单片机课程设计-触控调光灯
基于单片机的智能调光灯设计
基于单片机的智能调光灯设计一、设计背景与意义随着科技的不断进步,人们对于生活品质的要求越来越高。
传统的固定亮度灯光已经无法满足多样化的需求。
智能调光灯能够根据环境光线、时间以及用户的个人喜好自动调节亮度和颜色,不仅为人们提供了更加舒适的照明体验,还有助于节约能源。
在办公场所,合适的灯光亮度可以提高工作效率,减少眼睛疲劳;在家庭中,智能调光灯可以营造出温馨、浪漫的氛围;在公共区域,如走廊、楼梯等,根据人员活动情况自动调节亮度,能够有效降低能源消耗。
二、系统总体设计本智能调光灯系统主要由单片机控制模块、光线传感器模块、按键输入模块、LED 驱动模块和 LED 灯珠组成。
单片机作为核心控制部件,负责接收来自各个模块的数据,并根据预设的算法进行处理,输出相应的控制信号。
光线传感器用于检测环境光线强度,将其转换为电信号传输给单片机。
按键输入模块供用户手动设置亮度、颜色等参数。
LED 驱动模块根据单片机的控制信号,为 LED 灯珠提供合适的电流和电压,实现亮度和颜色的调节。
三、硬件设计1、单片机选择选用 STM32 系列单片机,具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等优点,能够满足本系统的控制需求。
2、光线传感器采用 BH1750FVI 光线传感器,它具有高精度、低功耗的特点,能够准确测量环境光线强度,并通过 I2C 接口与单片机进行通信。
3、按键输入采用独立按键,通过检测按键的按下状态,实现用户对灯光的手动控制。
4、 LED 驱动模块选择恒流驱动芯片,如 XLSEMI XL7015,能够为 LED 灯珠提供稳定的电流,确保灯光的稳定性和可靠性。
5、 LED 灯珠选用高亮度、低能耗的贴片式 LED 灯珠,如 5050 型号,具有发光均匀、色彩丰富等优点。
四、软件设计1、主程序流程系统初始化后,单片机不断读取光线传感器和按键输入的数据。
根据光线强度和用户设置,计算出 LED 灯珠的亮度和颜色值,并通过LED 驱动模块进行控制。
单片机控制LED灯的设计教学课件
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单片机的发展历程
从20世纪70年代开始,单片机经历了几代的技术演进和发展,如今已经成为嵌入式系 统设计的核心。
LED灯简介
在这一节,我们将学习LED灯的基本概念、分类以及它的优缺点。
LED灯的概念
LED(Lig ht Em itting Diode)是一种能够直接将电能转换为光能的固态发光器件。
2 本课程适用对象
本课程适用于对单片机和电路设计感兴趣的初学者,无需任何前置知识。
3 本课程前置知识
无需任何前置知识,适合初学者入门。
单片机简介
这一节中,我们将介绍什么是单片机、它的分类以及发展历程。
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单片机的概念
单片机是一种集成了处理器、存储器和输入输出设备的微型计算机。
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单片机的分类
根据不同的架构和指令集结构,单片机可以分为不同的类型,如8051、AVR、PIC等。
实验设备介绍
我们将使用一块开发板、若干个LED灯和面包板 等设备来完成实验。
实验步骤
实验步骤包括连接电路、编写程序、上传程序 以及观察LED灯的亮灭效果。
实验注意事项
在实验过程中需要注意安全,避免触电和短路 等问题。
实验效果展示
我们会展示实验完成后LED灯的控制效果,并说 明实验结果。
总结
在这个部分中,我们会回顾本课程的内容并提出学习建议。
单片机控制LED灯的设计教学 课件PPT
在这个教学课件中,我们将探讨如何使用单片机来控制LED灯。通过本课程, 你将学习到单片机的基本概念、LED灯的工作原理以及如何使用单片机来实现 LED灯的控制。
引言
在本节中,我们将介绍本课程的目标、适用对象以及前置知识要求。
1 本课程目标
单片机课程设计_触控调光灯
绪论随着经济发展的加快,科学技术的进步,人们生活水平得到了提高,设备逐渐完善。
台灯是生活中的伴侣,我们是不喜欢与强烈的光线打交道的,因为强光对人身体是有害的,为了大家能健康地生活与工作,设计师也想出了一个较为完美的构思,就是台灯的出现,它的出现让很多朋友们得到了满意的效果,但是生活中没有完美的东西,台灯亦不例外,这就需要我们的改进。
例如,很多时候我们并不需要让台灯处于全亮状态,有时候我们只需要微弱的光照即可,过强的光线反而会对使用者造成不必要的干扰,而且这也是对电能的一大浪费。
此外,关于开关的使用寿命,也是影响台灯的耐用性的另一个问题。
因此,本设计的指导思想就是让台灯更耐用、更好用且能够调节亮度,解决过高的亮度对使用者的干扰同时也是为了节能,以及解决普通机械开关易损坏的问题。
对于触模式台灯,手一触到台灯的感应部位灯就会自动亮,如果多触摸几下,台灯就会达到最亮的极限,这样就可以调节了台灯的亮度也避免了开关易坏导致的调节亮度易失灵的问题。
本文介绍了触摸式台灯调光电路的设计及工作过程。
本设计目的是通过设计工作熟悉触摸式调光灯电路基本构成与基本工作原理,并能将这些技术应用实际系统设计,提高自己对电路知识的认识。
一、系统工作原理本设计采用STC公司的12系列单片机为控制芯片,配合外围电路进行对触摸按键的检测及对台灯亮度和开关的控制,利用单片机产生不同占空比的PWM方波实现对灯光的亮暗控制。
此外,本设计的触控功能的实现则是利用单片机的I/O 口的开漏模式且未加上拉电阻,在此模式下I/O更容易接受外界微弱的电平,更容易受到手指的干扰。
本设计中,在被设置成开漏的I/O口要在单片机读该口前将其置1,使其成为高阻状态,当I/O接口被设置到高阻输入状态时,I/O接口就是纯电平输入状态,在接口悬空时为低电平,当有手指触摸到I/O接口时,手指上的微弱电流会使I/O 接口跳变到高电平,只要读出I/O接口的电平高低就可以了解是否有触摸操作,然后加一段按键去抖程序后去调整与PWM占空比相关的数值,从而实现灯光亮度的连续可调。
单片机led灯课程设计
单片机led灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解单片机的基本原理,掌握其内部结构和功能。
2. 学生能掌握LED灯的电路连接和工作原理。
3. 学生能理解并运用编程语言,实现对单片机控制LED灯亮灭的操作。
技能目标:1. 学生能独立完成单片机与LED灯的硬件连接,并进行调试。
2. 学生能运用编程软件,编写控制LED灯的程序代码,实现不同的亮灭效果。
3. 学生能通过实验,培养动手操作能力和问题解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生对单片机及其应用产生兴趣,提高学习热情和积极性。
2. 学生在实验过程中,培养团队协作意识和沟通能力。
3. 学生能够认识到科技对社会发展的作用,增强创新意识和责任感。
课程性质:本课程为实践性课程,以学生动手操作为主,结合理论知识,培养学生的实际应用能力。
学生特点:学生为初中生,具有一定的电子知识和编程基础,对新鲜事物充满好奇,喜欢动手操作。
教学要求:教师需结合学生特点,采用启发式教学,引导学生主动探究,注重培养学生的实践能力和创新精神。
在教学过程中,关注学生的个体差异,给予个性化的指导和评价。
