近年来，随着环境污染与能源危机的加剧，绿色能源与可持续发展成为世界各国面临的重大课题，太阳能作为一种清洁无污染的可再生能源。受到举世瞩目的关注而得到快速发展。LED发光二极管作为第四代照明光源，以高效、长寿命、节能环保等优点，已经被广泛应用于各个场合。以太阳能LED照明系统为代表的绿色照明产业，正在掀起新一轮的照明改革风浪。本文针对太阳能电池和白光LED照明系统做了相应的研究与应用设计。首先，论文在阐述了课题背景及相关国内外研究动态的基础上，对整个光伏系统的构成部件进行了详细的论述，并对太阳能电池、蓄电池和负载LED进行了优化配置，从电池容量、功率匹配等方面分别进行了计算与分析，保证系统在稳定工作的前提下，尽量减小前期投入成本；其次，在阅读国内外大量参考文献的基础上，对常用蓄电池的充电方法和太阳能电池大功率跟踪方法进行分析和比较，并提出了简单有效，适合小功率型MPPT跟踪策略，并进行了验证；再次，论文阐述了基于Buck变换器的MPPT充电主电路和基于Boost变换器的LED恒流驱动主电路的设计，并通过单片机的控制，实现人体红外感应控制灯的开关，达到最大节能目的；最后，通过实验平台进行相关测试和数据分析。毕业课题实现了AVR单片机控制的太阳能LED照明系统，兼具蓄电池的过充和过放保护等功能。给出了硬件设计电路图及软件流程图，详细介绍了软硬件工作原理，通过测试，实际运行工作可靠稳定。