基于单片机的智能LED台灯设计

编号

本科生毕业设计（论文）

题目： 基于51单片机的智能台灯

的设计与应用

物联网工程 学院 微电子学 专业

二〇一四年六月 摘要

I 摘 要

随着社会在不断进步，高科技含量决定着产品发展的新趋势和前景，智能化技术在电子产品领域的应用意义深远.电子产品的快速发展，家用电器也越来越智能化，目前已经应用于实际中的有智能洗衣机，智能空调，智能电磁炉等，而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点，都是利用单片机作为中央控制单元.结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比，使用更方便，安全可靠性也更高，效率更高，最重要的是它们为能源节约提供巨大的帮助.

智能台灯以专门感应人体红外信号的红外传感器为基础，这意味着仅当有人的时候，红外传感器才输出一个信号，经放大处理后达到单片机的输入门限电压，单片机开始运行，台灯自动点亮.当人离开的时候，单片机控制台灯自动关闭，以达到节约用电的目的.此外，单片机内的计时器将会计时一小时，在此之前如果人未离开，计时结束后，台灯上的蜂鸣器将会响起，提醒使用者应该离开休息一会儿，同时台灯将自动关闭，这个功能可以帮助保护使用者的视力.

关键词：单片机；智能台灯；红外传感器；信号放大

Abstract

II ABSTRACT

With the progress of society, the development prospect of new products depends

on its high-technology content. As electronic products become more and more

advanced, some domestic appliance seems ‘intelligent’ to some extent, and some

technology has been applied into real life at present, such as smart washing machine,

基于单片机的智能台灯设计

1\引言

本文档旨在介绍一个基于单片机的智能台灯设计。智能台灯是一种集灯光控制、温度调节和语音控制等功能于一体的智能家居产品。通过该设计，用户可以轻松地调节灯光亮度和颜色，控制台灯的开关以及调节台灯的温度等。本文档将详细描述智能台灯的硬件设计、软件开发和系统测试等方面的内容。

2\设计要求

2\1 功能要求

2\2 性能要求

2\3 接口要求

2\4 软硬件平台要求

3\系统框架设计

3\1 硬件框架设计

3\1\1 单片机选择与选型

3\1\2 传感器模块设计

3\1\3 灯光模块设计 3\1\4 人机交互模块设计

3\2 软件框架设计

3\2\1 系统初始化

3\2\2 传感器数据采集

3\2\3 灯光控制算法设计

3\2\4 语音识别与控制设计

4\硬件设计

4\1 单片机电路设计

4\1\1 电源电路设计

4\1\2 外围电路设计

4\1\3 通信接口设计

4\2 传感器设计

4\2\1 温度传感器设计

4\2\2 光敏传感器设计

4\2\3 人体感应传感器设计

4\3 灯光模块设计

4\3\1 LED灯珠选型 4\3\2 PWM调光电路设计

4\3\3 灯光色彩控制电路设计

4\4 人机交互模块设计

4\4\1 按键设计

4\4\2 显示屏设计

5\软件开发

5\1 系统初始化程序设计

5\2 传感器数据采集程序设计

5\3 灯光控制算法设计与程序实现

5\4 语音识别与控制算法设计与程序实现

6\系统测试与优化

6\1 硬件测试

6\2 软件测试

6\3 功能测试

6\4 性能测试

6\5 优化策略与方法

7\结论本文主要介绍了一个基于单片机的智能台灯设计。通过该设计，用户可以方便地调节灯光亮度和颜色，控制台灯的开关以及调节台灯的温度等。该设计不仅满足了基本的台灯功能，还加入了智能化的控制和交互功能。该设计在硬件和软件开发过程中经过了多次测试和优化，具有较好的性能和稳定性。

附件：

1\设计原理图

2\硬件电路图

3\软件源代码

第 1 页 共 6 页 50-基于51单片机的智能台灯设计

具体实现功能 系统由STC89C52单片机+L数码管+光敏电阻+人体感应模块+红外接近传感器模块构成。

具体功能：

（1）亮度不够且有人靠近时台灯自动亮；

（2）靠的太近会提醒坐姿不正（蜂鸣器）；

（3）附近无人时台灯自动熄灭（30秒），时间可调；

（4）根据环境亮度调节等亮度；

（5）可手动调节台灯亮度；

（6）设定学习时间。

设计背景 台灯已是千家万户的必需生活用品，经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费。当夜晚来临时，人们又摸黑去开灯，非常不方便。在这里设计了以人体红外辐射（波长为9.5um）传感控制电路。当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时，自动感应开灯；当人体太靠近桌面时，台灯自动感应，警告纠正坐姿，若在一定时间内未离开桌面则自动熄灭。当人离开时则自动关灯，达到节约能源的目的。

硬件设计 整体硬件电路是以51单片机为控制核心，主要由热释电红外传感器，光敏电阻信号处理电路，提醒电路，灯光控制电路，故障报警电路等组成。单片机可将热释电红外传感器检测到的人体辐射红外信号及光强信号的模拟量转换成数字量。 第 2 页 共 6 页 （1）LED驱动电路

LED驱动电路采用3路串联、每路4颗的LED灯，使用三极管S8050来控制LED灯的亮灭。在软件上采用PWM控制方式，以此达到控制LED灯的亮度。

（2）光敏感应电路

对于台灯亮度的感应采用了光敏电阻，利用光敏电阻的阻值随着亮度的改变而改变，电阻值的改变会改变光敏电阻上的电压值。这时，通过AD转换器采集电压，转换成相应的光强数据传输给单片机。

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桂林理工大学信息学院

实 习 报 告

实习名称： 电子系统设计创新与实践

设计题目： 基于单片机的智能台灯设计

专业班级：

姓 名：

学 号：

组 员：

指导老师：

实习时间：

2 目 录

1概述 ............................................................................. 3

1.1 题目名 .................................................................... 3

1.2 功能和技术指标要求 ........................................................ 3

1.3 国内外相关情况概述 ........................................................ 3

1.4 调光技术的选择 ............................................................. 4

2. 技术方案 ........................................................................ 5

2.1 光照强度检测传感器的基本原理介绍 .......................................... 5