隨著綠色照明與智能家居日益受到關注，短距離無線通信技術也逐漸開始應用在相關領域。針對於此，本文設計並完成了基於TI CC430 係列和UCC28810 的無線LED 照明係統
，旨在提供一種新穎、高效以及智能化的無線LED 照明係統解決方案。

 

 

照明係統與人民生活息息相關，但目前絕大部分照明係統都是利用各類普通開關對dui燈deng具ju進jin行xing打da開kai和he關guan閉bi，燈deng光guang的de亮liang度du調tiao節jie也ye是shi通tong過guo普pu通tong的de調tiao光guang開kai光guang進jin行xing相xiang應ying的de調tiao節jie。每mei次ci進jin行xing照zhao明ming係xi統tong的de操cao作zuo須xu走zou到dao開kai關guan處chu才cai能neng完wan成cheng
，且qie一yi個ge開kai關guan一yi般ban隻zhi對dui應ying一yi路lu燈deng具ju，導dao致zhi需xu要yao安an裝zhuang很hen多duo開kai關guan，因yin此ci非fei常chang有you必bi要yao設she計ji一yi種zhong集ji調tiao光guang和he開kai關guan一yi體ti的de無wu線xian遙yao控kong發fa射she接jie收shou裝zhuang置zhi以yi提ti升sheng照zhao明ming係xi統tong的de智zhi能neng化hua。這zhe將jiang有you效xiao地di克ke服fu傳chuan統tong有you線xian控kong製zhi的de弊bi端duan
，減jian少shao線xian路lu布bu局ju，並bing使shi人ren們men可ke自zi由you的de在zai任ren何he地di方fang都dou可ke對dui照zhao明ming係xi統tong進jin行xing相xiang應ying的de操cao作zuo。基ji於yu這zhe種zhong需xu求qiu，本ben文wen設she計ji了le無wu線xianLED 照明係統的解決方案，具有非常豐富的功能。具體來說有以下幾種功能：

 

1、集中控製和多點操作的功能;

 

2、軟啟動功能：開燈時，燈光由暗漸亮，關燈時
，燈光由亮漸暗。避免大電流衝擊
，保護照明係統，延長使用壽命;

 

3、燈光明暗調節功能：調節不同燈光的亮度，操作方便;

 

4、全開全關和記憶功能;

 

5、定時控製功能;

 

6、亮度自適應調節;

 

 

本文設計采用了TI 的CC430 無線通信平台，該平台融合了基於16Bit 的超低功耗MSP430 內核 以及業界領先的不足1GHz 的CC1101 RF 收發器之上。完美的結合實現了獨特的低功耗/高(gao)性(xing)能(neng)組(zu)合(he)與(yu)前(qian)所(suo)未(wei)有(you)的(de)高(gao)集(ji)成(cheng)度(du)

，帶(dai)來(lai)更(geng)為(wei)先(xian)進(jin)的(de)高(gao)選(xuan)擇(ze)性(xing)與(yu)高(gao)阻(zu)塞(sai)性(xing)能(neng)，確(que)保(bao)即(ji)使(shi)在(zai)噪(zao)聲(sheng)環(huan)境(jing)下(xia)也(ye)能(neng)實(shi)現(xian)可(ke)靠(kao)通(tong)信(xin)。能(neng)夠(gou)充(chong)分(fen)利(li)用(yong)其(qi)高(gao)達(da)25MHz 的峰值執行性能，且功耗僅為160uA/MHz。針對基於CC430 的設備，TI 提供了種類豐富的MSP430 MCU 外設集

，如12-Bit 的ADC、LCD驅動以及比較器等高性能數字與模擬外設。此外

，還具有AES-128 硬件安全模塊確保通信的安全性。

 

無線LED 照明係統的整體框圖如圖1 所示。其中控製端部分設計為采用雙節AA 電池供電的

手持式遙控模塊，其基於CC430F6137，帶有段式LCD 驅動
，豐富的I/O 口資源，以及能夠構建觸摸功能的比較器;而接收端則基於CC430F5137，其帶有12-Bit 的 ADC 以及多通道的PWM 模塊。通過在控製端CC430F6137 的比較器B 上構建觸摸滑條與按鍵功能，對滑條的觸摸位置進行檢測並轉換為PWM的占空比

