PWM调光的多功能LED台灯设计方案
基于PWM调光的高性价比LED台灯设计
们对 Ｌ Ｅ Ｄ调 光 精 度 、 效 率 以及 效 果 的要 求 Ｅ ２ ］ 。目 前， Ｐ ＷＭ 调 光 要 么 采 用 单 片 机 来 实 现 ，虽 然 获 得
良好 的效 果 ． 但必然增加成本 ： 要 么采 用 特 殊 芯 片 如Ｓ Ｊ Ｔ ０ ８ ０ １ 等． 却 无 法避 免 由于开 机 瞬 间 引起 的跳
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广东职业技 术教育 与研究
２ ０ １ ３ 年 第 ６期
好 状 态 。伤 残 或功 能 丧失 只 在 生命 晚期 出现 ， 且 持 续 时间很 短 ＿ ３ ＿ 。要 实 现健 康 老 龄化 目标 ， 护理 人 员 不但 要 学 会 老 年 疾 病 的 护理 知 识 和 技 巧 ．而 且 要 掌 握促 进 老 年 人 健 康 的 知识 和方 法 ，以维 护 老 年 人 的最 佳 功 能状 态 。
变 电压而引起的 Ｌ Ｅ Ｄ寿命降低等现象。
图 １ 系统结构连接
１ 系统 框 架
本 系统采 用 ２ ０只 ５ ｍ ｍ高亮 白光 Ｌ Ｅ Ｄ灯珠 为光源 ，由 Ｎ Ｅ ５ ５ ５ 组成 的多谐振荡器 、 Ｌ Ｔ Ｈ ３ ５ ８ 组
１
．
１ ＮＥ ５ ５ ５多谐 振荡 电路
பைடு நூலகம்
Ｎ Ｅ ５ ５ ５ 定时器具有成本低 、性能可靠 与电路 简单 等特 点 ， 外 部只需要外接几 个 电阻 、 电容 ， 就
Ｐ Ｔ ４ １ １ ５ ． 不仅 因 为这 种方 式 不 能 产 生 Ｐ ＷＭ 占空 比
为 １ ０ ０ ％最 亮 的情 况 ， 而且 这 种 方 式 也不 能 有 效 避 免开 机瞬态 造成 Ｌ Ｅ Ｄ损 坏 。 因 此 。本 设 计 采 用
正常使用Ｅ ３ ］ 。故影 响大多数 Ｌ Ｅ Ｄ寿命 的重要原因 是 由于 电压 不 稳 或 开机 瞬 间暂 态 造 成 瞬 间 电流 过 大引起 。针 对 这种 原 因 ， 本设 计 采 用高 性 能 的稳 压
毕业设计(论文)-触摸式调光台灯设计[管理资料]
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学士学位毕业设计（论文）触摸式调光台灯设计学生姓名：学号：2XX指导教师：所在学院：信息技术学院专业：电子信息工程中国·大庆2013 年 5 月摘要台灯是人们生活中用来照明的一种家用电器。
随着社会的发展和科技的进步，台灯的种类、样式，以及其功能越来越多。
技术上在不断的突破和完善，满足了人们的日常需求。
此次设计的触摸式调光台灯相比传统的按键式台灯更为方便和灵敏。
采用LED灯更加的节能和环保，而且还可以根据不同人的需求调节不同的亮度。
本文介绍了以SGL8022W芯片为控制核心，用12V稳定电源，通过触摸来调节不同光度。
该触摸式调光台灯电路并不复杂，很大程度上节省电能，延长LED灯寿命，经济适用。
本次课题的研究不仅可以使自己更加了解专业知识还可以对市场上台灯的设计起到一定的参考作用，设计出更加合理便捷的产品来满足人们生活中的需要。
关键词：触摸式LED台灯SGL8022W 调光ABSTRACTThe lamp is used to illuminate a household appliances in people's lives.With the development of society and the advancement of technology,lamp type, style, and more and more powerful.Technical breakthrough in constant and perfect,to meet the daily needs of the people.The design of the touch lamp dimmer compared to traditional push-button lamp is more convenient and sensitive.LED lights more energy-saving and health,but also according to the needs of different people of different brightness.This article describes that the SGL8022W chip as the control core,stable power supply with12V touch to adjust the different luminosity.The touch dimmer lamp circuit is not complicated,largely to save energy and prolong the life of LED lights, affordable.The research projects can not only a better understanding of expertise can also play a reference role in the design of the lamp market design more reasonable and convenient products to meet the needs of our lives.Keywords:Touch LED lamp SGL8022W Dimming目录摘要 (I)ABSTRACT (II)前言 (IV)1 绪论 (3) (3) (5)2 硬件电路设计 (6) (6)12V直流电源设计 (8) (10) (12) (17)3 电路调试与功能实现 (18) (18) (18)4 总结与体会 (20)结论 (20)参考文献 (22)致谢 (23)附录.................................... 错误!未定义书签。
pwm调光灯控制电路的设计
pwm调光灯控制电路的设计
PWM调光灯控制电路的设计包括以下几个步骤：
1.确定系统功能和性能要求：根据实际需求，明确系统的功能和性能要求，如调光范围、响应时间、稳定性等。
2.选择合适的PWM信号源：PWM信号源是控制电路的核心，可以选择集成PWM控制器或者自行设计。
选择时需要考虑其频率、占空比可调性、稳定性等指标。
3.设计驱动电路：根据LED灯的特性和系统需求，设计合适的驱动电路。
需要考虑LED灯的电压、电流参数，确保其能够正常工作。
同时，还需考虑驱动电路的效率、功耗等问题。
4.设计信号处理电路：信号处理电路的作用是对输入信号进行处理，以满足PWM控制器的需求。
根据PWM信号源的要求，设计相应的信号处理电路，如波形整形、幅度调整等。
5.搭建硬件平台：根据设计需求，搭建相应的硬件平台，包括电源模块、PCB板、连接线等。
确保硬件平台的稳定性和可靠性。
6.测试和调试：在完成硬件搭建后，进行测试和调试。
通过调整PWM信号源的参数，观察LED灯的亮度和闪烁情况，确保其符合设计要求。
7.优化和改进：根据测试结果，对设计进行优化和改进，提高系统的性能和稳定性。
