机电技术 2011年 8 月
72
作者简介：李艳芳(1987-)，女，硕士研究生，主要研究方向为电子技术研究及嵌入式系统开发。
PWM 驱动三基色 LED 配色控制研究
李艳芳
（厦门大学物理与机电工程学院，福建 厦门 361005）
摘 要：LED 光源由于其耗能低、寿命长、发光效率高等特点正迅速占领各照明设备市场，利用三基色原理又可
以使 LED 发出任意颜色的可见光，满足不同条件的照明要求。采用 PWM 调制方式进行三基色 LED 配色控制的研究，
实验证明其电路简单、操作方便，能很好的实现各种颜色的配置和切换。
关键词：LED 三基色原理 PWM驱动
中图分类号：TM923.01 文献标识码：A 文章编号：1672-4801(2011)04-072-03
LED 是 Light Emitting Diode (发光二极管）
的缩写，它由数层很薄的搀杂半导体材料制成，
利用半导体的 PN 结把电能转换成光能
[2]
。作为第
四代新光源，LED 被认为是 21 世纪最具价值的
光源
[1,3]
。与传统光源相比，它具有体积小、耗能
低、寿命长、发光效率高等优点。
三基色 LED 的原理是利用红绿蓝（RGB）三
种颜色的 LED 发出的光作为基础，按适当的比例
进行配色，从而得到特定所需颜色的光源。理论
上讲，用红、绿、蓝三种颜色就可以配比出任何
颜色可见光。本文即研究亮度和颜色可控的三基
色 LED 控制原理。LED 的调制方式有振幅调制
和脉宽调制（Pulse Width Modulation PWM)两种
方式。PWM 调制具有颜色控制精度高的特点，
适合数字电路实现。利用 PWM 驱动 LED 进行亮
度控制并达到所需颜色的配比，以满足不同条件
下的照明需求。
1 硬件电路组成及工作原理
1.1 PWM 驱动原理
PWM 是一种周期恒定而高低电平的占空比
可以调制的方波信号，当输出脉冲周期一定时，
占空比越大，输出的有效电压就越大，所驱动负
载的平均功率就越大。如图 1 所示，当电源电压
VCC 不变时，改变占空比即
1/( 1 2)TTT+ 的值，
就可以改变输出电压的平均值，这就是 PWM 的
工作原理。
图 1 PWM 工作原理
由上述原理可知，用 PWM 控制 LED 时，
LED 发光并不是连续的，而是在快速的闪烁。但
是由于人眼具有视觉惰性，即视觉的停留，当
PWM 的频率达到一定值后，人眼的闪烁感觉就
会消失。使人眼闪烁感觉刚好消失的频率叫临界
闪烁频率。所以，只要 PWM 的频率足够高，人
眼感觉到的就是 LED 在整个周期内的平均亮度，
即可以用 PWM 的占空比来控制 LED 的亮度变
化。
现在产生 PWM 控制信号的技术已经十分成
熟，可以有很多方法，比如用 555 电路或者用专
门的芯片如 SG3525 等，但是这都会导致电路的
复杂化，增加电路成本。AT meg e48 单片机自带
有快速 PWM 信号输出功能，可用来产生高频的
PWM 波形，方法简单只需在程序中设置相应寄
存器即可，为了简化电路，直接采用 ATmege48
单片机作为 PWM 信号输出单元。
1.2 无线遥控模块介绍
在颜色切换的触发控制中采用 433M 的 J04P
无线射频模块进行远程遥控，并配合专用的编码
芯片 SC2262 和解码芯片 SC2272 进行信号的编码
和解码。
J04P 采用独特的超再生电路结构，SMT 工艺
树脂封装，内含放大整形电路，输出为数字信号，
可直接至解码器，使用极为方便。22622 是一
种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电
路，最多可有 12 位（A0-A11）三态地址端管脚，
任意组合可提供 531441 地址码，2262 最多可有 6
位（D0-D5）数据端管脚。使用时 2262 和 2272
的地址码必须设置相同，才能进行数据通讯
[4,5]
。
433M 射频模块与 2262/2272 的典型应用电路
如图 2 所示。