通过本课程的学习,使学生能够将所学知识应用于实际项目中,提高综合素养。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 单片机基础知识:介绍单片机的内部结构、工作原理、功能和应用领域,使学生了解单片机的基本概念。
2. LED灯电路原理:讲解LED灯的电路连接方式、工作原理和亮灭控制方法,为学生后续实验打下基础。
3. 编程语言及开发环境:学习单片机编程语言(如C语言),介绍编程软件的使用,使学生能够编写程序代码。
4. 硬件连接与调试:指导学生完成单片机与LED灯的硬件连接,教授调试方法,培养学生的动手能力。
5. 程序编写与调试:教授如何编写控制LED灯的程序代码,实现不同的亮灭效果,并学会调试程序。
6. 创新设计与实践:鼓励学生发挥想象,设计独特的LED灯控制效果,提高学生的创新能力。
基于51单片机PWM调光灯设计
基于51单片机PWM调光灯设计引言随着科技的不断发展,人们对照明的要求也越来越高,不再满足于简单的开关式灯光,而是更加注重光线的亮度调节。
PWM调光技术由于其调光范围广、控制精度高等特点成为了一种常见的调光方式。
本文将以51单片机为基础,介绍一种基于PWM调光技术的灯光系统设计。
一、原理概述PWM调光技术即脉宽调制技术,通过不同占空比的高电平信号,控制LED灯的亮度。
根据一个固定的周期周期(T),将周期平均分为一个个等间隔的时间段,根据每个时间段内高电平信号的占空比(即高电平的持续时间占整个周期的比例)控制LED灯的亮度。
二、系统设计本系统主要由51单片机、脉冲宽度调制模块、MOSFET和LED灯组成。
其中,51单片机负责生成PWM控制信号,脉冲宽度调制模块用于接收单片机的PWM信号并产生相应的电压信号,MOSFET用于根据电压信号调节电流,最终通过LED灯发出可调亮度的光线。
三、硬件设计1.电源电路设计:本系统使用12V直流电源供电,通过稳压电路将电压稳定在5V,用于驱动51单片机和脉冲宽度调制模块。
2.PWM信号生成电路设计:需要为51单片机提供一个定时器来生成PWM信号。
可选择定时器2,使用定时器2的PWM输出功能。
将定时器2的输出引脚接到脉冲宽度调制模块。
3.脉冲宽度调制模块设计:根据PWM信号的不同占空比,需要将其转换为相应的电压信号。
可以使用一个RC电路来实现。
具体电路如下:将51单片机的PWM信号通过一个三极管经过RC滤波后,输入到MOSFET的栅极,控制MOSFET的导通和关断。
4.MOSFET和LED电路设计:MOSFET的特点是可以根据栅极电压的变化来控制其通断,并且具有较小的电流损耗。
因此可以使用MOSFET来控制LED的亮度。
五、软件设计1.定时器2初始化:选择定时器2作为PWM输出源后,需要对其进行初始化,设置相关的工作模式和参数。
2.PWM信号输出:在主程序中,可以通过修改定时器2的占空比寄存器来调节PWM信号的占空比。
触摸灯开关灯课程设计
触摸灯开关灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电路的基本概念,掌握触摸灯开关的原理和电路组成;2. 学生能够描述触摸灯开关在生活中的应用,认识到科技与日常生活的紧密联系;3. 学生了解安全用电知识,提高安全意识。
技能目标:1. 学生能够独立完成触摸灯开关电路的搭建,培养动手操作能力;2. 学生能够运用触摸灯开关原理解决实际问题,提高创新能力;3. 学生学会使用相关工具和仪器,掌握基本实验操作技能。
情感态度价值观目标:1. 学生对科学实验产生兴趣,培养探究精神和合作意识;2. 学生在实验过程中,学会尊重事实,培养严谨的科学态度;3. 学生通过触摸灯开关的应用,认识到科技改变生活,增强社会责任感。
课程性质:本课程为科学实验课程,结合学生年级特点,注重实践操作和知识探究。
学生特点:六年级学生对科学实验具有较强的兴趣和好奇心,具备一定的动手能力和团队协作能力。
教学要求:教师需引导学生掌握基本电路知识,注重实验操作安全,培养学生的创新能力与合作精神。
通过触摸灯开关课程,将目标分解为具体的学习成果,以便后续教学设计和评估。
二、教学内容本课程依据课程目标,结合教材内容,组织以下教学大纲:1. 电路基本概念:介绍电路的定义、组成和分类,以教材第二章第一节为基础,使学生了解电路的基本原理。
2. 触摸灯开关原理:讲解触摸灯开关的工作原理,涉及教材第二章第三节的内容,让学生掌握触摸开关的电路组成和操作原理。
3. 安全用电知识:学习安全用电常识,参考教材第二章第四节,提高学生的安全意识。
4. 实践操作:组织学生进行触摸灯开关电路的搭建,结合教材第二章实验部分,培养学生的动手操作能力。
5. 触摸灯开关应用:探讨触摸灯开关在生活中的应用,以教材第二章第六节为例,让学生认识到科技与生活的紧密联系。
6. 创新能力培养:引导学生运用触摸灯开关原理解决实际问题,结合教材第二章第七节,提高学生的创新能力。
教学内容安排和进度如下:第一课时:电路基本概念、触摸灯开关原理;第二课时:安全用电知识、实践操作;第三课时:触摸灯开关应用、创新能力培养。
基于单片机的智能调光灯设计
基于单片机的智能调光灯设计基于单片机的智能调光灯设计随着人们生活质量的提高,家居环境的智能化越来越受到人们的关注。
其中,智能调光灯作为一种智能家居设备,具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种基于单片机的智能调光灯设计,包括硬件电路、软件设计和实验结果分析。
一、智能调光灯的背景及应用调光灯在人们的日常生活和工作中具有广泛的应用,例如在会议室、家庭居室、学校教室等场所。
调光灯可以根据环境光线强度和人们的实际需求,调节灯光的亮度,以达到最佳的视觉效果。
此外,智能调光灯还具有节能、环保等优点,能够根据场景需求自动调节亮度,减少能源浪费。
二、设计思路和实现方案基于单片机的智能调光灯设计,选用单片机作为主控芯片,通过接收外部传感器输入的信号,实现自动调节灯光亮度的功能。
具体实现方案如下:1、硬件电路设计硬件电路设计主要包括电源电路、单片机电路、传感器电路和驱动电路。
其中,电源电路为整个系统提供稳定的工作电压;单片机电路负责接收用户输入和控制信号,并输出控制信号;传感器电路包括光敏电阻和红外传感器,用于检测环境光线强度和人体活动,并将信号传输给单片机;驱动电路则根据单片机输出的控制信号,驱动LED灯的亮度和颜色变化。
2、软件设计软件设计主要包括单片机程序设计和传感器数据处理。
单片机程序设计主要实现与外部设备的通信、控制信号的输出等功能;传感器数据处理则对传感器检测到的数据进行处理,判断环境光线强度和人体活动情况,从而输出相应的控制信号给单片机。
三、实验结果和分析为了测试基于单片机的智能调光灯设计的实际效果,我们进行了实验。
实验结果表明,该设计能够根据环境光线强度和人体活动情况自动调节灯光亮度,且调节过程稳定、平滑,具有良好的视觉效果。
同时,实验结果还显示,该设计的节能效果显著,能够有效减少能源浪费。
四、结论和展望本文介绍了基于单片机的智能调光灯设计,包括硬件电路、软件设计和实验结果分析。
实验结果表明,该设计能够根据环境光线强度和人体活动情况自动调节灯光亮度,具有良好的视觉效果和节能效果。
基于单片机实现的调光控制器设计
基于单片机实现的调光控制器设计1.实验要求:用单片机控制一个普通灯泡的亮度,一路开关控制普通灯泡电源的通断,另外两路开关分别控制普通灯泡亮度的增加和减小。
2.调光控制器设计思想在日常生活中,我们常常需要对灯光的亮度进行调节。
本调光控制器通过单片机控制双向可控硅的导通来实现白炽灯(纯阻负载)亮度的调整。
