一种基于单片机的LED护眼台灯设计

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关键词：单片机；ＬＥＤ；ＰＷＭ
中图分类号：ＴＭ９２３．３４；ＴＰ３６８．１２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７４ — ７７１２（２０１４）０２ — ０２２０ — ０２
ＬＥＤ是国家绿色照明推广使用的产品。市面上护眼台灯的原理都差不多。本文提供了一种基于ＳＴＣ９０Ｃ５２单片机控制的ＬＥＤ护眼台灯设计制作方法，采用ＰＷＭ波来改变电流的大小来控制台灯的亮度，应用简单效率高、精度高且调光效果好，不会产生色度漂移，达到护眼的目的。ＬＥＤ台灯总体方案设计ＬＥＤ光源具有纯度高、发热量小、超长寿命、节能环保的特点。是低电压、直流恒流源的发光器件。本方案以单片机为核心与高亮度ＬＤ、电源、ＬＥＭ３１７等组成控制电路。编写软件实现亮度可调的ＬＥＤ护眼台灯设计。本设计采用数字调光既脉冲宽度调制（Ｐ１ｖｌＭ）。ＰＷＭ调光原理是保持ＬＥＤ导通电流恒定，通过设置电流周期和占空比，改变电流的平均值使ＬＥＤ产生亮暗变化。而开关的频率相对于人眼识别能力来说足够高，利用人眼视觉暂留效应，当灯亮度变化频率大于１２０ＨＺ时，人眼就不会感到闪烁，而看到的是ＬＥＤ平均亮度。ＰＷＭ调光的优势是ＬＥＤ正向导通的电流是恒定时ＬＥＤ的色度就不会像模拟调光时产生变化。采用此调光方式可以保护青少年的视力。本例护眼台灯有五种亮灯模式。利用单片机内部定时器产生占空比不同的ＰＷＭ波，驱动恒流源控制ＬＥＤ，实现亮度可调。本设计产生的ＰＷＭ波占空比固定在２０％、５０％、８０％、１０％，分别对应睡眠、背景、照明、阅读四种亮灯０模式。单片机通电后，每按一下键，程序控制ＬＥＤ台灯在睡眠背景一照明一阅读一关灯五种模式下循环，控制产生不同亮度，实现亮度可调的ＬＥＤ护眼台灯设计。编写程序时通过对外部中断０的控制，实现对单片机的掉电与唤醒，实现节能。二、ＬＥＤ台灯硬件电路设计（一）单片机系统。本设计实现的功能为ＬＥＤ台灯在五种模式下循环工作。以ＳＴＣ９０Ｃ５２单片机为主控核心，复位电路、时钟电路等构成单片机最小系统。再与按键、驱动、电源等模块组成控制模块。电路构成简单可靠。单片机的外围接按键电
一
、
间到时，对每个定时时间进行计数，ｐｎｕｍ最大计数值为１００，所以ＰＷＭ的周期为ｌＯ０＊５０ｕｓ＝５ｍｓ，频率为２００Ｈｚ。ＰＷＭ占空比的控制，通过在每个ＰＷＭ计数周期中，用定时计数值ｐｎｕｍ与已知占空比Ｐ（通过按键设置）进行比较，当Ｐ小于ｐｎｕｍ计数值时，输出高，否则输出低。通过每次按键来实现占空比的循环切换。通过对外部中断０的控制，实现对单片机的掉电与唤醒，实现节能。源程序如下：
ｗｈｉｌｅ（ｉ一）：
一
）ｃｈａｒｋｅｙｆ０｛ｉｆ（ｋｅｙ！＝０）ｒｅｔｕｒｎ０；／／无键按下，返回０ｄｅｌｙ（５００）；Ｉ｝ｉｆ（ｋｅｙ！＝０）ｒｅｔｕｒｎ０；｝ｆｗｈｉｌｅ（！ｋｅｙ）：／／等待按键松开ｒｅｔｕｒｎ１：／／松开，返回１）ｖｏｉｄｍａｉｎ（ｖｏｉｄ）．｛
软件应用与设计一
ห้องสมุดไป่ตู้
ＳｏｆｔｗａｒｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄＤｅｓｉｇｎ
一
种基于单片机的ＬＥＤ护眼台灯设计
杨选成
（中山市中等专业学校，广东中山５２８４５８）
摘要：台灯是普遍使用的灯具。随着ＬＥＤ光源制造技术的迅猛发展，生产成本迅速下降，从而成为高亮度、高效率、省电、无碳排放的理想照明光源。本文提供了一种基于ＳＴＣ９０Ｃ５２单片机控制的ＬＥＤ护眼台灯设计制作方法。
ｕｎｓｉｇｎｅｄｃｈａｒＸ，ｔ：
ＴＭＯＤ＝ＯＸ０２；
ＴＨＯ＝Ｏｘｄ２；
ＴＬＯ＝ＯＸｄ２；ＥＡ＝ＥＴ０＝１；
ＩＴ０＝ｉ：ＴＲＯ＝１：
／／设置８位自动重装／／定时初值５０ｕｓ／ｆ开中甑／／下降沿触发／／定时器运行
路和ＰＷＭ波输出。（二）ＬＥＤ恒流驱动及调光模块。本设计利用ＰＷＭ波控制恒流源，驱动ＬＥＤ发光。恒流源可采用集成ＩＣ，如ＳＮ３３５０等。
＃ｉｎｃｌｕｄｅｒｅｇ５１．ｈ
ｓｂｉｔｋｅｙ＝Ｐ３２；／／接按键，外部中断０ｓｂｉｔｐｏｕｔ＝Ｐ３３；／／输出ｃｈａｒｐｎｕｍ＝Ｏ，ｐ＝Ｏ；／／ｐｎｕｍ用于计数，Ｐ表示点空比ｖｏｉｄｄｅｌｙ（ｉｎｔｉ）／／｛