总之，PWM调光灯控制电路的设计需要综合考虑系统的功能和性能要求、LED灯的特性和驱动要求、PWM信号源的需求等因素。
在设
计和实现过程中，需要注重细节和测试验证，确保系统的稳定性和可靠性。
基于PWM调光的智能多功能台灯设计毕业设计论文
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
作 者 签 名：日 期：
指导教师签名：日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
基于PWM调光的智能多功能台灯设计毕业设计
基于PWM调光的智能多功能台灯设计毕业设计目录中文摘要 (I)英文摘要...................................................................................................................... I I 前言.. (IV)1 设计的总体要求及方案选择 (1)1.1 调光技术的选择 (1)1.2 主要集成芯片的选择 (2)2 硬件系统电路设计 (4)2.1 整体电路系统模块 (4)2.2 单片机主控系统 (4)2.3 恒流驱动系统 (5)2.4 时钟系统 (7)2.5 液晶显示系统 (8)2.6 温度检测系统 (10)2.7 蜂鸣系统 (12)2.8 按键系统 (12)2.9 电源系统 (13)3 系统软件设计 (14)3.1 系统主程序 (14)3.2 按键检测和处理程序 (15)3.3 外部中断程序 (16)3.4 定时器中断程序 (16)3.5 C语言程序编写和ISP软件程序下载 (17)4软件的调试和仿真 (19)5 硬件的组装与调试 (20)5.1元器件的选择与测量 (20)5.2电子元器件的焊接与组装 (20)5.3电子电路的调试 (21)5.3.1 调试方法 (21)5.3.2 调试步骤 (21)总结 (24)致谢 (25)参考文献 (27)附录1 电路实物图 (28)附录2 电路原理总图 (29)附录3 电路程序清单 (30)附录4 元器件清单 (58)基于PWM的智能多功能台灯设计摘要随着电子技术的日益发展，人们生活中的照明工具也在发生着巨大的变化。
普通电灯，白炽灯，LED灯，这也反映了人类社会的进步，科技的发展。
目前的家居逐步朝着多功能化智能化的方向发展[12]。
随着环境问问题的恶化，能源的减少。
节能绿色环保的台灯，逐步走进了人们的生活。
以前的台灯用途单一，而现在的人们需要一种多功能智能化的台灯。
基于PWM控制的LED灯光系统设计
基于ＰＷＭ控制的ＬＥＤ灯光系统设计【摘要】本设计介绍了一种以STC单片机为核心的LED灯光控制系统，主要采用PWM技术，及UART通讯技术。
PWM是一种非常成熟的技术，目前已经广泛应用于调速，调光系统，而UART通讯是单片机最为常用的一种通讯方式。
详细介绍单片机控制电路，通讯布线，PWM电路，及PWM控制设计，给出了系统软件设计方案。
【关键词】PWM;STC单片机;UART通讯一、引言目前许多的灯光控制系统只是简单的实现控制灯的亮暗顺序及亮暗的时间，这类简单的控制方式广泛地应用在灯光广告中，电路板一般采用控制核心电路加上口线扩展电路及输出驱动电路组成，但是这类电路在组成大矩阵的LED显示时，存在布线复杂等问题，在出现故障时维护比较复杂，需要先查布线线路上是否存在故障，然后再查电路驱动板是否存在问题，一旦出现问题需更换布线线路或驱动电路板，维护费用较高。
本设计提出基于PWM控制的LED灯光系统设计，系统采用单片机STC12C2052为核心的PWM 控制电路系统，采用UART通讯方式,布线简单，使用数据间隔检测方式接收UART数据包，适应不同波特率下的应用,采用数据间隔接收数据可以可靠地接收到一个完整的数据包,不管数据包是否有数据头，解决了协议不同的麻烦，定义的数据比较短,数据接受更为可靠。
二、电路原理及特点（一）电路系统框图本设计的灯光系统框图如下图2-1：直流 12V 集中供电LED1 LED2 LED3 LED4图2-1 PWM控制LED系统的系统框图本设计的灯光系统主要由1个主控制和9个从控制板(1个主控制板最多可控制256个从控制板)及开关电源组成。
供电方式采用由开关直流电源+12V集中供电。
主控制板实现对各个从控制板的PWM输出值控制、控制灯的亮暗次序及时间控制，主控制板与从控制板的连线方式采用通用的UART通讯方式。
从控制板主要实现并执行主控制发送过来的PWM值，由自身所带的PWM输出管脚输出控制值来驱动LED，进行灯的亮度控制及亮暗控制。
一种PWM调光LED照明电路设计
一种PWM调光LED照明电路设计作者：张舜廖安宇朱煌邓丽霞来源：《现代职业教育.高职本科》 2017年第7期［摘要］介绍了室内环境的照明设计方案，围绕输入功率、光输出、光效、使用寿命、环境温度等LED灯相关参数要求展开。
根据LED灯的参数计算满足要求所需的数量，再考察恒压供电和恒流供电，确定LED颗粒的供电方式；然后考察模拟调光和PWM调光，从中确定LED的调光方式,并对课题的双路PWM创新点设计LED驱动电路。
［关键词］ LED照明；驱动电路；PWM调光［中图分类号］ G718 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2017）１９-0０61-0１一、驱动电路的设计要求相较于传统的照明方式，LED照明有很多优点，比如节能、光效高、色彩丰富、寿命长、响应速度快等。
LED的寿命可长达 50000 小时以上，同时白光LED的发光效率目前超过60lm/W，具有相当大的优势。
虽然在现阶段，LED的成本仍然偏高，不过随着科技的进步，前景会越来越光明。
虽然LED还无法取代传统的照明灯具，但是这一天迟早会到来。
本文介绍了将高功率LED应用到灯具中的一般流程，并以TI的TPS61161-Q1产品为例，重点讨论PWM调光驱动的设计和利用双路输出巧妙提高PWM调光频率。
（一）确定设计目标LED灯必须达到或超过目标应用的照明要求。
所以，在设计之前，必须确定照明要求。
设计时需要LED中的光输出、功率、光效、寿命最高、环境温度等的一些特征。
其中，光输出和功率是最重要的两个参数，可用来确定驱动电路的设计方案。
（二）计算LED数量设计过程中的一个重要参数是满足设计目标所需的 LED 数量。
其他设计都是围绕着 LED数量展开，它直接影响光输出、功耗以及灯具的成本。
考虑光系统、热系统及电气系统的效率，本设计光输出实际效率大约为76.5%，实际光输出为850lm。
LED则使用 4000-K色温的 XLamp XR-E LED，350mA最小光通量为67.2 lm。
基于pwm调光的智能多功能台灯设计文献综述
百度文库- 让每个人平等地提升自我本科毕业设计（文献综述）题目基于PWM的智能多功能台灯设计姓名韦洋专业自动化学号 201042004 指导教师曹卫锋郑州科技学院电气工程学院二○一四年五月基于PWM的智能多功能台灯设计文献综述1 前言台灯是每个家庭的生活必需品，而普通的台灯功能简单，用途单一。
随着电子科技的发展，台灯作为人们经常使用的生活必需品也有着很大的发展。
逐步朝着多功能化，智能化的方向发展。
