《LED智能臺燈系統(tǒng)課程設(shè)計.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《LED智能臺燈系統(tǒng)課程設(shè)計.doc（31頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、一、課程設(shè)計目的、任務(wù)和內(nèi)容要求：在現(xiàn)代城市中，隨著人口和能源消耗的急劇增長，總用電量也在日益增加，要是沒有節(jié)能措施，便會造成能源枯竭的不良后果。因此，LED智能臺燈便有了其設(shè)計的必要性。本課程設(shè)計的任務(wù)就是設(shè)計一個LED智能臺燈系統(tǒng)。鼓勵學生在熟悉基本原理的前提下，與實際應(yīng)用相聯(lián)系，提出自己的方案，完善設(shè)計。具體設(shè)計任務(wù)如下： 1熟悉LED智能臺燈的工作原理； 2寫出LED智能臺燈的設(shè)計方案；3用硬件及軟件加以實現(xiàn)；4寫課程設(shè)計報告。 二、進度安排：第周： 查找資料，熟悉LED智能臺燈的設(shè)計原理，給出設(shè)計總體方案；第2周： 各模塊的詳細設(shè)計；第3周： 硬件連線，調(diào)試；第4周： 寫課程設(shè)計報告
2、。三、主要參考文獻：1謝自美. 電子線路設(shè)計-實驗-測試M .武漢:華中科技大學出版社, 20002周志敏. 紀愛華 集成穩(wěn)壓電源電路圖集M.北京：中國電力出版社,20073余永全. 單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用M.電子工業(yè)出版社,20034林雪梅. 熱釋電紅外傳感器及其應(yīng)用J.甘肅科技縱橫,2005.（01） 指導教師簽字： 年 月 日目 錄摘要 .IIAbstract .II1 緒論.11.1 系統(tǒng)設(shè)計的目的.11.2 LED智能臺燈特性.11.3 系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容. 22 系統(tǒng)的可行性分析. 33 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計. 4 3.1 電源模塊.4 3.1.1 LED光源驅(qū)動電路.4 3.1.2 元
3、器件選擇. 53.1.3 LED光源的設(shè)計. .7 3.2 單片機外圍電路模塊.8 3.2.1單片機總控制電路.8 3.2.2時鐘電路.93.2.3 STC89C52具體介紹.103.3 紅外感應(yīng)模塊.113.4 手動調(diào)節(jié)光強模塊.12 4 系統(tǒng)軟件電路設(shè)計.14 4.1 PWM調(diào)光.14 4.2 人體紅外感應(yīng)144.3 手動調(diào)節(jié)光強.155總 結(jié) .16參考文獻 .17附錄.18 附錄1 主要程序代碼.18附錄2 實物圖.。.22摘 要臺燈已是千家萬戶的必需生活電器，經(jīng)常由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費。LED被認為是21世紀的照明光源。LED發(fā)光器件是冷光源，光效高，工作電壓低，而且能耗低
4、，可控制好、無輻射，同樣亮度下，LED能耗為白熾燈的10，熒光燈的50。LED壽命可達10萬小時，是熒光燈的10倍，白熾燈的100倍。因此，我們提出LED智能臺燈方案，本系統(tǒng)主要包括以PT4115芯片為基礎(chǔ)的LED驅(qū)動模塊，利用單片機STC89C52進行控制的手動PWM調(diào)光模塊、感應(yīng)人體紅外信號的熱釋電紅外傳感器的紅外感應(yīng)模塊等目的。關(guān)鍵詞：智能臺燈；LED驅(qū)動；PWM調(diào)光；紅外感應(yīng)AbstractDesk lamp is already the necessary life appliances, families often due to forget to turn off the li
