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本文针对传统照明能效低、耗电量大等问题，提出了一种光伏供电自动调光LED 驱动电路设计方案。方案采用光、电互补的供电方式，旨在保证供电稳定的基础上充分利用太阳能，以节约电费成本。系统使用压控恒流源作为LED 光源驱动电路，采用GY-30光照度传感器采集室内光照度，通过处理器相应逻辑处理进行闭环控制，实现室内的恒照度调光。软件程序实现了压控恒流源的控制电压平滑变化，避免因控制电压突变造成闪光。 1 引言
龙岩在线随着能源危机的加剧，绿高效的照明系统受到了社会的广泛重视（李晓帆，针对锂电池的太阳能充电器的设计：微型机与应用，2012）。我国在1996年推出了“中国绿照明工程”，旨在我国发展和推广高效照明器具，逐步代替传统的低效照明电光源，节约照明用电。大功率白光LED 以其高效、低功耗、低电压驱动、使用寿命以及节能环保等优点，引起了全世界的广泛关注（罗全明，支树播，蒋德高，周雒维，一种高可靠无源恒流LED 驱动电源：电力自动化设备，2012），越来越多的被应用于各种照明场合，在可预见的将来将进入一般照明市场以替代传统的照明方案成为新一代照明光源。因此，针对白光LED 驱动电路（王易，徐祥柱，黎兆宏，明鑫，周泽坤，张波，一种用于LED 驱动的恒流控制电路设计：微电子学，2012）的研究设计具有重要的应用意义和研究价值。
2 总体设计方案
调光驱动系统由STC89C52单片机、GY-30光照度传感器、D/A 转换电路、LED 驱动电路和LED 光源等五部分组成。由于LED 的亮度与工作电流成正比，故调节工作电流即可调节LED 的发光亮度。调光系统主要由GY-30采集光照度反馈给STC89C52处理芯片，经过STC89C52进行相应的逻辑处理，输出随光照度规律变化的数值电压量，经过DA 转换芯片变成模拟电压量送给压控恒流源的控制端，进而LED 的驱动电路驱动LED 灯，从而实现调光，系统框图如图1
所示。
图1 总体设计方案框图
3 硬件电路设计
3.1 光伏供电电路
设计采用4块相同的太阳能光伏板两两串联再并联，构成电压峰值约为20V 、短路电流300mA 、功率约为6W 的太阳能采集模块，这些参数足够满足单节18650锂电池充电。以LM2596为核心的DC/DC 降压稳压电路，接在光伏板输出端。LM2596是降压型电源管理单片集成电路光伏板输出端，能够输出3A 的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。电路如图2所示。 3.2 电池保护模块
锂电池保护模块采用DW01、MOS 管8205A 为核心的锂电池保护电路，DW01是一款单节可充电锂电池保护集成电路，具有过充、过放、过流及短路保护功能。电路如图3
所示。
图2 降压稳压模块电路原理图
图3 锂电池保护模块电路原理图
3.3 自动调光LED驱动电路
系统主要由GY-30采集光照度反馈给STC89C52处理芯片，经过STC89C52进行相应的逻辑处理，输出随光照度规律变化的数字电压量，经过DA 转换芯片变成模拟电压量送给压控恒流源的控制端，改变其输出电流的大小，进而驱动LED 负载，最终实现自动调光。采用高精度集成运放芯片OP07与大功率场效应管IRF640相结合构成的恒流源。
4 系统软件设计
主程序流程图如图4所示，当系统上电后，单片机进行主程序初始化，进入主程序，首先执行所有模块初始化代码，然后进入无限循环只运行调光子程序，主函数运行所需数据和显示程序由定时
器中断子程序提供和执行，按键程序都外部中断函数执行。
图4 主程序流程图农药电子手册
光伏供电自动调光LED驱动电路设计
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5 测试及分析
5.1 测试项目
测试按照硬件电路的两部分即光伏供电模块和自动调光LED 驱动模块分别测试。
首先测试LED 驱动部分，LED 负载为20颗0.06W 的LED 并联，单颗LED 的管压降约为3V ，总电流限制在400mA 以内，即单颗LED 最大电流限制在20mA 以内，测试环境光照强度为0lux 。取一独立光源模拟环境光照强度，设置总光照强度保持在396lux 到404lux 之间。设Vcon 为DAC 模块输出电压，室内总光照强度设定值为SDZ 。5.2 实际测试结果及误差分析
表4.1 参数测试结果1
序号环境光照强度/lux
DAC输出电压/V
恒流源输出电流值/mA
16 1.69359250 1.53193133 1.1524543100.398354000.214464500.13277
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本模块测试使用GY-30光照度传感器模块、51单片机控制电路、恒流源驱动电路。LED 负载为20颗0.