根据自身所学知识结合实际情况制作一种智能台灯，主要实现台灯的基本照明功能功能，能够智能的调节台灯亮度，能够显示室内温度，拥有万年历时钟功能。
随着家用电器的发展，作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化多功能化。
2台灯的发展的发展背景虽然按键式的台灯还是台灯市场的主体。
但是，随着现代电子技术的发展和人们的需求变化，传统的台灯已经感受到产品更新换代的威胁。
与其他的智能化家用电器一样，智能化台灯有许多普通按键台灯所无法比及的优势，智能化台灯一方面可以更节省电能，有利于环保。
现今台灯种类样式繁多，灯泡分为：节能灯，白炽灯，LED灯泡。
控制方式有：开关控制，触控式，亮度可调式，甚至声控。
LED 作为一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源[1]。
基于白光LED 的固态照明，是一种典型的绿色照明方式[2]。
与传统光源相比，具有节能、环保、寿命长、体积小、安全可靠等特点，代表着照明技术的未来，并符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。
3基于PWM调光的智能LED台灯的发展现状自LED光源进入通用照明领域，逐渐取代传统光源，日益占据照明的核心领域。
其除了耗能少、无污染、不含汞、寿命长等优点外，可控性强是LED光源区别于传统光源的鲜明特点。
因此，充分发挥LED的先天优势，让LED按照人们的照明需求，随时"可控可调"，将使LED更为快速的占据照明领域的核心地位。
基于PWM调光的智能多功能台灯设计毕业设计论文
指导教师签名：日 期：
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本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
本文介绍了一种基于PWM调光的智能台灯设计。把单片机技术和PWM调光技术结合起来实现台灯光强的调节。利用软件来改变占空比从而来改变电压的大小实现调光。利用DS1302时钟芯片和单片机结合来产生时间日历。利用DS18B20温度检测芯片来检测环境温度。用1602 字符型液晶显示芯片来显示时间，日历，星期，温度，以及台灯的光强等级。利用蜂鸣器和时钟芯片产生定时闹钟。利用HX1838红外接收来进行红外控制。从而使台灯拥有多项功能。
2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
PWM调整LED亮度设计报告
EDA技术基础PWM调整LED亮度选做试验电子信息科学与技术物电学院2011-06-24PWM调整LED亮度设计一．实验任务学习PWM原理，用Verilog硬件描述语言设计PWM逻辑电路，实现PWM信号占空比可调，通过按键调整PWM信号的占空比，将此PWM信号输出驱动发光二极管，观察不同占空比时发光二极管的亮度如何变化。
在实验箱上实现按键调整发光二极管亮度，数码管显示PWM信号的占空比。
具体要求：将输入数字信号转化为输出模拟信号，利用脉宽调制来实现二极管的亮度调节。
按下s1（不松手），二极管逐渐变暗，暗到一定程度，突然变亮，再循环，按下s2（不松手），二极管逐渐变亮，亮到一定程度，突然变暗，再循环。
二．方案论证实验原理图为三、实验思路调节时钟脉冲的占空比，输出脉冲频率一定，输出脉冲的占空比越大相当于输出的有效电平越大，可将数字量转化为模拟量。
基于这种思路可先将输入的一定计数周期T（相当于一个常量）的标准时钟脉冲变为一个高低电平占空比不一致的非标准脉冲（包含一个高电平、一个低电平），可用另外一个计数器Q来控制高低电平的占空比，随着Q的增大高电平的占空比随时间逐渐增大（或减小），而低电平随时间逐渐减小（或增大）。
但这个脉冲周期T是一定的。
随着T个数的增加便能得到一个高电平的占空比随时间逐渐增大（或减小），而低电平随时间逐渐减小（或增大）的非标准的时钟脉冲。
由于时钟脉冲的高低电平的占空比随时间有规律、有方向的变化，这样可实现二极管的亮度缓慢变化。
四、实验步骤及代码99计数器的计数模块代码为module counter(clk,clr,Q);input clk,clr;output [7:0]Q;reg [7:0]Q;always @(posedge clk or negedge clr)begin if(!clr) begin Q=0;endelse beginif(Q[3:0]==9) begin if(Q[7:4]<9)begin Q[7:4]=Q[7:4]+1; Q[3:0]=0;end else begin Q[7:0]=0;endendelse begin Q[3:0]=Q[3:0]+1;endendendendmodule而通过按键可调的计数器模块的代码为：module c9(clk,clr,kup,kdw,Q,clk); input clr,clk;input kup,kdw;output [7:0]Q;reg [7:0]Q;wire clka,clkb,clkc,clkd,newclk; assign clka = clk;LCELL AA(clka,clkb);LCELL BB(clkb,clkc);LCELL CC(clkc,clkd);LCELL DD(clkd,newclk);always @(posedge newclk or negedge clr)beginif(!clr) begin Q[3:0]=4'H0;Q[7:4]=4'H5;endelse beginif(kup)beginif(Q[3:0]==4'H9)if(Q[7:4]==9) begin Q[7:4]=4'H0;Q[3:0]=4'H0;end else begin Q[7:4]=Q[7:4]+4'H1;Q[3:0]=4'H0;endelse Q[3:0]=Q[3:0]+4'H1;endelse begin Q[3:0]=Q[3:0];Q[7:4]=Q[7:4];endif(kdw)beginif(Q[3:0]==4'H0)if(Q[7:4]==4'H0) begin Q[7:4]=4'H9;Q[3:0]=4'H9;end else begin Q[7:4]=Q[7:4]-1;Q[3:0]=4'H9;endelse Q[3:0]=Q[3:0]-4'H1;endelse begin Q[3:0]=Q[3:0];Q[7:4]=Q[7:4];endendendendmodule同时要用实验箱上的50MHZ晶体震荡器作为计数器1的输入时钟代码为module fenpin2(clk,clr,clko);input clk,clr;output clko;reg [25:0]c;reg clko;always @(posedge clk or negedge clr)beginif(!clr) begin c=26'H0;clko=1'H0;endelse if(c==26'D50_000_000)begin c=26'H0;clko=1'H1;end else begin c=c+26'D100;clko=1'H0;endendendmodule由于数码关于二极管的频率不一样，因此对他们时钟信号的分频的大小也应不同，因此对二极管的输入时钟也应进行分频，其代码为：module