5、ghts and cause a huge waste of energy. The LED is considered lighting source of the 21 st century. LED device is cold light, high efficiency, low voltage operation, and low energy consumption, can control, no radiation, the same brightness, LED to 10% of incandescent lamp energy consumption, 50% of
6、fluorescent lamp. The LED life can reach 100000 hours, it is 10 times as much as incandescent lamp, fluorescent lamp 100 times. Therefore, we put forward the LED intelligence desk lamp scheme, this system mainly includes PT4115 chip in the basis of driver module, LED by SCM STC89C52 to control PWM l
7、ight module, sensing the human body of pyroelectric infrared signal infrared sensor of infrared sensor modules and manual light on the purpose. Keywords： intelligence desk lamp; The LED drive; PWM light; inductive - 25 -1緒論 1.1 系統(tǒng)設(shè)計的目的臺燈已是千家萬戶的必需生活電器，經(jīng)常由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費。在我國,照明耗電占年發(fā)電總量的12% (超過100億kWh)
8、 ?，F(xiàn)在的臺燈絕大部分是采用普通的白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈和螺旋節(jié)能燈 ,并且控制方式多采用手動開關(guān),不能連續(xù)調(diào)節(jié)，更不能自動調(diào)節(jié)。隨著能源緊缺、電價越來越高、環(huán)保要求及LED的光效的提高,用LED替代現(xiàn)在臺燈普遍使用的白熾燈或熒光燈，環(huán)保無污染。另外，LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段,其發(fā)光效率可達8090%，并且傳統(tǒng)的臺燈中的光源體使用的是交流電，所以每秒鐘會產(chǎn)生100120次的頻閃。LED燈是把交流電直接轉(zhuǎn)換為直流電，不會產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，保護眼睛，可以獲得“柔和”的燈光環(huán)境?，F(xiàn)在中國約30%的人有不同程度的視力問題，其中近視是主要問題，近年來，我國的近視率已上升為全球第二，僅次于日本，但
9、近視的總?cè)藬?shù)確是全球第一。引起近視的主要原因是用眼不健康，如用連續(xù)用眼時間過長，看書，學習時的坐姿不正確等?，F(xiàn)在的普通臺燈90%的供電系統(tǒng)是用交流電經(jīng)變壓后直接供電，在用電高峰期時使用會增加供電系統(tǒng)的負擔，并且停電時不能工作，移動使用性較差。太陽能是新型的綠色能源，但普及率還不高。因此，我們提出智能LED臺燈方案。1.2 LED智能臺燈特性1、高效節(jié)能：以相同亮度比較，3W的LED節(jié)能燈333小時耗1度電，而普通60W白熾燈17小時耗1度電，普通5W節(jié)能燈200小時耗1度電。2、超長壽命：半導體芯片發(fā)光，無燈絲、無玻璃泡、不怕震動、不易破碎、使用壽命可達五萬小時（普通白熾燈使用壽命僅有一千小時