双向可控硅的特点是导通后即使触发信号去掉,它仍将保持导通;当负载电流为零(交流电压过零点)时,它会自动关断。
所以需要在交流电的每个半波期间都要产生触发信号,触发信号产生时间的长短(触发角的大小)就决定了灯泡的亮度。
调光的实现方式就是在交流电源信号过零点后一段时间触发双向可控硅开关的导通,称这段时间为双向可控硅的触发角。
触发角越大,导通时间越长,可控硅导通的时间越短,灯的亮度就越低;反之,灯就越亮。
这就要求确定交流电源同步信号的过零点,并以此为基础,控制触发信号触发角的大小,达到白炽灯亮度调节的目的。
3.实验过程:3.1硬件设计3.1.1 I/O 通道的设计:(1)同步信号采集电路a、查明图中所用元器件的参数;b、画出图中1、3、syn三点的信号波形。
(2)可控硅触发电路:a、查明图中所用元器件的参数;b、画出图中L1_D、4两点的信号波形。
3.1.2硬件电路部分单片机控制电路原理图(1)设计时钟电路(2)设计上电复位电路(3)设计开关量信号控制电路(4)电位器电压给定及电压采样电路3.2画出控制原理总图并给出总图中所用元器件的选型清单(清单中应包含序号、元器件名称、规格、单位、数量、单价、合计及总价等)本调光控制器的框图如下:控制部分:为了便于灵活设计,选择可多次写入的可编程器件,本设计方案中选用的是ATMEL公司生产的AT89C51单片机。
驱动部分:由于驱动的对象是交流负载,且为了实现连续调节的目的,本电路中采用了无触点开关元件双向可控硅。
双向可控硅能够对交流电源的导通进行无触点连续控制,以小电流控制大电流,且动作快、寿命长、可靠性高。
触摸调光灯课程设计
触摸调光灯课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解触摸调光灯的工作原理、结构及应用,掌握基本电路知识,培养学生动手操作能力和创新意识。
具体目标如下:1.知识目标:a.了解触摸调光灯的基本原理;b.掌握触摸调光灯的基本结构;c.学习电路图的阅读与分析;d.了解触摸调光灯在生活中的应用。
2.技能目标:a.能独立完成触摸调光灯的组装与调试;b.能对触摸调光灯进行简单的故障排查;c.能根据实际需求设计触摸调光灯的应用场景;d.能运用所学知识进行创新设计。
3.情感态度价值观目标:a.培养学生对科学实验的兴趣和热情;b.培养学生团结协作、勇于探究的精神;c.培养学生珍惜劳动成果、良好的审美观;d.培养学生关注社会、关爱环境的意识。
二、教学内容本课程以教材《触摸调光灯》为主要参考,教学内容安排如下:1.触摸调光灯的工作原理;2.触摸调光灯的结构与组成;3.电路图的阅读与分析;4.触摸调光灯的组装与调试;5.触摸调光灯的应用与创新;6.触摸调光灯的故障排查与维护。
三、教学方法为提高学生兴趣和参与度,本课程采用以下教学方法:1.讲授法:讲解触摸调光灯的基本原理、结构和应用;2.讨论法:分组讨论触摸调光灯的设计和创新;3.案例分析法:分析实际案例,了解触摸调光灯在生活中的应用;4.实验法:动手操作,组装、调试触摸调光灯。
四、教学资源1.教材:《触摸调光灯》;2.参考书:触摸调光灯相关技术资料;3.多媒体资料:触摸调光灯工作原理动画演示;4.实验设备:触摸调光灯套件、工具箱、测试仪器等。
五、教学评估为全面、客观地评估学生的学习成果,本课程采用以下评估方式:1.平时表现:评估学生在课堂上的参与度、提问回答、小组讨论等,占比20%;2.作业:评估学生完成的练习题、实验报告等,占比30%;3.考试:期末进行闭卷考试,测试学生对触摸调光灯知识的掌握,占比50%。
六、教学安排1.教学进度:按照教材《触摸调光灯》的章节安排,共安排12课时;2.教学时间:每课时45分钟,每周一次课;3.教学地点:实验室。
8键触控调光台灯设计
8键触控调光台灯一.功能描述a) 该方案为PWM型调光台灯应用,由触摸IC+MCU实现。
b) 8键由触摸按键输入,MCU通过读取按键状态控制一个PWM输出口调光和8个按键有效指示灯。
c) 功能包括:开关灯、6级调光、亮度记忆、30s(/5小时)延时关灯、二.按键分布1.采用8个触摸按键操作:a) 电源开关键:Key7b) 6级调光键:KEY1/KEY2/KEY3/KEY4/KEY5/KEY6c) 30s(/5小时)延时关灯键:Key8三.功能介绍1.开关灯a) 关灯情况下,除Key8延时键外触摸任意键均可开灯。
b) 关灯情况下,按电源键开灯,灯光亮度将被设定为上次关灯时被记忆的亮度(上电后第一次触摸电源键开灯,默认KEY1级别灯光亮度),并且对应亮度级别的指示灯点亮。
c) 关灯情况下,触摸亮度键KEY1~KEY6开灯,灯光亮度将被设定为该按键对应亮度。
2.按键调光a) 6级亮度调节键KEY1/KEY2/KEY3/KEY4/KEY5/KEY6 ,分别代表第一级(最暗)到第六级灯光(最亮),对应灯光亮度是6%,20%,30%,50%,75%,100%,此百分比对b) PWM频率>10KHz。
c) 任意2级亮度之间为渐明渐暗调光,从最低亮度0%到最高亮度100%的最大调光时间为2.5s, 通过程序可以调整此时间。
任意2级之间的调光时间按占空比差值分配,不需要等时调光。
3.记忆功能a) 触摸电源键关灯,会保留此次的灯亮级别;即再次触摸电源键开灯后,会点亮上次关灯前的灯亮级别灯光。
例:如点亮第3级灯光后触摸电源键关灯,再次触摸电源键开灯,依旧点亮第3级灯光。
4.延时功能a) 灯在开灯情况下,触摸延时关灯键,将启动延时模式,在手触摸移开后30s(/5小时)灯光将自动关闭,30s(/5小时)延时关灯时间可通过MCU程序调整。
b) 在延时关灯倒数时间内,再次按延时键则重新计时。
c) 在延时关灯倒数时间内,按调光键可动作,延时时间到灯光关闭;按电源键则取消延时,直接关灯。
51单片机触摸灯
51单片机触摸灯单片机触摸灯在朋友那看到有一个触摸的台灯,感觉挺好玩的,突发奇想,想趁今天没事做一个玩玩,正好手边有几个STC的8脚单片机,足够做这个了,说做就做,顺便把过程发上来和网友们分享下,电路焊接、程序编写测试,中间经历了一波三折,终究还是在一天完成了,好了,话就不多说了。
————刘辉实现功能:单个触摸按键实现3W LED灯的开启、关闭、PWM无极调光、闪亮LED不亮时短按触摸键点亮LE D,长按闪亮,闪亮时长按调闪亮的亮度;LED亮的时候短按关闭,长按调节亮度。
本来还想加上连按进入呼吸灯的,结果可能程序有些问题,很容易引起误操作,又删掉了硬件电路设计:单片机选用STC的STC15f104W单片机,该单片机有为51内核1T指令5V单片机,8脚封装,128B RAM 4KFlash,1K E2PROM,含两个可自动重装初值的16位定时器(PS:是定时器0和定时器2,别弄错了。
想不明白姚永平到底怎么想的,留了T2却把T1删了)有掉电和空闲模式,不含ADC、PWM还有串口。
LED灯功率为3W电压3V,试过加到3.3V只要散热跟得上没什么问题,最亮时电流1A左右,本来想的用一节手机锂电池供电做来着,但是单片机3.3V供电无法正常工作o(>_<)o ~~只好改用5V加个3.3V稳压了。
LED亮度采用PWM调节,单片机产生PWM波驱动三极管控制LED灯的亮灭时间,达到调节亮度的目的,由于单片机本身无PWM模块,只能用软件模拟了,频率选择100Hz左右,8位。
然后是触摸按键,这是触摸按键的仿真,方波V1的频率本来不想选的很大,频率10K,电阻兆欧级的然后用AD检测电压就行了,但是这个单片机没有ADC,又不想加电压比较器让电路变复杂,只能提高频率,100K比较合适,不按时输出电压4V,触摸时输出0.4V,单片机很容易检测到。