div_clk(clk,clr,ck0);input clk,clr;output ck0;reg [19:0]c;always @(posedge clk or negedge clr)beginif(!clr)c=20'H0;else c=c+20'H1;endassign ck0=c[5];endmodule为了使数码管上能显示出占空比，我们还应加一个比较模块，其代码：module compare(a,b,led);input [7:0]a;input [7:0]b;output led;reg led;always @(a or b)beginif(a<b)led=1;else led=0;endendmodule数码管显示模块module deled(num,a,b,c,d,e,f,g);input [3:0]num;output a,b,c,d,e,f,g;reg a,b,c,d,e,f,g;always @(num)begincase(num)4'H0 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1111110; 4'H1 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b0110000;4'H2 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1101101;4'H3 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1111001;4'H4 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b0110011;4'H5 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1011011;4'H6 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1011111;4'H7 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1110000;4'H8 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1111111;4'H9 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1111011;default:{a,b,c,d,e,f,g}=7'b0000000;endcaseendendmodule相应的数码管引脚、二极管引脚及按键的引脚排列图为：五、实验分析及实验总结1、由于时钟脉冲的高低电平的占空比随时间有规律、有方向的变化，这样可实现二极管的亮度缓慢变化。
可调亮度的台灯的设计报告
可调亮度的台灯的设计报告1. 引言可调亮度的台灯设计旨在提供用户在不同场景下调节光照亮度的需求。
本报告将介绍台灯的设计背景、目标和设计方案，并对其性能进行评估。
2. 设计背景和目标在日常生活和工作中，台灯是人们常用的照明设备之一。
然而，不同的场景可能需要不同亮度的光照，以满足用户的需求。
因此，设计一款可调亮度的台灯，可以提高用户的舒适度和灵活性。
本设计的目标是开发一款外观简约、易于操作的可调亮度的台灯，使用户能够根据自己的需要自由调节光照强度。
3. 设计方案3.1 灯具选择为了实现可调亮度的功能，我们选择了LED作为灯具。
LED具有能耗低、寿命长、可调节亮度等特点，非常适合作为台灯的光源。
3.2 控制系统设计为了实现台灯的亮度调节功能，我们设计了一个简单的控制系统。
该控制系统由以下部分组成：- 光敏传感器：用于感知光照强度。
- 微控制器：用于接收光敏传感器的信号，并根据用户的操作进行亮度调节。
- 调光电路：用于控制LED的亮度，根据微控制器的指令调节电流。
3.3 用户界面设计为了方便用户操作，我们在台灯上设计了一个简单的用户界面，包括以下元素：- 开关按钮：用户可以通过按下开关按钮来打开或关闭台灯。
- 亮度调节按钮：用户可以通过按下亮度调节按钮来增加或减少台灯的亮度。
4. 性能评估在设计完成后，我们对可调亮度的台灯进行了初步的性能评估。
评估主要包括以下几个方面：4.1 亮度范围我们测试了台灯在不同调节档位下的亮度范围。
实验结果显示，台灯的亮度可以从最低档位逐渐调节到最高档位，可以满足不同场景下的需求。
4.2 能耗评估我们对台灯的能耗进行了评估。
结果显示，由于LED的高能效特点，台灯的能耗相对较低，即使在最高亮度下使用长时间，也不会造成明显的能耗增加。
4.3 用户满意度调查我们进行了用户满意度调查，结果显示，用户对可调亮度的台灯非常满意。
他们认为台灯具有外观简约、调节方便的特点，能够满足不同场景下的亮度需求。
PWM调整LED灯亮度并数字显示占空比实验报告
电工电子实验报告学生姓名：周典淼学生学号：2009112030430系别班级：物电0904班课程名称：现代电子技术实验（EDA）报告性质：设计报告实验地点：现代电子技术实验室开课学期：20112成绩评定：教师签名：PWM调整LED灯亮度并数字显示占空比一．实验原理学习PWM原理，用V erilog硬件描述语言设计PWM逻辑电路，实现PWM信号占空比可调，通过按键调整PWM信号的占空比，将此PWM信号输出驱动LED，观察不同占空比时LED的亮度如何变化。
在实验箱上实现按键调整LED亮度，数码管显示PWM信号的占空比。
二．设计方案1、要使一个灯的亮度可调，可通过调节占空比的信号来完成，因此需要一个计数器从0一直加到99，这就是计数的周期，另设一个DA，设置它的值，再将其与c比较，c<DA 时是低电平,c>DA时是高电平，则会产生一个信号，如下图：2、再将信号接入一发光二极管，就会看到灯一会儿亮一会儿灭，加快扫描的频率，由于人眼的视觉效果会觉得灯是一直亮着的，那么改变占空比，使信号的高电平时间很短，则在人眼看来灯明显变暗了，以此改变了灯的亮度。
三．部分重要设计1. pwm的控制占空比module pwm(clr,clk,data,led);input clr,clk;input[7:0] data;output led;reg[7:0] q;assign led=(q<data)?1'b1:0;always@(posedge clk or negedge clr)if(!clr)begin q<=8'h00;endelse if(q==8'h99)q<=0;else if(q==8'h?9)q<=q+4'h7;else q<=q+1'b1;endmodule2. module cnt100(clr,clk,up,down,q);//100计数器input clr,clk,up,down;output[7:0] q;reg[7:0] q;wire dup,ddown;wire new_clk=clk&(dup|ddown);//ctrl为1时计数，为0时暂停LCELL aa(up,dup),bb(down,ddown);always@(posedge new_clk or negedge clr)//毫秒if(!clr)begin q<=8'h50;endelse if(up)beginif(q==8'h99)q<=0;else if(q==8'h?9)q<=q+4'h7;else q<=q+1'b1;endelse beginif(q==8'h00)q<=8'h99;else if(q==8'h?0)q<=q-4'h7;else q<=q-1'b1;endendmodule3.二选一选择器module mux2(a1,a2,sel,out);input[3:0] a1,a2;input sel;output[3:0] out;assign out=sel?a2:a1;endmodule四．引脚分配五．实验总结在PWM实验中，灯其实是不断闪烁的，只是我们用的频率比较大，灯闪烁很快，人眼无法识别而已。
