大功率LED灯光动态变化控制器设计[2]

　　2 软件设计
　　2. 1 下位机程序设计

　　下位机程序主要包括与PC 机的串口通信、实时采样LED 灯的电流和端电压, 运用DDS原理和LED变化模式数据生成LED电流的目标值, 同时运用积分分离算法改变LED 电流实际值。为了保护LED 灯,当LED 电压过高时, 立刻关断PWM 输出。下位机程序中关键是LED灯电流闭环的实现, 以及按照预定要求实现LED灯电流的动态改变。

　　( 1) 积分分离PID 控制算法电流闭环。积分分离控制算法可表示为

　　( 2) 运用DDS原理动态改变LED 灯电流。

　　DDS( direct dig ita l synthesis, 直接数字合成) 是一种应用数字技术产生信号波形的方法。DDS 技术建立在采样定理的基础上, 它首先对需要产生的信号波形进行采样和量化, 然后存入存储器作为待产生波形的数据表。在输出信号波形时, 从数据表中依次读出数据, 产生数字化的信号。它将所需要的电流值以数组的形式存入ROM 中, 使用dsPICF2023内部定时器,每一次中断查找数组获得每一点的波形所对应的电流值。使用DDS可以生成任意电流波形, 控制程序框图如图2所示。

　　2. 2 基于LabW indow s/CV I的上位机软件设计

　　LabW indow s /CV I是美国N I( N ationa l Instrum ent)公司推出的32位面向计算机测控领域的虚拟仪器开发平台, 可以在多个操作系统下运行, 它以工程技术人员所熟知的ANSI C 为核心, 将功能强大、使用灵活的C 语言与用于数据采集、分析和显示的测控专业工具有机地结合起来。此外, 模块化的数据处理方法, 使软件开发效率得到极大的提升且易于升级。

　　上位机软件主要功能有: 对串行口通信进行设置、接收处理器通过串口发过来的数据并解包、实时动态显示数据及控制LED 电流变化模式, 软件流程图如图3所示。