06W 的LED 并联。通过传感器检测，根据室内光照度自动调节LED 灯串的亮度。表4.1、4.2分别为总光照强度设置在400lux 与450lux 时测得的控制电压量和输出电流值。
系统根据不同的室内照度，调节DAC 输出电压从而改变LED 光亮度。由于室内照度计探头位置放置和光照度传感器有一定的偏差，故数据存在一定的误差。即环境光照强度小于设定值时，根据计算公式计算DAC 输出电压与万用表显示电压基本吻合；环境光照
强度大于设定值时，无论室内光照度值是多少，DAC 输出电压均为零，LED 不照明。将实验数据与理论值进行比较，考虑一定误差的情况下，基本吻合。
表4.2 参数测试结果2
序号环境光照强度/lux
DAC输出电压/V
恒流源输出电流值/mA
16 1.9404250 1.713633133 1.3628943100.612754000.214464500.13277
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交换空间2011
6 结论
cps1设计的光伏供电自动调光LED 驱动器，采用太阳能电池供电，能根据环境光照强度自动调节输出光照强度，使环境中的总体光照强度稳定在合适的光照强度下。驱动器适用于教室灯光自动调节，保护学生视力，也可以用于对光照度要求严格的植物大棚光照自动调节。光伏供电具有节能环保的优势，同时设计采用通用器件，产品价格低廉、稳定可靠，具有良好的推广应用价值。
参考：李晓帆，针对锂电池的太阳能充电器的设计：微型机与应用，2012,31(4):89-91,94；罗全明，支树播，蒋德高，周雒维，一种高可靠无源恒流LED 驱动电源：电力自动化设备，2012,(04):58-62；王易，徐祥柱，黎兆宏，明鑫，周泽坤，张波，一种用于LED 驱动的恒流控制电路设计：微电子学，2012,(02):229-232。
作者简介：彭飞（1996—），男，大学本科，现就读于辽宁工业大学。
引言：TCP/IP作为一种成熟开放的通信协议，被广泛应用于实现各设备之
间的信息交互。传统基于CPU实现TCP/IP 的方式虽然简单易实现且应用广泛，但也存在不可忽视的缺陷。Thumb定律表明，处理每秒1bit数据产生的TCP/IP负载至少需要消耗1Hz的CPU处理能力。因此，在网络带宽飞速增长的趋势下，对数量庞大的网络数据进行处理会给CPU带来巨大的压力，传统CPU处理方式也越来越成为高速网络通信发展的瓶颈。
为满足高速网络通信的需求，采用硬件实现TCP/IP协议处理的技术逐渐发展起来，该类技术充分利用FPGA等器件自身带宽大、处理速度快等特点，研制不依赖于CPU的TCP/IP硬件处理卡，将CPU从繁重的TCP/IP协议处理任务中彻底释放出来。本文对利用FPGA实现TCP协议处理的方案进行了深入的研究。
一、TCP/IP协议简介
江新蓉TCP/IP是一个具有四层结构的协议
基于FPGA 的TCP 设计与实现
中国电子科技集团公司第二十研究所 杨
敏
系统，每一层包含的多种协议用于实现不同的功能，当接收设备收到以太网帧时，数据由链路层开始自底向上经由各层协议进行首部解析处理，并根据首部中的标识信息，将当前层解析后的数据单元送往相应的上层协议进一步处理，该过程称为分用。应用程序通过TCP/IP协议栈发送用户数据时，每层协议为收到的数据包添加首、尾部后，都将其送往各自的下层协议进行同样的操作，该过程称为封装。
二、FPGA设计与实现
本文将FPGA内部的TCP处理功能划分为：用户逻辑模块、以太网模块和MAC模块，其中根据TCP/IP的分层模型对各模块作进一步的划分，如图1所示。
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FPGA接收到以太网帧后，首先经过以太网模块对以太网帧进行分用产生IP报文，IP模块对IP报文进行分用后产生TCP报文段或ICMP报文段，并根据报文段首部信息将其送至TCP客户端模块、TCP服务器模块、ICMP模块进行不同的解析处理，当FPGA发送网络数据时处理过程与上述为逆过程，其中ARP模块负责对ARP协议进行处理、ICMP模块负责对ICMP协议进行处理。TCP协议内容和实现的复杂性使对其硬件描述的难度增大，因此本文将对与TCP协议处理相关的TCP客户端模块及TCP服务器模块进行重点介绍。
1）TCP客户端模块及TCP服务器模块的设计
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