但是单片机在2M主频下(为了节省功耗,下边会细说)用定时器产生100K的方波,再加上定时器模拟PWM输出,主程序基本上做不了什么了,还好stc15F104W可以输出内部RC时钟,只是最小只能RC时钟4分频,也就是1.3MHz(单片机为内部RC时钟,最低可选5.5MHz),只能硬着头皮选这个频率了,经过仿真和实际测试,方波1.3MHz下R1、R3选择51k和510k输出还算不错,从仿真上看,不按时电压将近4V,触摸时电压0.7V,在单片机上刚好是高电平和低电平响应时间1.9ms,这样单片机不会误判,OK就这个了。
基于51单片机的PWM调光灯设计
摘要目前市场上的LED台灯,作为LED的绿色护眼光源产品而进行开发和研究,还是作为我国的照明推广家用型产品。
随着时代的变迁,社会的发展,节能和环保这一主题已经是当今社会必要发展的目标了、健康与人们的日常生活变得密不可分,科技的进步,也使家电更加智能化和人性化。
台灯作为家电中基础的,也是必不可少的,所以,提出PWM调光灯设计。
本设计主要是将STC89C51RC单片机作为控制核心,这是将多种功能集于一体的智能LED台灯。
该台灯具有手动、自动两种调节亮度的方式;主要的产品功能有呼吸模式、红外遥控操作等等。
硬件的设计部分为单片机控制模块、按键控制模块、照明显示模块、光敏感应模块、LED灯指示报警模块、远程遥控模块等组成。
单片机主要控制芯片型号选用STC89C51RC,LED指示报警模块选择三种颜色不同的LED指示灯来显示三种不同的工作模式,通过按键控制模块进行调整和控制工作模式和LED亮度程度,照明模块选用草帽型12白光LED,光敏感应模块采用可以对光敏信号的采集芯片ADC0832,并利用PWM调光技术对LED进行光度的自动调节。
可以通过红外遥控远距离无线遥控,通过单片机C语言编程进行软件设计,将所需的设计要求全部可以进行功能的控制。
关键词LED台灯光度PWM调光自动调节AbstractLED lamp as LED green lighting products, as the country to promote the use of green lighting products. With the development of the times,energy saving and environmental protection, health and the peopledaily life are inseparable, the progress of science and technology,also makes home appliances more intelligent and humanized. The lamp as home appliances based, so is also essential,, put forward PWM dimming the lights design.The design is based on STC89C51RC SCM as control core and multi functions in one of the intelligent LED lamp. The table lamp realizes the brightness with manual, automatic two types of regulation;respiratory mode function, but also has the function of infrared remote control. The design of the hardware part consists of MCU controlmodule, keyboard module, lighting module, photosensitive module,LED module, remote control module instruction. The MCU main control chip STC89C51RC, LED indicating module with three kinds ofdifferent colors of small LED to indicate different working modes,brightness through the key module to adjust the working mode and the LED lighting module, using 12 straw hat type white LED,photosensitive module uses ADC0832 chip implementation of a signal acquisition, automatic regulation and luminosity of LED using PWM dimming technology. Through the infrared remote control, wireless remote control, software design of the MCU C language programming,integrated control functions are realized by.Key wordLED lamp dimming automatically adjust luminosity of PWM目录第1章绪论 (5)1.1 课题研究背景 (5)1.2 系统方案的提出 (5)1.2.1 LED优势 (5)1.2.2 方案简述 (6)第2章系统方案的选择 (7)2.1 控制芯片的选择方案 (7)2.1.1 STC89C51RC (7)2.1.2 A VR单片机 (7)2.1.3 FPGA (8)2.1.4 主控制芯片的确定 (8)2.2 照明模块的选择 (8)2.2.1 三极管驱动 (8)2.2.2 PWM芯片控制 (9)2.2.3 照明方案的确定 (10)第3章硬件设计 (10)3.1 单片机STC89C51芯片简介 (10)3.2 LED驱动电路 (14)3.3 按键控制电路 (17)3.4 LED指示电路 (18)3.5自动控制电路 (18)3.5.1 光敏电路 (18)3.5.2 ADC0832模数转换 (19)第4章软件设计 (20)4.1 Keil C51 (20)4.2 Protel99SE (21)4.3 程序流程图 (22)第5章调试 (24)5.1 硬件调试 (24)5.2 软件调试 (24)第6章总结 (25)参考文献 (26)附录一:protel99se 原理图 (27)附录二:源程序 (28)前言LED照明又称固态照明,作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术,具有节能、环保、安全可靠的特点,固态显示光源是照明领域里面比较看好的发展产业,在未来十年中将传统的照明工具替换,是代表照明技术的未来。
基于单片机的教室照明控制系统设计
基于单片机的教室照明控制系统设计设计一个基于单片机的教室照明控制系统,可以根据光线强度自动调节照明亮度,同时也可以手动控制照明开关。
系统使用单片机作为控制器,通过光敏电阻检测环境光线强度,并通过脉宽调制的方式控制LED灯的亮度。
以下是系统的设计方案:1.硬件设计:-光敏电阻:选择一个光敏电阻作为环境光线强度的传感器,将其与单片机的模拟输入引脚相连。