10、，普通節(jié)能燈使用壽命也只有八千小時）。3、健康：光線健康光線中含紫外線和紅外線少，產(chǎn)生輻射少（普通燈光線中含有紫外線和紅外線）。4、綠色環(huán)保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，普通燈管中含有汞和鉛等元素。5、保護視力：直流驅(qū)動，無頻閃（普通燈都是交流驅(qū)動，就必然產(chǎn)生頻閃）。6、安全系數(shù)高：所需電壓、電流較小，安全隱患小于礦場等危險場所。7、市場潛力大：低壓、直流供電。1.3 系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容本次課程設(shè)計的LED智能臺燈主要包括四個模塊：（1）LED光源驅(qū)動利用變壓器將220V的交流電轉(zhuǎn)化成12V的直流電源，然后PT4115芯片將12V直流電壓變換成穩(wěn)定的恒流源（2）單片機外圍電路 利用STC89C
11、52單片機控制PWM調(diào)光以及紅外檢測等模塊。（3）紅外檢測 利用熱釋電紅外檢測模塊來檢測是否有人靠近臺燈，若有人則臺燈自動開啟，當一段時間檢測不到人活動是臺燈就會漸漸熄滅。（4）手動PWM調(diào)光經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后得出的數(shù)值來改變單片機的PWM的占空比，實現(xiàn)手動調(diào)光。 2 系統(tǒng)的可行性分析（1）系統(tǒng)設(shè)計的意義：本項目的設(shè)計思想來源于生活，所具有的功能也是為臺燈使用的方便性及節(jié)能環(huán)保而設(shè)置，因此具有很大的實際意義。（2）系統(tǒng)功能設(shè)計可行性分析：針對目前普通臺燈存在的能耗高、操作使用不便及功能單一三個問題進行系統(tǒng)分析與研究，以單片機PT4115為控制核心，用熱釋電紅外傳感器檢測是否人進入使用臺燈的范圍，用光
12、敏電阻判斷有人在使用臺燈范圍時是否需要開燈。綜合運用傳感技術(shù)實現(xiàn)臺燈是否有人員來自動控制臺燈的開關(guān)及利用PWN波對臺燈進行手動調(diào)光，在功能上使之更加具有人性化，以此提高人的接受度和舒適度。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1 電源模塊3.1.1 LED光源驅(qū)動電路LED光源的驅(qū)動電路就是把12V直流電壓變換成穩(wěn)定的恒流源，電路的設(shè)計本著刪繁就簡、節(jié)省成本的原則，應(yīng)該從能完成這個電路設(shè)計要求的眾多LED驅(qū)動芯片中選擇集成度高、性能較好、應(yīng)用電路簡單、價格較平的性價比有優(yōu)勢的PT4115芯片。因此選擇驅(qū)動電路外圍器件少的驅(qū)動芯片是生產(chǎn)成本的首要考量。圖3-1 PT4115 LED光源驅(qū)動電路圖3-2 PT4
13、115 芯片實物圖通過 PT4115芯片上的DIM 端，可以方便的進行模擬或PWM調(diào)光。由于模擬調(diào)光是直接改變流過LED電流的大小來實現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)，除了亮度會改變以外，也會影響白光的質(zhì)量，即不同電流下發(fā)出的白光存在色偏。因此，本設(shè)計采用PWM調(diào)光方案，PWM調(diào)光的基本原理是保持LED正向?qū)娏骱愣ǎㄟ^控制電流導通和關(guān)斷的時間比例，即改變輸入脈沖信號的占空比，使LED產(chǎn)生亮暗變化；并利用人眼的視覺殘留效應(yīng)，當LED亮暗變化頻率大于120Hz時，人眼就不會感覺到閃爍，而看到是LED的平均亮度。PWM調(diào)光的優(yōu)勢是LED正向?qū)ǖ碾娏魇呛愣ǖ?，LED的色度就不會像模擬調(diào)光時產(chǎn)生變化。PT4115
14、恒流驅(qū)動輸出的電流值計算公式為： (D為方波信號占空比，為限流電阻).本設(shè)計LED光源采用30只小功率白光LED燈珠并聯(lián)方式，且每只LED燈珠額定電流為20mA，則PT4115恒流驅(qū)動輸出最大電流應(yīng)為120mA，因此選取0.25電阻。L1為鎮(zhèn)流電感，選取68H，用于穩(wěn)定通過LED的電流。D1是續(xù)流二極管，當芯片內(nèi)部MOS管截止狀態(tài)時為儲存在電感L1中的電流提供放電回路；由于工作在高頻狀態(tài)，D1選用正向壓降小且恢復速度快的肖特基二極管SS24。3.1.2 元器件選擇表3-1 關(guān)鍵元器件的選擇Rs精度大于1%，比如要輸出350mA，則=0.1/0.35=0，2857Cin100uF （工作電壓50