通用技术考试多功能台灯设计方案
通用技术考试多功能台灯设计方案设计方案：多功能台灯1. 外观设计：- 可折叠设计：台灯可以根据用户需要，自由调整角度和形状，提供更大的灯光覆盖范围。
- 简约现代风格：外壳采用简约的设计风格，颜色可选择白色或黑色，适合不同环境和装饰风格。
- 材质选用：台灯的外壳采用高品质的塑料材料，耐磨且不易损坏，灯罩采用亚克力材质，透光性好。
2. 灯光功能：- 可调节亮度：台灯配备多档调光功能，用户可以根据需求调节灯光亮度，提供适合不同场景使用的灯光。
- 双光源设计：台灯配备不同色温的灯源，如白光和暖光，可根据用户需求和环境选择合适的灯光色温。
- 光线均匀分布：采用特殊的光学设计，确保灯光分布均匀，避免眩光和阴影，提供更加舒适的照明效果。
3. 功能扩展：- 灯具可用作充电器：台灯具备充电功能，可作为移动设备的充电器，提供便捷的充电解决方案。
- 带有闹钟和计时器功能：台灯内置闹钟和计时器功能，提醒用户工作和休息时间，提高工作效率。
- 带有音响功能：台灯配备内置音响，通过蓝牙连接手机或其他设备，提供高质量的音乐播放体验。
4. 操作方式：- 触摸控制：台灯上方设置触摸控制面板，用户可以通过触摸面板调节灯光亮度和颜色，控制充电和音响功能等。
- 远程控制：通过配套的手机应用程序，用户可以远程控制台灯的各种功能，方便操作和设置。
5. 节能环保：- LED灯源：采用高效节能的LED灯源，提供明亮的照明效果，同时也减少功耗和能源消耗。
- 自动关闭功能：台灯配备自动关闭功能，可设置定时关闭台灯，节省能源。
总结：该多功能台灯设计方案具备灵活调节角度和形状、可调节亮度和色温、多功能扩展、简易操作、节能环保等特点，旨在提供用户舒适的灯光照明和便利。
(完整)基于C51单片机和PWM调光的LED台灯设计
摘要LED台灯作为LED绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品。
在实际的应用中,发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光，存在电能浪费；在周边亮度小时LED灯不能提供足够和恰当的光度。
本文介绍了以STC89C51为控制核心,通过光敏电阻感应光度，并利用PWM调光技术对LED进行光度的自动调节。
同时设置手动控制。
该LED台灯电路简单，很大程度上节省电能，延长LED灯寿命，适宜阅读.关键词LED台灯光度 PID PWM调光自动调节原创性声明本设计所用到的程序代码和电路均是来自本团队，如没有经过允许，不得复制和转载。
目录前言 (4)总体方案设计 (5)硬件设计 (5)软件设计 (9)总结 (12)附录1：作品照片 (13)附录2：程序 (15)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,固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源，代表照明技术的未来。
发展新固态照明,不仅是照明领域的革命，而且符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。
LED台灯就是以LED(Light Emitting Diode）即发光二极管为光源的台灯,LED是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光.LED台灯是典型的绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品，具有广阔的应用前景。
在实际的应用中，发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光，存在电能浪费。
另外一方面，因为LED的发热量和电流存在正相关的关系，发热影响了LED的寿命,所以在不必要的亮度下也减少了LED的寿命.然而,当LED在周边亮度小时，LED灯不能提供足够和恰当的光度，这样又影响了阅读,造成视觉疲劳。
PWM方法的基本思想就是利用单片机具有的PWM端口，在不改变PWM方波周期的前提下，通过软件的方法调整单片机的PWM控制寄存器来调整PWM的占空比,从而控制充电电流.本方法所要求的单片机必须具有ADC端口和PWM端口这两个必须条件，另外ADC的位数尽量高，单片机的工作速度尽量快。
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。
PWM调整LED亮度设计报告1
PWM调整LED亮度设计一．实验任务学习PWM原理，用Verilog硬件描述语言设计PWM逻辑电路，实现PWM信号占空比可调，通过按键调整PWM信号的占空比，将此PWM信号输出驱动LED，观察不同占空比时LED的亮度如何变化。
在实验箱上实现按键调整LED亮度，数码管显示PWM信号的占空比。
二．实验思路首先给定一定计数周期T的标准时钟脉冲，然后定义另外一个计数器da来控制高低电平的占空比,使标准时钟变为一个高低电平占空比不一致的非标准脉冲，包含一个高电平、一个低电平，随着da的增大高电平的占空比随时间逐渐增大，低电平的占空比随时间逐渐减小，显示到二极管上即是二极管逐渐变亮。
电路原理框图参考：计数器c决定信号的周期T，da决定高低电平的占空比。
三、实验步骤分频模块给定标准时钟脉冲，产生相应的周期信号da：module div_clkone(clr,clk,p,led,da);input clr,clk;input [7:0]p;output [7:0]da;reg [7:0]da;reg led;always@(negedge clr or posedge clk) beginif(!clr) led=0;else begin if(da==8'h99) da<=0;else if(da==8'h?9)da=da+4'h7;else da<=da+1;if(da<p) led<=1'b1;else led<=1'b0;endendendmodule由按键控制信号q，从而控制高低电平的占空比，即产生高电平的占空比随按键逐渐增大（或减小），低电平随时间逐渐减小的时钟脉冲（或增大）：module buff(clr,clk,up,down,p);input up,down,clr,clk;output [7:0]p;reg [7:0]p;always@(negedge