系统恒流可控部分采用分立元件搭建,由于分立元件各项参数可方便自由更改,如果参数适当,系统的整体性能将会远远超过集成元件的性能。但由于分离元件的各项参数都可调，如果不具备丰富的经验，将会给调试带来很大困难。
方案二: 恒流部分采用开关电源芯片驱动，由于开关电源的低损耗将会对整体电路的效率有较大提升，同时集成芯片外围器件简单，方便电路的安装设计
综合考虑本系统采用方案二 2、芯片选择
MSP430系列单片机具有处理能力强?运算速度快?超低功耗?片上资源丰富?方便高效的开发环境等优良特性?TPS61040作为恒流数控电源,1.8V至6V的输入电压范围,400mA的输出电流能力,最高输出电压达28V,满足本设计的所有要求?
本系统采用单片机MSP430F149为系统控制的核心,主要包括TPS驱动模块,LED的功率检测,电源和光度计的制作模块等,总体框图如图表1?
ADC电压电流检测按键及显示MSP430恒流可控电源及ＬＥＤADC光敏器件
图表 1
二、 各模块电路方案选择
1、 恒流及功率检测
VCC5VL110μHU1VINSWENFBGNDD1MBRM120LT1C20.1μFVOUT1LED2LED1VOUT2R2R3120kΩR4120kΩ120kΩR1110ΩR5200kΩC1TPS610404.7μFVCON
图表 2
TPS61040是一个DC/DC的低功率boost升压电路转换器,由于内部开关频率达到1M所以外部元件可以值可以取很小。其中EN端是使能端保证芯片的正常工作，FB是反馈端内部参考电压1.233V，外部接电流采样电阻实现恒流输出。AD转换采用MSP430内部集成12位ADC将输出电压采样传送给单片机,使用精密电阻采样电流经送入单片机的ADC,单片机计算出功率后送入1602液晶屏显示?
电感L1是储能电感,D1和1uF电容用于整流滤波?Rs将输出电流转换为电压反馈到FB,控制输出电流的稳定,单片机通过数模转换芯片TLV5618控制R2的电压,设定输出电流，其中DA输出3.3V时Io=0，DA输出0V时Io=20mA。
2、 数模转换部分
采用TLV5618,TLV5618兼容SPI协议，12位串行DA，具有较高精度，且占用IO口很少，符合本设计要求。
VCC5VR6470ΩDACrefTLV5618OffPage1OffPage2U3TL431CPC110μFC20.1μFOffPage3HDR2X3DAC参考电压
图表 3
3、 照度检测部分
VCC5VR151ΩVCC5VR31MΩ2.7 %Key=A3VCC5VVCC5VR6718U3763120kΩ18U26VOUT2U1TL431ACDFloatGNDR2510Ω24OP07AZ1MΩ16.1 %Key=BR5R41kΩ4OP07AZFloatGNDFloatGNDFloatGND由于没有光敏二极管进行仿真，R3用来代替光敏二极管
图表4
光敏二极管具有比光敏电阻更高的灵敏度，所以采用型号为2CU1B的光敏二极管，灵
敏度可达到80uA/uW，暗电流5uA以下，使用时要加反向电压。
OP07不支持单电源供电,但由于本系统只能用+5V电源供电,于是采用抬高地电位作为浮地使用将负电源接口接真实地,其中浮地电位由TL431提供（稳定电压值为2.5V,准确值为2.495V）,TL431最大能承受100mA的电流,选择合适的电阻使其工作在50mA状态,这样浮地电位最大可提供50mA的输入输出电流，足以满足题目要求。 此时的输出电压实际是
VOUT=2.495V?I光电流?R2?AV
4、显示及按键部分
LCD1LM016LVSSVDDVEERSRWE456R110k12131415161718192021222324252627282930313233343552535857555456R210kP1.0/TACLK/CAOUTP1.1/TA0P1.2/TA1P1.3/TA2P1.4/SMCLKP1.5/TA0P1.6/TA1P1.7/TA2P4.0/TB0P4.1/TB1P4.2/TB2P4.3/TB3P4.4/TB4P4.5/TB5P4.6/TB6P4.7/TBCLK363738394041424344454647484950515960612345610711896462R310kP2.0/ACLK/CA2P5.0/UCB1STE/UCA1CLKP2.1/TAINCLK/CA3P5.1/UCB1SIMO/UCB1SDAP2.2/CAOUT/TA0/CA4P5.2/UCB1SOMI/UCB1SCLP2.3/CA0/TA