遥控调光调色LED灯设计毕业设计
哈尔滨剑桥学院
毕业设计
论文题目：遥控调光调色LED灯设计
学生：杨光
指导教师：崔莉讲师
专业：电气工程及其自动化
班级：12级电气2班
2016年5月
遥控调光调色LED灯设计
摘要
LED灯控制系统我们的生活中随处可见，在傍晚繁华的街道上，更是绚烂多彩，十分好看。这种LED灯给我们的生活增添了美景，给我们以舒服的视觉环境，并且还能起到照明、指示等作用。本文在对单片机技术研究的基础上，采用单片机作为LED控制系统的核心，通过外围电路的搭建，设计了一种基于智能化遥控方法实现的调光调色功能的LED灯控制系统。本系统优于传统的LED照明控制系统，能够实现通过智能遥控方法调节光的强度，使用方便，功耗低，性价比高，便于推广使用。本系统利用点亮LED灯的数目来改变光照强度，LED灯点亮的个数越多，光线强度越大。本系统利用光敏传感器对光照的强度进行检测，然后将检测的结果送入到A/D转换模块中，并将转换结果送入单片机进行分析和处理，并利用结果调整光的强度。在环境中光照强度较大时，本系统中的LED灯点亮个数自动较少，在不影响视觉效果的情况下，有效节约能耗；相反，在环境中的光照强度较弱时，本系统中的LED灯点亮个数自动增加，提高光照强度，获取更好的视觉效果。本系统有效避免了手动开启、关闭、调整LED灯点亮个数等繁杂性操作，提高了LED系统的智能化程度，使系统能够自行根据环境情况，获取最佳视觉效果。
关键词：智能调光；光敏传感器；LED灯；光照强度
目录
摘要.................................................................................................................................................. I 1 绪论 (1)
1.1研究背景和意义 (1)
1.2主要研究内容 (2)
2 系统整体设计 (4)
2.1系统功能设计 (4)
2.2所使用芯片的简介 (5)
2.2.1单片机芯片 (5)
2.2.2模数转换芯片ADC0808 (7)
2.2.3地址锁存芯片74HC373 (8)
2.2.4并行口扩展芯片8255 (10)
2.2.5七段数码器 (12)
3 系统硬件电路设计 (14)
3.1系统硬件电路模块结构 (14)
3.2单片机最小系统模块 (14)
3.3 A/D转换模块 (15)
3.4地址锁存模块 (16)
3.5数码管显示模块 (17)
3.6 8255与显示模块 (17)
4 软件设计及仿真 (18)
4.1软件的总体设计 (18)
4.2A/D转换程序设计 (18)
4.3七段数码管的显示程序设计 (19)
4.4 8255及LED显示程序设计 (21)
4.5中断定时器程序设计 (21)
4.6延时函数程序设计 (23)
5 系统调试 (24)
5.1系统硬件调试 (24)
5.2系统软件调试 (24)
结论 (26)
致谢 (27)
参考文献 (28)
附录 (29)
遥控调光调色LED灯设计
1 绪论
1.1研究背景和意义
经济的快速发展，LED照明系统的在我们的生活中应用的更加普遍。LED灯控制系统我们的生活中随处可见，在傍晚繁华的街道上，更是绚烂多彩，十分好看。这种LED灯给我们的生活增添了美景，给我们以舒服的视觉环境，并且还能起到照明、指示等作用。LED灯的优点有很多，现在很多照明系统中采用的都是这种LED灯。这种灯具有体积小、节能、使用时间长、亮度高、散热少、环保性好、耐用、外边结构结实、不易损坏等优点。由于LED灯现在使用的领域越来越多，所以，有必要对LED 灯控制系统智能化进行研究，提高LED灯的智能遥控能力，提高系统的自动化和智能化程度。
智能调光系统在未来的发展前景是非常好的。现在物联网技术的飞速发展以及传感器技术的跨越式前进，使人们生活中的自动化和智能化程度越来越高。在加上现在的物联网技术的发展，使得原先不可能的事情，都变成了显示。利用各种新型技术的有效集合，都能够促进类似LED智能灯控制系统的发展。