15、V）輸出電流小于400mA100uF （工作電壓50V）輸出電流大于400mA有續(xù)流儲能和濾波的功能，電容量不宜太小DSS14輸出電流小于400mASS24輸出電流大于400mA導通壓低于0.30V的肖特基二極管，可以提高系統(tǒng)效率；L33-47uH （飽和電流1.8A）輸出電流在800mA到1200mA47-68uH （飽和電流1.2A）輸出電流在400mA到800mA68-100uH （飽和電流0.6A）輸出電流小于400mADCR越小，效率越高。選用EPC13錳鋅4000磁芯。選用額定電流大于工作電流的1-1.5倍整流二極管正向壓降盡可能低于肖特基二極管，可有效地降低系統(tǒng)功耗。電流能力一定
16、要滿足應(yīng)用，原則上大于。PT4115用于小功率白光LED光源驅(qū)動方案時只需四個零件，Cin是輸入濾波電容，Rs設(shè)定流過LED的電流，；L是續(xù)流電感，D5是續(xù)流二極管。因適配器已提供12V的直流電壓，原圖為交流電壓輸入整流用的橋式整流器D1D4可省略。雖然零件少了，但對零件的要求更高，設(shè)計時需按要求選用，才能使電路進入良好的工作狀態(tài)。PT4115的開關(guān)頻率采用抖頻技術(shù)有效降低EMI（Electromagnetic Interference），省略了抗EMI電路。LED光源驅(qū)動芯片的恒流精度對于LED燈具生產(chǎn)廠家而言是至關(guān)重要的，目前LED光源驅(qū)動IC的恒流精度批量生產(chǎn)時都會有一定的離散性，LED
17、燈具生產(chǎn)廠家在批量生產(chǎn)調(diào)試時，同樣的電源、同樣的LED光源負載、同樣的恒流源電源板，因同一型號的不同驅(qū)動IC其恒流精度的個性差異會導致恒流源電源板輸出電流產(chǎn)生一定的公差，使同一LED光源負載的發(fā)光亮度有所不同，這就會增加恒流源電源板大批量生產(chǎn)時在線調(diào)試的時間，影響生產(chǎn)力。因此，恒流源電源板生產(chǎn)廠家應(yīng)選用恒流精度高的驅(qū)動IC，恒流精度至少要小于3%，如是1%更理想，但其價格會高于3%的產(chǎn)品。（1）電感的選擇：PT4115的設(shè)計最佳工作頻率在1MHz以下，電感量的大小會影響其工作頻率，本方案的電感設(shè)計在68uH以上，這樣系統(tǒng)工作頻率可以控制到1MHz以下。電感量小了，工作頻率趨高，由于PT4115
18、內(nèi)部電流檢測電路響應(yīng)速度限制，對內(nèi)部電流正常檢測出現(xiàn)影響，不能更好地實現(xiàn)對內(nèi)部開關(guān)的導通/關(guān)斷控制。另外由于高頻率會帶來較大的開關(guān)損耗，使芯片運行在較高的結(jié)溫下，電應(yīng)力加大，不利于穩(wěn)定工作。電感量太小還會導致PT4115的SW端燒壞，而無輸出。電感的DCR越小，效率越高。建議選用EPC13錳鋅4000磁芯。 電感器的飽和電流選小了，D5肖特基二極管的電流選小了，將會導致整個電路的續(xù)流不足，LED光源會產(chǎn)生人眼可見的閃光。將電感器的飽和電流和肖特基二極管的電流適當增大即可增大整個電路的續(xù)流電流，消除因此產(chǎn)生的閃光。 （2）適配器的選擇： 適配器為本方案LED臺燈提供穩(wěn)定的交流電源-交直流降壓變換
19、，它的實時帶載輸出能力將影響本方案LED臺燈的性能，用于本方案小功率白光LED臺燈的適配器，它在帶載時輸出電流應(yīng)大于1A，電壓應(yīng)穩(wěn)定在DC12V。有些帶載能力差的適配器，連接上本方案LED光源負載時，其實時輸出電壓會跌落到7V，甚至6.5V，對于工作電壓從8V開始的LED驅(qū)動IC，屆時會進入欠壓保護狀態(tài)而停止工作，一旦驅(qū)動IC停止工作，電壓又回升至12V，LED驅(qū)動IC再次進入工作狀態(tài)，如此周而復始，使LED臺燈出現(xiàn)人眼可見的閃光。此時，只有更換帶載能力好的適配器才能使LED臺燈正常工作。同時應(yīng)選用工作電壓范圍自6V初始的LED驅(qū)動IC，也可降低對適配器的選擇要求，以降低生產(chǎn)配套成本。 （3）
