LED用于通用照明已指日可待。LED在通用照明系統中優(yōu)勢很多，如壽命更長以及效率更高。然而， LED技術還面臨著一些挑戰(zhàn)。其中一個挑戰(zhàn)就是如何產生高品質的白光。白光LED的構成包含了藍光LED 和能將光輸出移至光譜的其他波段的一種熒光粉。許多白光LED都無法產生高顯色指數(Color Rendering Index，CRI)，該參數用于衡量光源真實重現色彩的能力。

　　通過混合兩種或兩種以上顏色的LED光，可以獲得品質更高的白光系統。在這些多色系統中，每種色源的光輸出會隨時間和溫度而漂移。光傳感器和小型單片機(MCU)可用于維持特定顏色和相關色溫(Correlated Color Temperature，CCT)。在本文中，我們將進一步了解傳感器、所需MCU資源和軟件。

　　目前市場上有許多經濟實惠的小型光傳感器，它們可以向MCU提供用于處理的信息。典型地，傳感器具有一些可選的顏色過濾器，用于測量紅光、綠光、藍光或白光(無過濾器)。光傳感器輸出接口可通過一系列的方法與MCU連接。光轉電壓傳感器通過輸出電壓與模數轉換器(ADC)相連。光轉頻率傳感器提供變頻輸出，輸出頻率與光的量成正比。這些傳感器的脈沖輸出可以在MCU定時器中進行累加，以確定光照級別。光轉數字傳感器通常具有串行數字接口，例如I2C。每種類型的傳感器接口都具有獨特的優(yōu)點，且需要不同的MCU資源。圖1所示的系統框圖給出了多種MCU外設，它們在顏色可調的LED照明設計中非常有用。

在完整的閉環(huán)色彩控制系統中，MCU必須讀取來自光傳感器的顏色成分，校準光傳感器輸出，并通過調節(jié)各個LED驅動器的輸出獲得想要的顏色。LED需要使用恒流驅動器來維持光輸出的一致性。這可以使用各種驅動器技術實現，這些技術包括線性和開關模式解決方案。最終的選擇取決于諸如效率要求、輸入電壓范圍和所用LED數量等因素。

　　驅動器輸出可以使用不同的方法來控制。首先，MCU可以通過數模轉換器(DAC)或數字電位計來產生模擬參考電壓。參考電壓可以使驅動器輸出在零至最大電流之間變化。MCU還可以提供用于調制驅動器輸出的PWM信號。PWM信號可用于使能/禁止驅動器本身，或者用于控制將LED與驅動器輸出斷開的開關。如果使用PWM控制，則選擇的PWM頻率要足夠高，這樣人眼才能察覺不到任何閃爍。

　　設計人員必須確定色彩控制系統要求的控制分辨率需要達到何種程度，以便選擇具備相應外設的MCU。對于光轉電壓傳感器，MCU上ADC的測量分辨率很重要。光轉頻率傳感器需要一個通過外部時鐘實現遞增的MCU時基。光轉數字傳感器需要相應的串行通信接口外設。

　　帶多個PWM外設的MCU可用于控制各個LED驅動器。在高分辨率色彩控制系統中，首選具有16位或更高控制分辨率的PWM外設。串行通信外設(如UART、SPI、I2C、LIN和USB等)支持輸入/輸出控制和顯示功能。

控制系統來說，PIC24FJ16GA002(見圖2)之類的MCU器件是上佳之選。PIC24器件具有28引腳的小尺寸封裝，程序存儲器范圍為16至64 KB，并且在單個器件中提供了串行通信接口、10位ADC和5個PWM通道。16位MCU內核可以輕松地處理與傳感器校準和色彩控制有關的算術運算。

　　傳感器數據輸出必須根據參考電壓進行校準，以提供一致的結果。校準過程使用色度計來將不同顏色LED的輸出與光譜響應和光傳感器的靈敏度在標準色度坐標系中進行數學關聯。校準過程會生成一個系數矩陣，它必須隨照明系統存儲在非易失性存儲器中，并在控制系統的每次控制中用于確定關聯和所需輸出之間的差。