论文总字数：25032字

摘 要

伴随着全世界经济文化的高速增长，人类对高质量LED的需求愈来愈高。几个年代过去了，从最初的发光二极管(LED)成像的应用和程序的诞生到最新可记载的人类在1974年之前发明的LED设备。LED设备广泛的用于银行，证券交易所，企业甚至汽车上面的广告传媒。这种LED设备广泛用于成像。此外，白光二极管的出现把LED（发光二极管）也广泛地推向照明产业。一个划时代的产业诞生了，这是一个取代传统白炽灯，超越爱迪生的新照明时代。LED的角色也出现了多样的变化，不单单是成像设备的角色，也是照明设备的角色。如何使LED发挥好自己的作用在于LED场致发光的条件。也就是如何得到平稳均匀美观的电流。这就是我们本设计所需要讨论的如何驱动LED的问题。

一个功能良好的LED照明阵列需要一个设计合适的驱动。优秀的驱动设计才能更好驱动LED阵列的照明。而社会上传统的方式设计的驱动器件大部分在特性上面无法满足发展的需要。此外，二极管本身具有十分强大的潜力和良好的特性。本文从照明的发展历史，过渡到介绍LED的现状，主要介绍了LED在国内和国外的现状。进一步介绍了LED的优异于传统灯具的特性。并且介绍了基于FPGA的一种实现驱动256个灰度级别的LED阵列驱动方案。

本次实验采用合适的LED阵列作为实验的对象，对相关的芯片和器件作了性能上的测试。把最终的结果与设计要求做了对比，基本实现了所需要的功能。与同类器件相比，我们有功率高，线性特性好的特点。

关键词：照明设计；LED阵列；FPGA设计;驱动电路;Verilog

DESIGN OF DRIVER DEVICE FOR LED ARRAY’S LIGHTING

Abstract

Several decades past, from the application of initial light emitting diode (LED) and the birth of application to the latest invention which is recorded in 1974 by human . LED devices are widely used in Banks, stock exchange, enterprise even above the car advertising media. This LED equipment widely used in imaging. In addition, the appearance of white light diode of LED (light-emitting diode) is also widely used in the lighting industry.A landmark industry was born, which is a replace of traditional incandescent lamp, beyond Edison's time and creat a brandnew era. Leds also appeared a variety of changes, the role of not only is the role of imaging equipment, and the role of lighting equipment.How to make the LED his role is to play a good LED electroluminescent conditions.That is how to get a smooth uniform appearance of current.This is our design need to discuss the problem of how to drive the LED.

A feature of good LED lighting array need a suitable design. Excellent driving design can better drive LED array illumination. Traditional way of design and society driving device cannot satisfy the needs of the development of most of the above features.In addition, the diode itself has very strong potential and good properties. This article from the development history of lighting, to introduce the present situation of the LED ，mainly introduced the leds in the current situation of domestic and foreign. Further introduces the characteristics of excellent traditional lamps and lanterns of LED. And an implementation based on FPGA was introduced driver 256 gray level of the LED array driver program.

This experiment uses the suitable LED array as the experimental object, chips and devices for the performance of the relevant tests. The end result did compared with the design requirements, basically achieved the required functionality. Compared with the similar devices, we have a high power, good linear characteristic characteristics.

KEY WORDS: Lighting design; The LED arrays; FPGA design;Driver; Verilog

目录

LED矩阵照明器件驱动设计 2

第1章 绪论 5

1.1.1 从照明历史到LED调光 5

1.1.2 LED设备的优缺点 10

1.1.3 国内LED发展现状及趋势 11

1.1.4 国外LED发展现状及趋势 19

1.2 功能分析 20

1.2.1 功能划分 20

1.2.2 功能描述 20

第2章 FPGA简介 22

2.1 FPGA的发展 22

2.2 FPGA原理与功能 23

2.3 基于QuartusⅡ的FPGA设计 23

2.3.1 quartusⅡ简介 23

2.3.2 MAXII FPGA介绍 24

第3章 总体设计 25

3.1 系统总体结构思路与分析 25

3.2 数模转换部分结构设计与实际性能 26

3.2.1 结构设计 26

3.2.2 实际分析 27

3.3 模拟电压输出提升与稳定模块 28

3.4 LED驱动 30

3.4.1 LED driver输入输出特性研究 31

3.4.2 LED driver调光方式研究 33

3.5 LED矩阵介绍 34

第4章 总结 36

4.1 性能分析 36

4.2 性能缺陷. 36

4.3 综述 36

致谢 38

参考文献(References) 39

绪 论

从照明历史到LED调光

地球运转的能源来自太阳能，太阳能是光能。动物植物的日常生活也离不开光照，光带来温度和能量。在某一种特殊的意义上来说，人类社会文明的进步离不了优质照明设备的出现和先进光调制技术的使用。因此深入研究LED矩阵调光系统，对于促进经济和科学技术的可持续发展等都具有长远而重要的理论和现实意义。

科学家利用炭十四（C₁₄）同位素半衰期的固定时间原理，测定到：地球是45.6亿年前诞生的^[17]。太阳系诞生的时候，地球就和太阳一起出生了，太阳的光茫一直照耀着地球的表面。月亮是围绕着地球运动的卫星，它的对日年龄大概是60亿岁；换一种算法，月的对地年龄是1.74亿岁。故而，月光是很晚才照耀到地球表面的。可是人类的历史短不过几十万年，远远低于月亮的岁数。所以，月亮光已经足够了^[1]。

照明发展史

自然光照明会阻碍人类的发展。对于人类，黑夜是危险的，冬天是寒冷的，时间是漫长的。根据现代科学家推测：人类的远古祖先，是在一次雷电点燃森林大火后，学会了用火来烤熟生肉，在黑夜里照亮周围，也用火驱赶豺狼虎豹，围着火取暖。这就是最古老的实现了人工照明的实例。科学家已经发现了，在旧石器时代，人类已经学会用火了，北京猿人的生活遗址里发现了使用火的痕迹^[2]。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：25032字