clr or posedge clk) beginif(!clr) p=8'h50;else begin if(up) begin if(p==8'h99) p=8'h01;else if(p==8'h?9)p=p+4'h7;else p=p+1;endelse if(down) begin if(p==1) p=8'h99;else if(p==8'h?0)p=p-4'h7;else p=p-1;endendendendmodule波形如图所示：比较c和da，da>c时二极管亮否则二极管灭：if(!clr)led=0;else if(c<da)led=1;else led=0;数码管驱动和译码：module scan(clk,q);input clk;output [2:0]q;reg [2:0]q;always @(posedge clk)beginq=q+1;endendmodulemodule mux81(a,b,c,d,e,f,g,h,sel,out);input [2:0]sel;input [3:0]a,b,c,d,e,f,g,h;output [3:0]out;wire [3:0]out;assign out= (sel==0)? a :(sel==1)? b :(sel==2)? c :(sel==3)? d :(sel==4)? e :(sel==5)? f :(sel==6)? g :h;endmodulemodule deled(in,a,b,c,d,e,f,g,dp);input [3:0]in;output a,b,c,d,e,f,g,dp;wire a,b,c,d,e,f,g,dp;assign {dp,a,b,c,d,e,f,g} =(in==4'b0000)? 8'b01111110 :(in==4'b0001)? 8'b00110000 :(in==4'b0010)? 8'b01101101 :(in==4'b0011)? 8'b01111001 :(in==4'b0100)? 8'b00110011 :(in==4'b0101)? 8'b01011011 :(in==4'b0110)? 8'b01011111 :(in==4'b0111)? 8'b01110000 :(in==4'b1000)? 8'b01111111 :(in==4'b1001)? 8'b01111011 :(in==4'b1010)? 8'b00000000 :8'b00000001;endmodule四．硬件资源分配（给出引脚分配说明）引脚分配如图sel选择数码管，a~g为数码管七段的显示，led为发光二极管。
基于C51单片机和PWM调光的LED台灯设计
基于C51单片机和PWM调光的LED台灯设计LED台灯是一种节能环保的照明产品，具有调光功能可以根据需要调节亮度。
本文将以C51单片机为核心，结合PWM调光技术设计一款LED台灯。
1.系统设计本设计的LED台灯由C51单片机、三极管、电阻、电容、可变电阻和LED灯组成。
C51单片机作为控制器，通过PWM调整LED的亮度。
三极管起到放大电流的作用，电阻和电容用于稳压滤波，可变电阻用于调节亮度。
2.硬件设计(1)电源电路LED台灯的电源电路由变压器、整流电路和稳压滤波电路组成。
变压器将220V交流电转换为合适的低压交流电，整流电路将交流电转换为直流电，稳压滤波电路将输出的直流电进行稳压和滤波。
(2)控制电路C51单片机作为控制器，需要将其正常工作电压5V进行稳定和滤波，因此在其供电端接入电容和电阻以实现稳定电压。
三极管通过放大电流的方式驱动LED。
(3)亮度调节电路可变电阻与PWM信号相连，通过调节可变电阻的阻值来改变PWM信号的占空比，进而改变LED的亮度。
3.软件设计(1)初始化设置初始化IO口，设置PWM输出引脚。
设置定时器和定时器中断，设定一个较小的时间间隔，用于产生PWM信号。
(2)PWM生成使用定时器中断来产生PWM信号。
通过改变定时器中断产生的时间间隔，可以改变PWM信号的占空比。
占空比越大，LED越亮；占空比越小，LED越暗。
(3)亮度调节利用ADC模块读取可变电阻的电压值，将其转换为具体的阻值。
根据阻值计算出对应的占空比，通过改变定时器中断的时间间隔来调整PWM信号的占空比，从而改变LED的亮度。
4.结果验证将C51单片机烧录好的程序与硬件连接，通过调节可变电阻，LED的亮度可以自由调节。
5.总结本设计利用C51单片机和PWM调光技术实现了LED台灯的设计，通过调节PWM信号的占空比来改变LED的亮度，实现了灯光的调光功能。
这种设计具有低功耗、节能环保的特点，在实际应用中有很大的潜力。
基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案
基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案第一篇：基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案 2012-04-26 站长统计中心议题：基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案解决方案探究系统硬件电路设计方法设计基于PWM 调光的多功能LED 台灯引言随着全球能源危机和气候变暖问题的日益严重，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式。
照明是人类消耗能源的重要方面，在电能消耗中，发达国家照明用电占发电总量的比例是19%,我国也达到12%.随着经济发展，我国的照明用电将有大比例的提高，因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。
LED 作为一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源。
基于白光LED 的固态照明，是一种典型的绿色照明方式，与传统光源相比，具有节能、环保、寿命长、体积小、安全可靠等特点，代表着照明技术的未来，并符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。
可以预见不久的将来，LED 必然会进入普通照明领域取代现有的照明光源。
目前，市场上采用白炽灯、卤素灯、荧光灯为光源的台灯普遍存在着低效率、高能耗、不易调光等缺点；至于寿命结束的含汞灯，一旦处理不当，将对环境造成严重危害；而且部分台灯产品功能单一，缺少亮度调节、时钟日历、温度显示等功能，无法适应现代家庭生活的实际需求。
为解决当前问题，本文设计了以AT89S51 单片机为核心的多功能白光LED 台灯系统，采用PT4115 大功率LED 恒流驱动方案，可实现对LED 台灯的PWM 调光控制；同时兼有时钟日历、声光闹钟、温度检测、液晶显示等多项功能。
在实现高效节能的同时，为家庭使用提供了极大的便捷。
系统硬件电路设计该多功能 LED 台灯系统采用20 只5mm 高亮白光LED 灯珠为光源，以AT89S51 单片机为主控芯片，由LED 恒流驱动系统、时钟系统、测温系统、液晶显示系统、蜂鸣系统、按键系统组成。
基于PWM调光的智能多功能台灯设计