随着社会的发展，照明系统已经成为各种场合具体应用的不可或缺的一部分，它甚至在舞台灯光、城市路灯、家居环保中起着举足轻重的作用，而其核心模块就是单片机智能控制系统。但对于一些大型的应用场合，如：露天停车场、活禽养殖厂、工厂控制车间等，都存在光照应用不合理，电力能源过度消耗等严重问题，甚至城市光污染越来越成为一个新的议题。
智能调光系统不仅可以解决上述问题，还可以使灯在有需要的时候自动开启或者关闭，并且能够做到自适应调整，以达到对外界的最佳照明效果。成功地避免了灯在不需要的时候开启或者需要时关闭，大大的避免了不必要的电力能源浪费，对于地球环保和能源的节约，可以起到巨大的推动作用。据可靠调查，一个城市每年在电力消耗的经济支出上对于普通人来说简直是一个天文数字，且一个人一生中的不必要的用
电都可能供城市公用路灯系统支持几天。智能光照系统如果可以普及化，不仅可以为财政部门省下了一大笔的开支，使其可以将节省下的资金投资到更有意义的地方去，使得城市可以更好、更快的发展。同时对于世界来说，更是可以取得巨大的节约能源效果，对于绿色地球的实现做出巨大的贡献。
展望一下未来，智能调光系统的应用前景是十分光明的。伴随着物联网技术的广泛应用和传感器技术领域的突破，人们可以更加方便控制各种灯光了。时下正在兴起的无线技术，也为智能调光增添了一缕新的色彩。智能调光系统可以广泛应用于智能家居、智慧旅店、智能建筑、智能农业等系统中，实时探测环境中的光照强度，即时生成数据并发送到监控平台或系统中心。如：
（1）智慧家居——根据实际需要，让你的家明亮舒适。
（2）智慧农业——为农作物提供适宜的光照，促进作物的生长。
（3）智慧厂房——为工厂生产提供合适的光照环境，节约能源消耗。
（4）智慧楼宇——结合阳光和灯光，让楼宇保持明亮舒适。
（5）智慧养殖——为家禽家畜提供适宜的光照，促进其生长繁殖。
本文在对单片机技术研究的基础上，采用单片机作为LED控制系统的核心，通过外围电路的搭建，设计了一种基于智能化遥控方法实现的调光调色功能的LED灯控制系统。本系统优于传统的LED照明控制系统，能够实现通过智能遥控方法调节光的强度，使用方便，功耗低，性价比高，便于推广使用。本系统利用点亮LED灯的数目来改变光照强度，LED灯点亮的个数越多，光线强度越大。
本系统利用光敏传感器对光照的强度进行检测，然后将检测的结果送入到A/D转换模块中，并将转换结果送入单片机进行分析和处理，并利用结果调整光的强度。在环境中光照强度较大时，本系统中的LED灯点亮个数自动较少，在不影响视觉效果的情况下，有效节约能耗；相反，在环境中的光照强度较弱时，本系统中的LED灯点亮个数自动增加，提高光照强度，获取更好的视觉效果。本系统有效避免了手动开启、关闭、调整LED灯点亮个数等繁杂性操作，提高了LED系统的智能化程度，使系统能够自行根据环境情况，获取最佳视觉效果。
1.2主要研究内容
LED灯智能调光系统具有很高的自动化程度，本系统由STC89C52RC和ADC0808、LED灯、七段数码显示管等芯片构成。该系统能够实现光信号强度的检测、
控制、以及显示功能。本文研究的是一种通过光线强度情况，对LED灯的亮和灭个数进行自动遥控的一种调光系统。
本系统基于光敏电阻传感器，通过环境的光线强弱进行检测，并将检测得到的电压值送入ADC采集模块中，最终送入单片机内进行处理。单片机的分析结果，可以直接遥控LED灯控制系统的开关，使得相应数量的开关闭合或者打开，从而让LED灯系统的光照强度在可控范围内，达到一定的程度。本系统实现了对环境中光线强度的自动调节功能，节约了能耗，免去了手动打开或者关闭LED灯开关的操作，实现了感应遥控LED灯系统的目的。因此，本系统对照明领域具有一定的研究意义。
2系统整体设计
2.1系统功能设计
本文利用以光敏电阻能够根据外界环境光线的强度变化而改变自身阻值的特性，设计了一种LED灯智能遥控调节系统。外界环境的光线越强、光敏电阻的阻值越小；相反，外界环境的光线越弱、光敏电阻的阻值越大。当光敏电阻的阻值发生变化时，光敏电阻的两端电压将会发生变化，通过ADC模块能够对这个电压信号进行采集，并经单片机进行处理，最终通过LED数码管进行显示。