，通過雙邊的RF 模塊發送/接收相應的調製參數，再由接收端CC430F5137 產生調節LED 燈亮度的PWM信號，對驅動模塊UCC28810 進行調製，如圖2所示。

 

 

CC430 的射頻模塊使用的是業界領先的不足1GHz 的CC1101 RF 收發器，該部分是基於RF頻率的直接合成，其射頻合成器包括一個完整芯片的LC-VCO 和一個對接模式的混頻器進行頻率合成。該射頻的接收單元將RF 信號通過低噪聲放大器（LNA）進行前置放大
，再對其中頻信號進行濾波、數據解調以及同步包等工作。CC430 支持的頻率範圍為：300MHz~348MHz;389MHz~464MHz;779MHz~928MHz;在本設計中使用的是433MHz 的載波頻率
，鑒於應用場合其要求的傳輸速率較低，因此選用的是3.2Kbps;並通過PATABLE 對輸出功率進行調整
，滿足不同的距離需求。

RF 模塊的硬件電路在整個係統設計中尤為重要，如圖3 所示。圖中的C5

， C9

， L3 以及L8形成一個平衡轉換器，用以將CC430 上的差分端口RF_N/RF_P 平衡電路轉換成單端不平衡的RF 信號，方便將振子流過電纜屏蔽層外的高頻電流截斷。圖中的L5
，C10 和L4 構成了帶通濾波器;L2，L6 和C8 構成低通濾波器。在本設計中RF 的天線采用的是鞭狀天線或者陶瓷天線。

 

在本設計中，控製端部分為手持式遙控模塊。其設計的人機交互界麵主要是LCD 顯示以及觸摸按鍵。其中將觸摸滑條的功能用於調節LED 的亮度，是係統中較為形象與新穎的設計之一。其充分利用了MSP430 的自身資源特性，在CC430F6137 集成的比較器COM_B 以及PCBLayout 的傳感電容上
，構建了基於弛張振蕩方式（RO）的觸摸按鍵功能，由於在COMP_B 中自帶有REF 參考電壓配置網絡，因此無需像COMP_A 那樣使用外部硬件方式實現參考電壓網絡。其原理如圖4 所示，主要通過TimerA 測量RC 振zhen蕩dang電dian路lu在zai固gu定ding時shi間jian內nei的de振zhen蕩dang次ci數shu，當dang人ren手shou觸chu摸mo在zai傳chuan感gan電dian容rong上shang，會hui改gai變bian其qi自zi身shen電dian容rong值zhi，使shi得de對dui應ying的de振zhen蕩dang次ci數shu發fa生sheng明ming顯xian變bian化hua，以yi此ci來lai判pan斷duan觸chu摸mo/非觸摸的狀態。構建一個4/5 級觸摸滑條與2 個觸摸按鍵。

 

3.3 傳感器硬件電路設計

 

光敏傳感器的使用使得LED 照明係統能夠實現亮度自調節功能

，硬件電路如圖5 所示。光敏傳感器使用的是光敏電阻，因其有著良好的光電特性以及價格優勢，非常適合於光強檢測場合的使用。係統中主要通過對Vo 電壓的檢測，反映光強的變化
，進而對PWM進行相應的調製。

 

本文主要描述了以CC430 為控製核心的無線LED 照明係統的設計。整個係統經過軟/硬ying件jian設she計ji與yu調tiao試shi使shi得de功gong能neng基ji本ben得de到dao實shi現xian，係xi統tong實shi際ji硬ying件jian電dian路lu如ru圖tu所suo示shi。實shi測ce過guo程cheng中zhong能neng夠gou有you效xiao地di進jin行xing集ji中zhong控kong製zhi和he多duo點dian單dan獨du控kong製zhi，定ding時shi控kong製zhi，自zi動dong調tiao光guang等deng預yu設she功gong能neng
，滿man足zu當dang前qian市shi場chang對dui此ci類lei解jie決jue方fang案an的de功gong能neng要yao求qiu。