-LED灯:选择一个合适的LED灯用于照明,将其与单片机的数字输出引脚相连。
-开关:选择一个合适的开关用于手动控制照明开关,将其与单片机的数字输入引脚相连。
2.软件设计:-初始化:启动系统时,初始化单片机的IO口状态和定时器。
-光线强度检测:使用单片机的模拟输入引脚读取光敏电阻的阻值,并根据阻值计算出光线强度。
-自动调节亮度:根据光线强度的变化,调节LED灯的亮度。
可以通过脉宽调制的方式,改变LED灯的亮度来实现。
-手动控制照明开关:检测开关的状态,如果开关被按下,则切换照明灯的开关状态。
3.系统功能:-自动调节照明亮度:根据光线强度的变化,自动调整LED灯的亮度,提供舒适的照明环境。
-手动控制照明开关:通过开关的操作,可以手动控制照明灯的开关,方便用户根据需要调整照明状态。
-节能:根据光线强度自动调节照明亮度,可以节约能源,减少不必要的能耗。
4.系统实现:-硬件连接:将光敏电阻连接到单片机的模拟输入引脚,将LED灯连接到单片机的数字输出引脚,将开关连接到单片机的数字输入引脚。
-软件编写:使用合适的单片机编程语言,编写程序实现系统的功能。
-调试测试:将系统进行调试和测试,确保系统能够正常工作。
总结:通过设计一个基于单片机的教室照明控制系统,可以实现根据光线强度自动调节照明亮度,并提供手动控制照明开关的功能。
这个系统可以节约能源,提供舒适的照明环境,提高教室的使用效果。
带自熄功能的触摸式调光灯任务书
3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:
(1)计算元件参数,给出详细计算过程;
(2)给出完整的设计方案;
(3)画出完整电路图,并仿真,对仿真结果进行分析;
(4)写出设计总结报告;
课 程 设 计 任 务 书
2.设计内容和要求(包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等):
设计一台带自熄功能的触摸式调光灯。当人体接触调光灯的触摸片时,能够调节灯的开关及其亮度以适应人眼的感受力,具有延迟自动熄灯的功能,可用于控制普通台灯、卧室照明灯和走廊照明等。
选用适当元器件,完成如下功能:
(1)当人体触摸时间在一定范围时,控制逻辑部分控制电路呈开关状态;
学生通过自己动手设计制作将电子技术相关理论知识与制作实践相结合提高学生的动手能力加深对电子技术原理的理解增加学习电子技术的兴趣为今后投入电子技术的开发应用打好基础
XX大学
课程设计任务书
2010/2011学年第一学期
学院:信息与通信工程学院
专业:电子信息工程
学生姓名:学号:
课程设计题目:带自熄功能的触摸式调光灯
6.工作计划及进度:
2010年12月27日~12月29日资料调研
12月30日~2011年1月5日方案论证,进行详细设计,电路仿真,
分析仿真结果
2011年1月6日~1月7日完成设计总结报告(附完整电路图)
1月7日~答辩或成绩考核பைடு நூலகம்
系主任审查意见:
签字:
年月日
(2)当触摸时间大于上述范围时,控制逻辑电路呈调光工作状态,并根据人眼的感受力,分为快、慢和渐歇三个过程;
(3)电路具有记忆功能,保证调光灯下次打开时,光源保持上次调节的亮度。
触摸调光方案
触摸调光方案简介触摸调光是一种通过触摸操作来控制灯光亮度的方案。
它将传统的旋钮、开关调光方式转变为更为直观和便捷的触摸操作,使得用户可以通过简单的触摸动作来实现灯光的调节,提升用户体验。
工作原理触摸调光方案主要由触摸芯片、驱动电路和灯光控制芯片组成。
通过触摸芯片感应用户手指触摸的位置和动作,将其转化为控制信号,并经过驱动电路处理后发送给灯光控制芯片,从而实现对灯光亮度的调节。
触摸调光方案一般采用电容式触摸技术,通过感应用户手指与触摸面板之间的电容变化来判断用户触摸位置和动作。
电容式触摸技术具有高灵敏度、快速响应和多点触控等优点,适用于触摸调光方案的实现。
实现方法1. 单触摸点调光方案单触摸点调光方案是最基本的触摸调光方案。
用户通过在触摸面板上单点触摸,可以实现对灯光的调节。
触摸位置的不同对应着不同的亮度级别。
通过在触摸面板上的滑动操作,可以实现连续的亮度变化。
2. 多触摸点调光方案多触摸点调光方案支持多点触控操作,用户可以通过多个手指同时触摸触摸面板来实现更精细的亮度调节。
例如,使用两个手指同时触摸触摸面板可以实现灯光的渐变调光效果,使得灯光的亮度变化更加平滑。
3. 手势控制调光方案手势控制调光方案通过感应用户手势动作来实现灯光的调节。
用户可以通过特定的手势动作,如向上滑动、向下滑动等,来调节灯光的亮度。
手势控制调光方案相比于单触摸点调光方案和多触摸点调光方案,更加直观和便捷。
应用场景触摸调光方案广泛应用于室内照明控制领域。
下面列举几个常见的应用场景:1.家居照明:用户可以通过触摸方式来调节家居灯光的亮度,实现不同的照明效果,满足不同需求。
2.商业场所:商业场所如办公室、酒店等,触摸调光方案可以提供更加舒适和个性化的照明环境,增加用户体验。
3.公共场所:公共场所如展厅、影院等,触摸调光方案可以提供灯光的亮度调节,以适应不同的活动需求。
4.汽车内饰:触摸调光方案被应用于汽车内饰照明控制,用户可以通过触摸方式来调节车内灯光的亮度,打造舒适的驾驶环境。
单片机遥控调光课程设计
单片机遥控调光课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解单片机的基本原理,掌握其编程方法;2. 让学生掌握遥控调光系统的设计原理,包括电路连接、程序编写等;3. 让学生了解调光技术在生活中的应用及其重要性。
技能目标:1. 培养学生运用单片机进行遥控调光系统的设计、编程与调试能力;2. 培养学生动手实践能力,能够独立完成电路连接和程序编写;3. 培养学生团队协作能力,能够与他人共同完成项目任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机及电子技术的兴趣,激发其探索精神;2. 培养学生具备良好的工程素养,注重实践、勇于创新;3. 培养学生关注环保、节能,认识到调光技术在实际应用中的价值。
课程性质:本课程为实践性课程,强调理论知识与实际操作相结合。
学生特点:学生具备一定的单片机基础,对电子技术有一定了解,具备基本编程能力。
教学要求:结合学生特点,注重启发式教学,引导学生主动探究,培养其解决实际问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果,以便在教学过程中进行有效评估。
二、教学内容1. 单片机原理及编程基础:回顾单片机的基本结构、工作原理,重点讲解编程语言(如C语言)在单片机中的应用。
教材章节:《单片机原理与应用》第1、2章。
2. 遥控调光系统设计原理:讲解调光系统的基本构成、工作原理,分析遥控调光系统的设计要点。
教材章节:《单片机原理与应用》第3章,《电子技术应用》第4章。
3. 电路设计与连接:介绍遥控调光系统的电路设计方法,指导学生进行电路连接和调试。
教材章节:《电子技术应用》第2章。
4. 程序编写与调试:根据设计要求,编写单片机程序,实现遥控调光功能,并进行调试。
教材章节:《单片机原理与应用》第4章,《C语言程序设计》第3、5章。
5. 实践操作与项目实施:组织学生进行实践操作,分组完成遥控调光系统的设计、编程、调试及优化。
教材章节:《单片机原理与应用》实验指导书,《电子技术应用》实验指导书。
6. 调光技术在生活中的应用:介绍调光技术在实际生活中的应用案例,让学生了解其重要性。
基于单片机的LED调光灯PID亮度控制