本科毕业设计题目基于PWM的智能多功能台灯设计姓名韦洋专业自动化学号201042004指导老师卫锋郑州科技学院电气工程学院二○一四年五月郑州科技学院毕业设计（论文）任务书题目基于PWM的智能多功能台灯设计专业自动化学号201042004 韦洋主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：（1）功能要求：台灯能够自动调整光强亮度，检测环境温度，显示日历等。
（2）硬件要求：整个系统的硬件部分包括单片机，键盘、显示和信号输出等。
上述内容为基本要求，可按照自己的理解增加功能使之更完善。
基本要求：（1）明确毕业设计任务，复习与查阅有关资料。
（2）对设计进行简要说明，总体设计方案，设计电路，使用计算机绘图，画出详细的电路接线图，列出元器件清单。
电路图要求工整、清楚、正确，并标明管脚。
（3）软件编程必须有流程图，程序必须加注释，各程序段的开始要注明该段功能和作用。
（4）要求使用A4打印稿，不少于2万字。
格式遵照学校规定。
主要参考资料：（1）周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京航空航天大学出版社（2）中国期刊全文数据库。
（3）“电子技术应用”、“电子设计应用”、“单片机与嵌入式系统应用”等期刊。
（4）张毅刚.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社（5）/a/zuopinzhanshi/diqijiedasaizuopin/（6）/forum/357/1完成期限：指导教师签名：专业负责人签名：年月日郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告注：课题来源要填写明确（如教师拟定、学生建议、某企事业单位项目等）课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究；E—调研报告（2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题；要求（1）、（2）均要填，如AY，BY等。
目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)前言 (IV)1 设计的总体要求及方案选择 (1)1.1 调光技术的选择 (1)1.2 主要集成芯片的选择 (2)2 硬件系统电路设计 (4)2.1 整体电路系统模块 (4)2.2 单片机主控系统 (4)2.3 恒流驱动系统 (5)2.4 时钟系统 (7)2.5 液晶显示系统 (8)2.6 温度检测系统 (10)2.7 蜂鸣系统 (12)2.8 按键系统 (12)2.9 电源系统 (13)3 系统软件设计 (14)3.1 系统主程序 (14)3.2 按键检测和处理程序 (15)3.3 外部中断程序 (16)3.4 定时器中断程序 (16)3.5 C语言程序编写和ISP软件程序下载 (17)4软件的调试和仿真 (19)5 硬件的组装与调试 (20)5.1元器件的选择与测量 (20)5.2电子元器件的焊接与组装 (20)5.3电子电路的调试 (21)5.3.1 调试方法 (21)5.3.2 调试步骤 (21)总结 (24)致 (26)参考文献 (27)附录1 电路实物图 (28)附录2 电路原理总图 (29)附录3 电路程序清单 (30)附录4 元器件清单 (58)基于PWM的智能多功能台灯设计摘要随着电子技术的日益发展，人们生活中的照明工具也在发生着巨大的变化。
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基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案时间：2012-04-25 16:55:05 来源：作者：0引言随着全球能源危机和气候变暖问题的日益严重，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式。
照明是人类消耗能源的重要方面，在电能消耗中，发达国家照明用电占发电总量的比例是19%,我国也达到12%.随着经济发展，我国的照明用电将有大比例的提高，因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。
LED作为一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源。
基于白光LED的固态照明，是一种典型的绿色照明方式，与传统光源相比，具有节能、环保、寿命长、体积小、安全可靠等特点，代表着照明技术的未来，并符合当前政府提出的"建设资源节约型和环境友好型社会"的要求。
可以预见不久的将来，LED必然会进入普通照明领域取代现有的照明光源。
目前，市场上采用白炽灯、卤素灯、荧光灯为光源的台灯普遍存在着低效率、高能耗、不易调光等缺点；至于寿命结束的含汞灯，一旦处理不当，将对环境造成严重危害；而且部分台灯产品功能单一，缺少亮度调节、时钟日历、温度显示等功能，无法适应现代家庭生活的实际需求。
为解决当前问题，本文设计了以AT89S51单片机为核心的多功能白光LED台灯系统，采用PT4115大功率LED恒流驱动方案，可实现对LED台灯的PWM调光控制；同时兼有时钟日历、声光闹钟、温度检测、液晶显示等多项功能。
在实现高效节能的同时，为家庭使用提供了极大的便捷。
1系统硬件电路设计该多功能LED台灯系统采用20只5mm高亮白光LED灯珠为光源，以AT89S51单片机为主控芯片，由LED恒流驱动系统、时钟系统、测温系统、液晶显示系统、蜂鸣系统、按键系统组成。
系统结构框图如图1所示。
该系统可具体实现LED台灯的10级PWM调光控制；液晶屏实时显示时钟、日历与环境温度信息；闹钟功能采用声光报警方式，即一旦到达闹钟时间，LED台灯自动点亮，并发出蜂鸣声报警，以唤醒用户；用户可通过按键系统实现对时钟日历与闹钟参数的设置、LED亮度的调节以及闹钟报警的解除。
图1系统结构框图1.1单片机主控系统本设计主控系统采用ATMEL公司的高性能AT89S51芯片实现，其P0口外接10K的上拉电阻，P0.0~P0.7同时作为DS12C887的数据接口与液晶1602的数据接口。
P2.0~P2.3分别连接DS12C887芯片的片选端CS、地址选通输入端AS、数据选择端DS与读/写输入端R/W,P3.2连接其闹钟中断请求输出端IRQ.P2.5~P2.7分别连接液晶1602的使能端EN、数据/命令选择端RS、读/写选择端RW.P2.4作为蜂鸣器控制端。
P3.0作为DS18B20的信号输入端。
P3.1、P3.4、P3.5、P3.6与P3.7作为S2~S6按键系统。
P1.1作为PWM信号的输出端并连接PT4115芯片DIM 端，用于PWM调光控制。
系统晶振电路由12MHZ晶振与两个30PF电容组成；复位电路则由S1按键、10K电阻与10uF电解电容构成。
主控系统电路如图2所示。
图2单片机主控系统电路图1.2恒流驱动系统本设计LED光源采用相互并联方式，共由20只5mm高亮度小功率LED灯珠组成；每只LED 灯珠的压降约3.1V,工作电流约20mA.由白光LED的正向伏安特性可知，当LED端电压超过其正向导通电压后，较小的电压波动都会导致工作电流的的剧烈变化，从而影响LED的正常使用，固LED宜采用恒流驱动方式。