20、EMI的傳導與輻射： 本LED臺燈方案總體設(shè)計時要考慮能過EMI的傳導與輻射，過EMI的傳導與輻射的關(guān)鍵是電源變換器，因此要選用能過EMI。恒流源電源板因使用的驅(qū)動IC是DC/DC開關(guān)器件，工作時開關(guān)頻率會產(chǎn)生輻射，因此內(nèi)置在臺燈底座金屬殼內(nèi)可有效降低輻射，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮金屬底座內(nèi)的磁路屏蔽。3.1.3 LED光源的設(shè)計本設(shè)計LED光源采用5*6混聯(lián)方式，共由30只高亮度小功率LED燈珠組成,如圖3-3所示；每只LED燈珠的壓降約3.1V，工作電流約20mA。由白光LED的正向伏安特性可知，當LED 端電壓超過其正向?qū)妷汉?，較小的電壓波動都會導致工作電流的的劇烈變化，從而影響LED的
21、正常使用，故LED宜采用恒流驅(qū)動方式。因此，本設(shè)計LED采用高性能PT4115 恒流芯片驅(qū)動，PT4115是一款連續(xù)電感電流導通模式的降壓恒流源芯片，能將直流電壓直接轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的恒流輸出；其采用630V寬電壓輸入，輸出電流可達1.2A，轉(zhuǎn)換效率高達97，輸出電流精度達5。該芯片內(nèi)部含有抖頻特性，極大的改善EMI，同時具有過溫、過壓、過流、LED開路保護等多種功能。該芯片適合用于綠色照明LED燈的驅(qū)動電路，具有應(yīng)用電路非常簡潔的優(yōu)點。圖3-3 LED光源實物圖3.2 單片機外圍電路模塊3.2.1單片機總控制電路圖3-4 STC89C52單片機總控制電路STC89C52是一種帶8K字節(jié)閃爍可編程可
22、擦出只讀存儲器(FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory)的低電壓，高性能COMOS8的微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。3.2.2時鐘電路STC89C52內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳RXD和TXD分別是此放大器的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。內(nèi)部方式的時鐘電路如圖3-5(a) 所示，在RXD和TXD引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩器就產(chǎn)生自激振蕩。定時元件通常采用石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶
23、體振蕩頻率可以在1.212MHz之間選擇，電容值在530pF之間選擇，電容值的大小可對頻率起微調(diào)的作用。外部方式的時鐘電路如圖3-5（b）所示，RXD接地，TXD接外部振蕩器。對外部振蕩信號無特殊要求，只要求保證脈沖寬度，一般采用頻率低于12MHz的方波信號。片內(nèi)時鐘發(fā)生器把振蕩頻率兩分頻，產(chǎn)生一個兩相時鐘P1和P2，供單片機使用。（a） 內(nèi)部方式時鐘電路 （b）外部方式時鐘電路圖3-5時鐘電路3.2.3 STC89C52具體介紹 主電源引腳（2根）：VCC(Pin40)：電源輸入，接5V電源；GND(Pin20)：接地線。外接晶振引腳（2根）：XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端；
24、XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端?？刂埔_（4根）：RST/VPP(Pin9)：復位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將使單片機復位；ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號；PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號；EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令?？删幊梯斎?輸出引腳（32根）：STC89C52單片機有4組8位的可編程I/O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個口有8位（8根引腳），共32根。PO口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0P0.7；P1口