课程设计说明书题目:LED调光灯亮度控制院(系):电子工程与自动化学院专业:学生某某:学号:指导教师:2011 年 9 月日摘要亮度是工业中非常关键的一项物理量,在农业,现代科学研究和各种高新技术的开发和研究中也是一个非常普遍和常用的测量参数。
亮度自动控制的原理主要是:将随亮度变化而变化的物理参数,通过光传感器转变成电的或其他信号,传给处理电路,最后转换成亮度数值显示出来。
目前最具发展前景的灯光调节是加入自动控制原理,通过自动控制系统,按照给定参数对对象的反馈信息进行调节,从而满足工农业生产的需求。
本文介绍了以处理芯片STC1205A08S2为核心器件的亮度控制系统。
STC1205A08S2是宏晶以公司研制的51内核为主的系列单片机,这个芯片设计的时候就吸取其它51系列单片很容易被解密的教训,改进了加密机制。
关键词:亮度控制; STC1205A08S2;AbstractBrightness is in the industry is the key of a physical quantity, in agriculture, modern scientific research and high technology research and development is also a very mon and monly measured parameters.Automatic brightness control principle is:With the brightness change of the physical parameters, the optical sensor into electrical or other signal, transmitted to the processing circuit, finally converted into brightness value is displayed.At present the most promising light adjustment is added to the theory of automatic control, the automatic control system, according to the given parameters of the feedback information to adjust, to meet the needs of industrial and agricultural production.This paper introduces the processing chip STC1205A08S2 as the core ponent of the brightness control system.STC1205A08S2 is Hong Jing to the pany developed the 51 kernel series consisting mainly of single chip, the chip design when they absorb other 51 series monolithic easily decrypted lessons, improved the encryption mechanism. Keywords:T Brightness control;STC1205A08S2引言- 1 -1 课程设计概述- 1 -1.1 课程设计题目- 1 -1.2 主要仪器设备- 1 -2 硬件设计- 2 -2.1 单片机部分- 2 -2.2 亮度反馈部分- 2 -2.3 按键部分- 3 -2.4 串口下载部分- 3 -2.4 LED执行部件- 3 -3 软件设计-4 -3.1 流程图设计- 4 -4 系统调试- 4 -4.1 LED执行部分调试- 4 -4.2串口下载部分调试- 5 -4.3 LED显示部分调试- 5 -4.4按键部分调试- 5 -4 .5系统调试-5 -5 总结- 5 -5.1课程设计的过程- 5 -5.2解决问题- 5 -5.3 心得体会- 5 -参考文献- 5 -附录- 6 -引言调光灯亮度作为一项光工参数,在工业现场和过程控制中具有至关重要的作用。
触摸式调光灯课程设计
一、前言随着经济发展的加快,科学技术的进步,人们生活水平得到了提高,设备逐渐完善。
台灯是生活中的伴侣,我们是不喜欢与强烈的光线打交道的,因为强光对人身体是有害的,为了大家能健康地生活与工作,设计师也想出了一个较为完美的构思,就是台灯的出现,它的出现让很多朋友们得到了满意的效果,但是生活中没有完美的东西,台灯亦不例外,这就需要我们的改进。
很多学生还是比较喜欢触模式台灯,手一触到台灯的感应部位灯就会自动亮,如果多触摸几下,台灯就会达到最亮的极限,这样就可以调节了台灯的亮度也避免了开关易坏和调节亮度易失灵。
触摸式调光灯的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评。
本论文介绍了触摸式台灯调光电路的设计及工作过程。
本设计目的是通过设计工作熟悉触摸式调光灯电路基本构成与基本工作原理,并能将这些技术应用实际系统设计,提高自己对电路知识的认识。
二、课程设计任务与要求1、到图书馆查阅关于CD4011、CD4017芯片和可控硅调压的相关资料。
2、分析CD4011、CD4017芯片和可控硅调压的功能。
3、设计一个触摸式调光灯,其功能为:第一次触摸灯微亮,第二次触摸灯更亮,第三次触摸灯最亮,第四次触摸灯熄灭,并以此为周期。
4、用protel绘制电路图,说明电路的功能,在实际工作和生活中的用途。
三、方案设计与论证方案一:采用传统的电位器调光,此方案需要的元件、电路和制作都很简单,达不到课程设计的要求。
方案二:采用单片机技术,以BISS0001和单片机组成的红外传感控制电路,能够实现有人时且外界光较弱时自动感应开灯,无人时自动关灯,但这种技术我们还没掌握,而且设计要求围绕着数电和模电。
方案三:以CD4011和CD4017为核心元件,通过人体的杂波作为输入信号,控制单向可控硅的导通角,从而改变电压实现调光。
综合上述的方案,方案三的难度适中,符合课题设计的要求,元件易购,故采取方案三。
四、原理电路设计(1)单元电路设计:1、电源电路工作原理由市电220V接入电路,经过桥堆整流,然后经过电容滤波和稳压二极管稳压得到直流15V供后续电路工作,如下图1:图12、自激振荡器原理电路F1、F2及阻容元件构成一个自激振荡器,平时F1的一个输入端通过R4接地,故振荡器不工作,当人手触摸TP1时,其杂波作用到F1的输入端,相当于抬高了该输入端的电位,振荡器起振,F2输出方波脉冲,如下图2:图23、导通角控制电路当时钟信号作用于CD4017的CP端时,Y0~Y8依次出现高电平,由于Y1~Y3上的电阻值不同,其输出电流大小不用,然后经过F3、F4整形缓冲后控制单项可控硅的导通角,从而控制灯泡的灯光,如下图3:图3(2)元件选择:IC1采用CD4011,逻辑表达式:Y = A.B,其功能及真值表:(1)当X=0、Y=0时,将使两个NAND门的输出均为1,违反触发器的功能,故禁止使用,如真值表第一行。
基于单片机的智能调光灯设计
本科毕业设计论文题目基于单片机的智能调光灯设计专业名称学生姓名指导教师毕业时间2014.06毕业 任务书一、题目:基于单片机的智能调光灯设计二、指导思想和目的要求:通过毕业设计,使学生对所学电子工艺、电路基础知识、模电、数电、等电子基础课程的基本知识加深理解,掌握单片机的基本指令及基本结构,并将其与实际工程应用紧密结合起来,培养创新意识,增强分析问题解决问题能力,为尽快进入社会角色,熟悉相关开发工作流程、项目小组组成、分工、合作方式方法等。