因此，本设计LED采用高性能PT4115恒流芯片驱动，PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源芯片，能将直流电压直接转换成稳定的恒流输出；其采用6~30V宽电压输入，输出电流可达1.2A,转换效率高达97%,输出电流精度达±5%.该芯片内部含有抖频特性，极大的改善EMI,同时具有过温、过压、过流、LED开路保护等多种功能。
该芯片适合用于绿色照明LED灯的驱动电路，具有应用电路非常简洁的优点。
LED 恒流驱动电路如图3所示。
图3LED恒流驱动系统电路图通过PT4115芯片上的DIM端，可以方便的进行模拟或PWM调光。
由于模拟调光是直接改变流过LED电流的大小来实现亮度调节，除了亮度会改变以外，也会影响白光的质量，即不同电流下发出的白光存在色偏。
因此，本设计采用PWM调光方案，PWM调光的基本原理是保持LED正向导通电流恒定，而通过控制电流导通和关断的时间比例，即改变输入脉冲信号的占空比，使LED产生亮暗变化；并利用人眼的视觉残留效应，当LED亮暗变化频率大于120Hz 时，人眼就不会感觉到闪烁，而看到是LED的平均亮度。
PWM调光的优势是LED正向导通的电流是恒定的，LED的色度就不会像模拟调光时产生变化。
‖PT4115恒流驱动输出的电流值计算公式为：IOUT=（0.1×D）/Rs（D为方波信号占空比，Rs为限流电阻。
本设计LED光源采用20只小功率白光LED灯珠并联方式，且每只LED灯珠额定电流为20mA,则PT4115恒流驱动输出最大电流IOUT应为400mA,因此Rs选取0.25Ω电阻。
L1为镇流电感，选取68μH,用于稳定通过LED的电流。
D1是续流二极管，当芯片内部MOS管截止状态时为储存在电感L1中的电流提供放电回路；由于工作在高频状态，D1选用正向压降小且恢复速度快的肖特基二极管SS24.PWM脉冲信号则由单片机P1.1产生，其高低电平决定LED的通断状态。
将定时器T0溢出中断定为1/2500秒（即400μS），每10次脉冲作为一个周期，即频率为250HZ.这样，在每1/250秒的方波周期中，通过改变方波的输出占空比，从而实现LED灯的10级亮度调节，即LED亮度等级由每个周期内的高电平脉冲数目决定。
当高电平脉冲个数为1时，占空比为1/10,亮度最低，其调光原理如图4所示；当高电平脉冲为10时，占空比为1,LED亮度最高。
图4PWM调光原理图1.3时钟系统时钟系统采用高性能的DS12C887时钟芯片，该芯片功能丰富，使用简单，是一款高精度实时时钟芯片；其可以自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息，具有闰年补偿及闹钟（定时）功能，并且内部自带有锂电池，外部掉电时，仍可维持时钟准确，其内部时间信息能够保持10年之久；外部系统断电后，用户无需重新设定时间。
DS12C887时钟芯片有两种总线工作模式，即Motorola和Intel模式。
本设计选用Intel 模式，即将芯片第一引脚MOT接GND.同时，时钟系统设置为24小时模式，寄存器存储模式选为二进制格式。
P0.0~P0.7连接其地址数据复用端口AD0~AD7.P2.0~P2.3分别连接芯片片选端CS、地址选通输入端AS、读/写输入端R/W与数据选择端DS.P3.2连接中断请求输出端IRQ,用于处理闹钟中断。
该时钟接口电路如图5所示。
图5时钟系统电路图1.4液晶显示系统显示系统采用1602字符型液晶。
该液晶可显示两行，每行显示16个字符；且体积小、能耗低、操作简单；适合于本设计所需数字、英文字母以及特殊符号的显示要求。
通过单片机控制1602液晶实现首行年、月、日、星期显示，第二行时、分、秒以及环境温度显示。
本系统1602液晶采用并行操作方式，P0.0~P0.7通过借助10K的上拉电阻连接其数据端口DB0~DB7,P0口同时也连接着DS12C887的数据地址端口，由于各自片选信号不同，选中时操作对应芯片将不会造成操作冲突。
P2.5~P2.6分别连接1602液晶的使能端E、读/写选择端RW、数据/命令选择端RS.第3引脚为液晶显示对比度调节端，通过10K滑动变阻器接地，用于调节液晶的显示亮度。
第15管脚背光源正极BLA通过10欧电阻接地，第16管脚背光源负极BLK接地。
该液晶接口电路如图6所示。
图6液晶系统电路图1.5温度检测系统温度检测系统选用DALLAS公司"一线总线"接口的数字温度传感器DS18B20,该传感器具有微型化、低功耗、高性能等优点，可直接将温度转化成串行数字信号处理，测温范围为-55~125℃，最高分辨率可达0.0625℃。
DS18B20共有三个引脚电源正VCC、电源负GND和信号输入输出口DQ.R3为4.7K的上拉电阻，用于保证单片机与DS18B20通讯时高低电平准确的被单片机机和DS18B20识别。
单片机P3.0口通过R3连接DQ端口实现温度数据的采集处理，并通过液晶屏实时显示。
温度检测电路如图7所示。
图7温度检测电路图1.6蜂鸣系统蜂鸣系统用于产生闹钟报警声以及按键提示音。
由单片机P2.4口控制PNP三极管9012的通断实现对蜂鸣器声音控制；通过延迟函数实现蜂鸣报警声的长短音控制，长音''滴''用于闹钟铃声，短音''滴''用于按键提示音。
蜂鸣系统电路如图8所示。
图8蜂鸣系统电路图1.7按键系统按键控制系统由S2~S5五个按键组成，分别为S2时间设置键、S3数值增大键、S4数值减小键、S5闹钟设置键以及S6亮度调节键。
S2用于选择需要调整的时间日历以及闹钟参数，并作为时间日历参数的存储确认键。
S3与S4用于调整被选参数值的大小。
S5用于闹钟查看与存储确认键。
S6用于LED灯光10级亮度的调节键。
按键系统电路如图9所示。
图9按键系统电路图1.8电源系统本系统设计最大功率约1.6W,可采用电池或稳压电源多种方式供电。
由于系统光源采用20只LED灯珠并联组成，所以LED恒流驱动芯片PT4115供电电源在6~30V电压范围内均可使LED灯正常使用。
但单片机供电系统采用三端稳压芯片7805,该线性稳压芯片正常工作输入电压与输出电压差值应至少高于2V,若差值过大会增加额外功耗。
因此，本系统宜选用2节4.2V锂电池或9V的稳压电源方式供电。
同时，本文LED恒流驱动系统设计简洁灵活，可根据用户需求适当调整驱动电路参数，即可扩展LED照明功率，最大可至10W左右。
2系统软件设计该系统控制程序主要包含系统初始化程序、实时时钟芯片处理程序、温度传感器芯片处理程序、液晶显示程序、键盘检测与处理程序、闹钟中断以及定时器产生PWM程序构成。
2.1系统主程序系统主程序主要包括系统初始化程序（包括I/O口初始化、DS12C887时钟芯片初始化、液晶1602的初始化、外部中断0与定时器T0设置）、按键检测和处理程序、时钟数据的读取与处理程序、温度数据的读取与处理程序、液晶显示程序、闹钟报警的判断和处理程序、PWM 调光处理程序等。
程序中设置闹钟标志位Flag_ri,一旦闹钟时间到达，时钟芯片IRQ引脚触发外部中断0,进入中断程序则置Flag_ri=1,用于主程序中闹钟报警的判断与处理。