25、（Pin1Pin8）：8位準雙向I/O口線，名稱為P1.0P1.7；P2口（Pin21Pin28）：8位準雙向I/O口線，名稱為P2.0P2.7； P3口（Pin10Pin17）：8位準雙向I/O口線，名稱為P3.0P3.7。STC89C52主要功能如下表所示：表3-2 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統(tǒng)8K可反復擦寫Flash ROM32個雙向I/O口256x8bit內(nèi)部RAM3個16位可編程定時/計數(shù)器中斷時鐘頻率0-24MHz2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共6個中斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能3.3 紅外
26、感應(yīng)模塊紅外感應(yīng)模塊主要由紅熱釋電紅外傳感器和菲涅爾透鏡及其外電路組成。（1）熱釋電紅外傳感器紅熱釋電紅外傳感器只對波長為10m（人體輻射紅外線波長）左右的紅外輻射敏感，所以除人體以外的其他物體不會引發(fā)探頭動作。探頭內(nèi)包含兩個互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元，而且制成的兩個電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測器無信號輸出。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，于是輸出檢測信號。（2）菲涅爾透鏡菲涅爾透鏡的利用透鏡的特殊光學原理，在探測器前方產(chǎn)生一個交
27、替變化的“盲區(qū)”和“高靈敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到得紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入。菲涅爾透鏡的作用有兩個：一是聚焦作用。而是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干明區(qū)和暗區(qū)，是進入探測區(qū)的移動物體能以溫度變化的形式產(chǎn)生變化的信號。圖3-5 模塊外接示意圖圖3-6 直流負載示意圖圖3-7 交流負載示意圖3.4 手動調(diào)節(jié)光強模塊在智能模式下，臺燈能根據(jù)外界的光照強度自行調(diào)節(jié)臺燈的亮度，使用戶始終能有一個合適的光照環(huán)境；如果用戶不需要自動調(diào)光，可以用旋鈕來進行手動調(diào)光，或者使用無線遙控進行調(diào)光，可以根據(jù)用戶自身的需
28、要來控制臺燈的亮度。通過測量電位器兩端的電壓值，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后得出的數(shù)值來改變單片機的PWM的占空比，實現(xiàn)手動調(diào)光。如下圖所示，通過調(diào)節(jié)S1增加光強，調(diào)節(jié)S2減小光強。圖3-8 手動調(diào)節(jié)光強模塊電路圖4 系統(tǒng)軟件電路設(shè)計4.1 PWM調(diào)光PWM 脈沖信號則由單片機P1.0 產(chǎn)生，其高低電平?jīng)Q定LED的通斷狀態(tài)。將定時器T0溢出中斷定為1/2500秒(即400S)，每10 次脈沖作為一個周期，即頻率為250HZ。這樣，在每1/250 秒的方波周期中，通過改變方波的輸出占空比，從而實現(xiàn)LED燈的10 級亮度調(diào)節(jié)，即LED 亮度等級由每個周期內(nèi)的高電平脈沖數(shù)目決定。當高電平脈沖個數(shù)為1時，占空比為1/