增强团队合作意识,提高基本工作技能,为即将踏入社会奠定理论和实践基础。
内容:设计一电路,不仅亮度可调,还可以显示时间等功能。
具体要求如下:1) 显示当前的时间,24 时制的时、分、秒;2) 可调节时间;3) 可调节LED 光亮度;步骤: l 、了解所设计系统的工作原理及要求。
2、设计单片机工作的基本电路,如:晶振电路、复位电路。
3、根据系统设计要求选择发光二极管、按键等模拟部件。
4、设计系统基本电路。
5、绘制PRTUSE 电原理图并编写系统控制程序。
6、联机进行系统仿真调试。
设计论文三、进度与要求:1.第一周~第一周收集设计系统相关资料。
2.第二周~第三周用PROTUSE设计硬件原理图并进行器件选型。
3.第四周~第六周编写系统各功能模块控制程序。
4.第七周~第十周联机进行系统调试。
5. 第十一周~第十二周整理并组织论文。
6.第十三周~第十四周完成修改稿,定稿,打印,交评阅。
7.第十五周~第十六周评阅与答辩学生指导教师系主任摘要在实际的应用中发现,当周边亮度大时,LED灯过亮,存在电能浪费;当周边亮度小时,LED灯过暗,又不能提供足够和恰当的光度。
用来改善我们的生活质量,体验到科学技术带给我们更方便的生活,节省电能。
因此,研究实用具有时钟功能的台灯的应用,有着非常现实的意义,具有很大的实用价值。
本文介绍了设计的框架结构和组成模块以及各模块的原理,介绍了各部分硬件设计和各部分软件设计以及软件流程图。
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绪论随着经济发展的加快,科学技术的进步,人们生活水平得到了提高,设备逐渐完善。
台灯是生活中的伴侣,我们是不喜欢与强烈的光线打交道的,因为强光对人身体是有害的,为了大家能健康地生活与工作,设计师也想出了一个较为完美的构思,就是台灯的出现,它的出现让很多朋友们得到了满意的效果,但是生活中没有完美的东西,台灯亦不例外,这就需要我们的改进。
例如,很多时候我们并不需要让台灯处于全亮状态,有时候我们只需要微弱的光照即可,过强的光线反而会对使用者造成不必要的干扰,而且这也是对电能的一大浪费。
此外,关于开关的使用寿命,也是影响台灯的耐用性的另一个问题。
因此,本设计的指导思想就是让台灯更耐用、更好用且能够调节亮度,解决过高的亮度对使用者的干扰同时也是为了节能,以及解决普通机械开关易损坏的问题。
对于触模式台灯,手一触到台灯的感应部位灯就会自动亮,如果多触摸几下,台灯就会达到最亮的极限,这样就可以调节了台灯的亮度也避免了开关易坏导致的调节亮度易失灵的问题。
本文介绍了触摸式台灯调光电路的设计及工作过程。
本设计目的是通过设计工作熟悉触摸式调光灯电路基本构成与基本工作原理,并能将这些技术应用实际系统设计,提高自己对电路知识的认识。
一、系统工作原理本设计采用STC公司的12系列单片机为控制芯片,配合外围电路进行对触摸按键的检测及对台灯亮度和开关的控制,利用单片机产生不同占空比的PWM方波实现对灯光的亮暗控制。
此外,本设计的触控功能的实现则是利用单片机的I/O口的开漏模式且未加上拉电阻,在此模式下I/O更容易接受外界微弱的电平,更容易受到手指的干扰。
本设计中,在被设置成开漏的I/O口要在单片机读该口前将其置1,使其成为高阻状态,当I/O接口被设置到高阻输入状态时,I/O接口就是纯电平输入状态,在接口悬空时为低电平,当有手指触摸到I/O接口时,手指上的微弱电流会使I/O 接口跳变到高电平,只要读出I/O接口的电平高低就可以了解是否有触摸操作,然后加一段按键去抖程序后去调整与PWM占空比相关的数值,从而实现灯光亮度的连续可调。
二、系统硬件组成本设计中所采用的芯片有STC公司的小型封装插件式单片机STC12C2052AD、AMS1117 5.0降压稳压IC、以及若干二极管、三极管,电阻电容等元器件。
其中:2.1 控制部分STC12C2052AD单片机的引脚位置与用途如图2-1所示:图2-1 STC12C2050AD引脚图STC12C2052AD系列单片机是单时钟/机器周期(1T)的兼容8051内核单片机,是高速/低功耗的新一代8051单片机,全新的流水线/精简指令集结构,内部集成复位电路其优点有以下几个方面:1.性价比高采用STC12系列单片机可以省掉复位电路、外部数据存储器(如24Cxx系列芯片),某些场合还可以省掉晶振,电路简单、价格低廉。
2.速度快STC12系列单片机为单时钟/机器周期(1T),一些指令执行速度是传统8051的24倍,最低的也是3倍。
3.安全性好目前,很难破译STC12系列单片机加密程序,加之用户数据可以保存到单片机内部,解密者很难通过用户数据分析单片机的运行状况。
4.可以直接代替8051针对传统8051单片机开发的程序,可以直接用于STC12系列单片机,无须重新编写。
在本设计中,单片机的I/O口的P3.4、P3.5、P3.7均在程序中设定为开漏模式,以连接外部触摸板来分别实现对灯光的关闭、渐亮、渐暗的控制。
单片机的P1.7口被程序设定为PWM方波输出口,用来连接驱动灯光的驱动部分。
图2-2为本设计控制部分的原理图:图2-2 控制部分原理图由于此次设计采用8V电压供电,为安全起见,单片机的输出端和接地端均与后面的驱动部分用二极管1N4148进行单向隔离,此外,本设计还预留了程序下载接口,方便日后功能的增强和对程序的调试。
2.2 驱动部分驱动部分我采取的是用NPN型功率三极管13003级联搭建成的达林顿驱动器,以实现对较大电流负载的驱动控制。
由于所使用的LED灯头内无限流电阻,且实测其全亮发光时电流高达0.5A,为防止电流过大所引起的三极管过热烧毁,因此在其负载回路串接了10Ω 2.5W的限流电阻,以牺牲较小的光照强度来换取元件的安全。
图2-3为驱动电路及LED接口的原理图:图2-3 驱动电路与LED接口其中三极管13003为NPN型硅晶体管、功率开关三极管,主要用于:日光灯、电子镇流器、充电器等高压功率开关电路。
其参数为:(TO-92封装)1.芯片面积:1.63×1.63(特制芯片)2.额定电流:1.5 A(加大电流品种)3.饱和压降低、热性能好、反向击穿电压高、漏电流小。
4.13003最大额定值如表2-1:表2-1 三极管13003最大额定值因此,用三极管13003来搭建驱动电路能为负载提供足够的电流,能使LED 发出足够的光照强度供照明使用。
2.3 电源部分本设计之初经试验发现若用单节18650锂电池供电,虽然也能正常工作(即触控调光可用),但由于三极管等驱动部分电路存在较大电压降,导致即使控制状态为全亮,但实际的照明亮度却很低。
后经试验发现采取两节18650串联成8V供电后LED及驱动部分均能正常工作(单节18650锂电池满电状态下实测电压在4.1V左右),单片机部分则用降压稳压芯片AMS1117供电,两路不同电压电路再采取适当隔离后,整个控制驱动板即能正常工作。
其供电、降压以及电源指示电路如图2-4所示:图2-4 电源及指示部分原理图其中:AMS1117是一个正向低压降稳压器,在1A电流下压降为1.2V。
AMS1117有两个版本:固定输出版本和可调版本,固定输出电压为1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.0V、3.3V、5.0V,具有1%的精度;固定输出电压为1.2V的精度为2%,其内部集成过热保护和限流电路,是电池供电和便携式计算机的最佳选择。