1P5.3/UCB1CLK/UCA1STEP2.4/CA1/TA2P5.4/MCLKP2.5/ROSC/CA5P5.5/SMCLKP2.6/ADC12CLK/CA6P5.6/ACLKP2.7/TA0/CA7P5.7/TBOUTH/SVSOUTP3.0/UCB0STE/UCA0CLKP3.1/UCB0SIMO/UCB0SDAP3.2/UCB0SOMI/UCB0SCLP3.3/UCB0CLK/UCA0STEP3.4/UCA0TXD/UCA0SIMOP3.5/UCA0RXD/UCA0SOMIP3.6/UCA1TXD/UCA1SIMOP3.7/UCA1RXD/UCA1SOMIXT2OUTXT2INRST/NMITCKTDI/TCLKTDO/TDITMSMSP430F249P6.0/A0P6.1/A1P6.2/A2P6.3/A3P6.4/A4P6.5/A5P6.6/A6P6.7/A7/SVSINVEREF+VREF+VREF-/VEREF-XINXOUTAVCCAVSSR410k7891011121314U1123D0D1D2D3D4D5D6D7 图表5
按键采用四个独立按键,显示使用1602液晶屏?按键采用独立按键,由于msp430的
port1,port2口都有外部中断的功能,因此,当检测到按键按下时就会触发中断,从而能对按键的功能进行处理。
1602液晶是最常用的显示器,它的操作比较方便,满足一般的显示要求并且本系统要求显示的量比较简单,只涉及简单的数字字母显示,不涉及汉子显示?因此本采用1602液晶进行显示就能满足要求?
三:软件流程
开始初始化系统是否有键按下否保持初始化是设定电流值进行AD采样和输出
图表 6
四?总体电路
LCD1LM016LVSSVDDVEERSRWE456R110k12131415161718192021222324252627EN282930313233343552535857555456P1.0/TACLK/CAOUTP1.1/TA0P1.2/TA1P1.3/TA2P1.4/SMCLKP1.5/TA0P1.6/TA1P1.7/TA2P4.0/TB0P4.1/TB1P4.2/TB2P4.3/TB3P4.4/TB4P4.5/TB5P4.6/TB6P4.7/TBCLK363738394041424344454647484950515960612345610711896462VOUT1VOUT2VO123R210kR310kP2.0/ACLK/CA2P5.0/UCB1STE/UCA1CLKP2.1/TAINCLK/CA3P5.1/UCB1SIMO/UCB1SDAP2.2/CAOUT/TA0/CA4P5.2/UCB1SOMI/UCB1SCLP2.3/CA0/TA1P5.3/UCB1CLK/UCA1STEP2.4/CA1/TA2P5.4/MCLKP2.5/ROSC/CA5P5.5/SMCLKP2.6/ADC12CLK/CA6P5.6/ACLKP2.7/TA0/CA7P5.7/TBOUTH/SVSOUTP3.0/UCB0STE/UCA0CLKP3.1/UCB0SIMO/UCB0SDAP3.2/UCB0SOMI/UCB0SCLP3.3/UCB0CLK/UCA0STEP3.4/UCA0TXD/UCA0SIMOP3.5/UCA0RXD/UCA0SOMIP3.6/UCA1TXD/UCA1SIMOP3.7/UCA1RXD/UCA1SOMIXT2OUTXT2INRST/NMITCKTDI/TCLKTDO/TDITMSMSP430P6.0/A0P6.1/A1P6.2/A2P6.3/A3P6.4/A4P6.5/A5P6.6/A6P6.7/A7/SVSINVEREF+VREF+VREF-/VEREF-XINXOUTAVCCAVSSR410k+5V R710k+5VVOUT1R610kVOL1L1135tps61040D1J1EN246MBRD835Q12N39037891011121314D0D1D2D3D4D5D6D7D2LEDD4LEDC14.7uD3LEDD5LEDVOUT2C34.7uD610BQ1001.0LDR1LDRC20.1uR560 图表 7
五：附录1 程序源码
//--------------------------------------------- //--------1602液晶驱动------------------- //---------------------------------------------
#include
可控led照明及检测报告.