29、10，亮度最低；當高電平脈沖為10時，占空比為1，LED亮度最高。程序見附錄：sbit PWM_ctrl = P10; /設(shè)置PWM輸出端口為P10端口sbit P1_1 = P11; 圖4-1 PWM調(diào)光原理圖4.2 人體紅外感應(yīng)人體紅外感應(yīng)要滿足兩個條件：有人在使用臺燈范圍內(nèi)活動；外界環(huán)境的光照強度較弱。當有人在臺燈上的熱釋電紅外的探測范圍內(nèi)活動并且環(huán)境光強較弱時，臺燈逐漸點亮；或者用戶可以無線遙控點亮臺燈。當人離開后，延時一段時間后臺燈漸漸熄滅。人體紅外感應(yīng)由單片機P1.1產(chǎn)生，程序見附錄。檢測到有人：LED_infrared = 0; /紅外檢測指示燈亮ET1 = 1; /開定時器1中
30、斷if(!add) /檢測到按鍵輸入（增加光強）PWM_add(); /增加光強if(!minus)&infrared) /檢測到按鍵輸入（減弱光強）PWM_minus(); /減弱光強else /檢測到?jīng)]人LED_infrared = 1; /紅外檢測指示燈滅ET1 = 0; /關(guān)定時器1中斷PWM_ctrl = 0; /PWM占空比輸出為0%4.3 手動調(diào)節(jié)光強利用PWM波進行手動調(diào)光，其主要代碼如下：if(!add) /檢測到按鍵輸入（增加光強）PWM_add(); /增加光強if(!minus)&infrared) /檢測到按鍵輸入（減弱光強）PWM_minus(); /減弱光強5 總
31、結(jié)LED被認為是21世紀的照明光源。隨著能源緊缺、電價越來越高、環(huán)保要求及LED光效的提高，用LED替代現(xiàn)在臺燈普遍使用的白熾燈或熒光燈，環(huán)保無污染。另外，LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達8090%，并且傳統(tǒng)的臺燈中的光源使用的是交流電，所以每秒會產(chǎn)生100120次得頻閃。LED燈是把交流電直接轉(zhuǎn)換為直流點，不會產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，保護眼睛，可以獲得“柔和”的燈光環(huán)境。在本次課程設(shè)計中，我們組四人分工合作，分成資料搜集、元件采購、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、論文完成等幾個方面的工作。在整個設(shè)計制作過程中，我們，積極討論設(shè)計方案，通力合作，完成了本次的電子技術(shù)課程設(shè)計。本次課程設(shè)計這是一個
32、自主學習的過程，我們也在此過程中學到了許多知識，對單片機也有了較深入的了解，對我們能力的提高有很大的幫助。雖然項目達到了初定的目標，但我們同時還提出了其他的設(shè)想，如蜂鳴器報警（提醒坐姿不正的人）以及液晶顯示模塊（顯示時間）人體追蹤（即臺燈跟著人體的活動而自動調(diào)整照明方向）等設(shè)想，但由于時間關(guān)系，只能作為本項目的擴展功能，以對設(shè)計進行進一步的完善。參考文獻【1】謝自美. 電子線路設(shè)計-實驗-測試M .武漢:華中科技大學出版社, 2000【2】周志敏 紀愛華 集成穩(wěn)壓電源電路圖集M.北京：中國電力出版社,2007【3】余永全.單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用M.電子工業(yè)出版社,2003【4】林雪梅. 熱釋
33、電紅外傳感器及其應(yīng)用J.甘肅科技縱橫,2005.（01）附錄附錄1：主要程序代碼：#include reg51.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LED_infrared = P34; /設(shè)置紅外檢測指示燈為P34端口sbit LED_status = P35; /設(shè)置系統(tǒng)工作指示燈為P35端口sbit PWM_ctrl = P10; /設(shè)置PWM輸出端口為P10端口sbit P1_1 = P11; sbit add = P12; /設(shè)置按鍵檢測輸入端口（增加光強）為P12端口sbit minus = P13;