AMS1117参数如下:1.输入电压最大:18V2.输出电流最大:1A3.输出电压:5.0V4.功耗:5W5.输入电压最小:6.2V6.封装类型:SOT-223,SOT-897.工作温度范围:-20°C to +125°C(也有0°C to +125°C)由于本设计采取电池纯直流供电,所以可以省去AMS1117周围的滤波电容等元件及其电路连线,让整个控制板更小巧,以便能顺利装入空间不大的台灯底座,经实测,降压稳压芯片AMS1117能正常稳定工作。
三、系统软件设计系统的软件部分分为按键检测部分和PWM方波生成部分。
其中,系统的软件流程图如图3-1所示:3.1 系统流程图图3-1系统软件流程图STC12C2052AD系列单片机所有I/O口均可由软件配置成4种类型之一,如表3-1所示。
4种类型分别为:准双向口(标准8051输出模式)、推挽输出、仅为输入(高阻)或开漏输出功能。
每个口配置2个控制寄存器控制每个引脚输出类型。
STC12C2052AD系列单片机上电复位后为准双向口(标准8051输出模式)模式。
其中P3口设定(P3.7,X,P3.5,P3.4,P3.3,P3.2,P3.1,P3.0,无P3.6口)如下表:表3-1 STC12C2052AD I/O口配置方式在本设计中P3口的配置为P3M0=0xb0; P3M1=0xb0;即:P3.5,P3.4,P3.7为开漏输入,其余为普通双向I/O口3.2 系统程序/****************************************************************文件名:LED调光修改调试:@春阳最后修改:2015.11.17功能:触控调光台灯备注:此次设计采用定时器0生成PWM信号,另外,stc12系列头文件,type.h 则在本主程序下方****************************************************************/#include "stc12c5a.h" //stc12系列单片机总头文件,其包含各I/O口位定义#include "type.h" //见文档末尾#define FRE 22118400#define TIME_FRE 10000000 //计时1/10000000=0.0000001s=0.0001ms (此时间是用来加快LED闪烁频率)#define T0RELOAD (65536 - (FRE / TIME_FRE))/****************初始化变量**************************/volatile U32 SYS_TIME = 0;volatile U32 LED_PWM = 0;/******************************************************************** 函数名:毫秒级CPU延时函数调用:delay(?);参数:1~65535(参数不可为0)返回值:无结果:占用CPU方式延时与参数数值相同的毫秒时间备注:应用于1T单片机时i<600,应用于12T单片机时i<125********************************************************************/void delay(unsigned int a){unsignedinti;while( --a != 0){for(i = 0; i< 600; i++);}}/******************************************************************** 函数名:定时器0初始化函数调用:Timer0_Init();参数:无返回值:无结果:设置定时器0工作方式备注:********************************************************************/ void Timer0_Init(){TMOD &= 0XF0;TMOD |= 0X01; //定时器0的16位计数方式TH0 = T0RELOAD / 256;TL0 = T0RELOAD % 256;AUXR |= 0X80; // 计数器0时钟为Fosc,即1TPT0 = 1; // 定时器0优先级控制位, 1 为高优先级0 为低优先级EA = 1; //开总中断ET0 = 1; //开定时器0中断TR0 = 1; //启动定时器0}/******************************************************************** 函数名:主函数调用:无参数:无返回值:无结果:程序开始处,无限循环备注:触控调光台灯主程序,包含按键检测及占空比调节********************************************************************/ void main(){Timer0_Init();P3M0=0xb0; //P3口配置:P3.7,P3.5,P3.4为开漏输入,其余为普通双向I/O 口P3M1=0xb0;while(1){P34 = 1; //p3.4置为开漏高阻态if(P34 == 1) // KEY1 直接关灯键{delay(2); //延时消抖if(P34 == 1){LED_PWM = 0; // 熄灭LED}}P35 = 1; //p3.5置为开漏高阻if(P35 == 1) // KEY2 按键一直按着,LED逐渐变亮{delay(2); //延时消抖if(P35 == 1){if(LED_PWM < 100)LED_PWM ++; //灯光渐亮}}P37 = 1; //p3.7置为开漏高阻if(P37 == 1) // KEY3 按键一直按着,LED逐渐变暗{delay(2); //延时消抖if(P37 == 1){if(LED_PWM >0)LED_PWM --; //灯光渐暗}}}}/******************************************************************** 函数名:T0定时器中断服务程序调用:无参数:无返回值:无结果:提供PWM波输出I/O口的电平翻转备注:********************************************************************/ void Timer0_Routine() interrupt 1{TH0 = T0RELOAD / 256;TL0 = T0RELOAD % 256;SYS_TIME ++;if(SYS_TIME < LED_PWM){P17 = 1; //点亮LED}else{P17 = 0; //关闭LED}if(SYS_TIME > 100){SYS_TIME = 0;}}/****************************** type.h ***************************/#ifndef _TYPE_H_#define _TYPE_H_typedef unsigned char U8;typedef signed char S8;typedef unsigned int U16;typedef signed int S16;typedef unsigned long U32;typedef signed long S32;#endif四、总结与体会经过一段时间的焊接与调试,总算把台灯制作完成,期间也经历过各种意想不到的问题。