系統(tǒng)由PIC16F690單片機(jī)、TSL2561光照度傳感器、LED光源和LED驅(qū)動(dòng)電路4部分組成。由于LED的亮度與工作電流成正比，故調(diào)節(jié)工作電流即可調(diào)節(jié)LED的發(fā)光亮度。目前主要有調(diào)節(jié)正向電流和脈沖調(diào)制調(diào)光兩種調(diào)光方法。由于脈寬調(diào)制調(diào)光具有不會(huì)產(chǎn)生任何色彩偏移、調(diào)光精度高、結(jié)合數(shù)字技術(shù)調(diào)光、調(diào)光范圍寬、不閃爍等優(yōu)點(diǎn)，故本文選用脈沖調(diào)制調(diào)光。

系統(tǒng)主要由TSL2561采集光照度反饋給PIC16F690處理芯片，經(jīng)過PIC16F690進(jìn)行相應(yīng)的算法處理，輸出隨光照度規(guī)律變化的PWM波形，經(jīng)過帶有PWM接口的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED燈從而實(shí)現(xiàn)調(diào)光。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

同時(shí)，在本系統(tǒng)中加入了人體運(yùn)動(dòng)控制以及按鍵控制，能夠檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在無人時(shí)自動(dòng)關(guān)閉LED燈，進(jìn)一步減少電能浪費(fèi);按鍵能夠調(diào)節(jié)PWM波形的頻率以及設(shè)定環(huán)境最大光照度，使系統(tǒng)更為人性化。

1.1 PIC16F690單片機(jī)

PIC16F690單片機(jī)具有高性能的RISC CPU、低功耗以及豐富的外設(shè)資源，能夠滿足本系統(tǒng)的硬件資源需求。由于該款單片機(jī)資源豐富，既滿足系統(tǒng)需求，又不十分浪費(fèi)資源，故降低了控制器成本。

1.2 TSL2561光照度傳感器

TSL2561是TAOS公司推出的一種高速、低功耗、寬量程、可編程靈活配置的光強(qiáng)度數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片。該芯片的應(yīng)用能夠提供最好的顯示亮度并降低電源功耗。TSL2561具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

①可編程配置許可的光強(qiáng)度上下閾值，當(dāng)檢測(cè)光照度超過閾值時(shí)能產(chǎn)生中斷信號(hào);

②數(shù)字輸出符合標(biāo)準(zhǔn)的SMBus和I2C總線協(xié)議;

③可編程控制模擬增益和數(shù)字輸出時(shí)間;

④超小封裝和超低功耗;

⑤自動(dòng)抑制50 Hz/60 Hz的光照波動(dòng)。

TSL2561的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。其內(nèi)部有兩個(gè)光敏二極管通道，即通道0和通道1，其中通道0對(duì)可見光和紅外線都敏感，通道1僅對(duì)紅外線敏感。流過光敏二極管的電流經(jīng)過積分式A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，轉(zhuǎn)換完后將數(shù)字量存入芯片內(nèi)部的寄存器中。積分式A/D轉(zhuǎn)換器將在一個(gè)積分周期完成后自動(dòng)進(jìn)行積分轉(zhuǎn)換過程。TSL2561可以通過對(duì)其內(nèi)部16個(gè)寄存器設(shè)定來控制，該16個(gè)寄存器可通過標(biāo)準(zhǔn)的SMBus或者I2C總線協(xié)議訪問。