34、/設(shè)置按鍵檢測輸入端口（減弱光強）為P12端口uchar infrared;uint HighTime = 65535; /設(shè)置初始占空比為0%uint LowTime = 56535;uchar flag = 0; /設(shè)置標志位void init_sys() /系統(tǒng)初始化函數(shù)PWM_ctrl = 1;LED_status = 1;LED_infrared = 1;infrared=0;void init_timer1() /定時器1初始化函數(shù)TMOD = 0 x10;TH1 = HighTime8;TL1 = HighTime;EA = 1;ET1 = 1;TR1 = 1;void PWM_
35、add() / PWM占空比增加函數(shù)if(LowTime65535)HighTime = HighTime-1000;LowTime = LowTime+1000;void PWM_minus() /PWM占空比減小函數(shù)if(HighTime8;TL1 = HighTime;PWM_ctrl = 0;elseTH1 = LowTime8;TL1 = LowTime;PWM_ctrl = 1;TR1 = 1;void delay(uint n) / 延時函數(shù)uchar i;while(n-)i=10;while(i-);void main()init_sys(); /系統(tǒng)初始化init_time
36、r1(); /定時器1初始化while(1) LED_status = LED_status; /LED狀態(tài)變化（亮滅）delay(5000);infrared = P1_1; /檢測紅外檢測輸入端口if(infrared) /檢測到有人LED_infrared = 0; /紅外檢測指示燈亮ET1 = 1; /開定時器1中斷if(!add) /檢測到按鍵輸入（增加光強）PWM_add(); /增加光強if(!minus)&infrared) /檢測到按鍵輸入（減弱光強）PWM_minus(); /減弱光強else /檢測到?jīng)]人LED_infrared = 1; /紅外檢測指示燈滅ET1 = 0
37、; /關(guān)定時器1中斷PWM_ctrl = 0; /PWM占空比輸出為0% 附錄2：實物圖：圖1 電路總模塊圖圖2 實物整體圖答辯記錄表學生姓名： 學號： 08225031 班級： 08物51 答辯地點： 7#207 答辯內(nèi)容記錄：1. 上交論文；2. 為答辯老師及在座同學演示智能臺燈的功能；3. 講解智能臺燈更功能模塊的工作原理；4. 回答答辯老師提問的問題：驅(qū)動模塊是如何工作的？答：首先通過12v交流變壓器將220v交流點變成12v交流，通過全橋整流，再經(jīng)電容濾波，輸出幅值變化緩慢的近似直流電，再經(jīng)過pt4115恒流芯片輸出穩(wěn)定的直流信號。紅外可否調(diào)節(jié)？答：可以，紅外模塊上有兩個旋鈕，分別用
38、于調(diào)節(jié)響應(yīng)時間和響應(yīng)距離。 5. 答辯老師評分，答辯結(jié)束。成績評定表學生姓名： 學號： 班級： 類別合計分值各項分值評分標準實際得分合計得分備注平時完成情況3010按時參加課程設(shè)計，無曠課、遲到、早退、違反實驗室紀律等情況。10設(shè)計方案規(guī)范合理，設(shè)計目標明確，符合專業(yè)培養(yǎng)要求，時間安排得當，技術(shù)路線可靠。10按設(shè)計任務(wù)書的要求完成了全部任務(wù)，能完整演示其設(shè)計內(nèi)容，符合要求。報告完成情況3010報告文字通順，內(nèi)容翔實，論述充分、完整，立論正確，結(jié)構(gòu)嚴謹合理，報告整體格式規(guī)范。10設(shè)計方案合理、可行，論證嚴謹，邏輯性強；符號統(tǒng)一；圖表完備、符合規(guī)范要求。10能對整個設(shè)計過程進行全面的總結(jié)，得出有價值的結(jié)論或結(jié)果；參考文獻數(shù)量在3篇以上，格式符合要求，在正文中正確引用。答辯情況4020在規(guī)定時間內(nèi)能就所設(shè)計的內(nèi)容進行闡述，言簡意明，重點突出，論點正確，條理清晰。答辯組長： 20在規(guī)定時間內(nèi)能準確、完整、流利地回答教師所提出的問題?？傇u成績： 分 指導教師： （簽字）日 期： 年 月 日課程設(shè)計總結(jié)成績分析表班級分數(shù)分布90分以上89-8079-7069-6060分以下學生數(shù)百分比最高分最低分平均分（以下為總結(jié)內(nèi)容）
LED智能臺燈系統(tǒng)課程設(shè)計.doc