本系统主要由五大模块组合而成，分别是：单片机最小系统模块，光线接收模块，AD转换模块，地址锁存模块（74HC373），8255和LED显示模块。
系统整体结构框图如图2-1所示。
图2-1 系统整体结构框图
LED的内在特征决定了它具有很多优点，诸如：
（1）体积小。
（2）耗电量低：LED耗电相当低，直流驱动，功耗（单管0.03～0.06瓦），电光功率转换接近30%。一般来说LED的工作电压是2～3.6V，工作电流是0.02～0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能近80%。
（3）使用寿命长：有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。
（4）高亮度、低热量：LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。
（5）环保：LED是由无毒的材料做成，不像荧光灯含水银会造成污染，同时LED
也可以回收再利用。光谱中没有紫外线和红外线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。
（6）坚固耐用：LED被完全封装在环氧树脂里面，比灯泡和荧光灯管都坚固。灯体内也没有松动的部分，使得LED不易损坏。
上述一系列的优点，决定了LED灯正在成为主流应用最佳选择。
2.2所使用芯片的简介
2.2.1单片机芯片
单片微型计算机简称单片机，特别适合用于控制领域，故又称为微控制器，它是将计算机的基本部件微型化，使之集成在一块芯片上的微机。单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是一个非常活跃和颇具有生命力的机种。片内含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点，在自动化装置、智能化仪表、过程控制和家用电器等许多领域得到日益广泛的应用。因此要完成此系统的设计，考虑到实际的应用和性价比，在数据处理和控制方面单片机是首选。
STC89C52RC是一款低功耗和高性能的CMOS 8位微控制器，拥有8K的系统可编程Flash存储器[1]。在这个单独的芯片内，具有8位CPU。它的系统可编程Flash，能够让STC89C52RC成为嵌入式控制应用系统中，一种具有高度灵活性的实际方案解决芯片[2]。
STC89C52RC引脚图如图2-2所示。
图2-2 STC89C52RC引脚图
STC89C52RC的内部具有很多构造，包括：
8k字节Flash；512字节RAM；32位I/O口线；看门狗定时器。
它的内部还设置有4KB EEPROM和MAX810复位电路，含有3个16位定时器/计数器，1个6向量的2级中断结构[3]。
它的工作方式为全双工串行口形式。STC89X52芯片能够将自身频率降至0Hz的静态逻辑下实施工作。它在空闲模式的状态下，CPU能够停止工作，能够让RAM、定时器/计数器、串口、中断不间断性的进行工作[4]。
在掉电保护状态的情况下，RAM内容能够进行存储操作。它的振荡器可以实现被冻结，而且单片机在冻结以后，所有的工作也就停止运行了，直至接收到下一个中断或者硬件复位电路启动为止。它的最高工作频率能够实现高达35Mhz，并且可以从6T/12T中进行选择[5]。
P1.0和P1.1引脚复用功能如表2-1所示。
表2-1 P1.0和P1.1引脚复用功能
引脚号功能特性
P1.0 T2（定时器/计数器2外部计数输入），时钟输出
P1.1 T2EX（定时器/计数器2捕获/重装触发和方向控制）P3口既能够作为一般的I/O口使用，还具有很多特殊功能，如表2-2所示。
表2-2 P3口引脚复用功能
引脚号复用功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
INT（外部中断0）
P3.2 0
INT（外部中断1）
P3.3 1
P3.4 T0（定时器0的外部输入）
P3.5 T1（定时器1的外部输入）
P3.6 WR（外部数据存储器写选通）
P3.7 RD（外部数据存储器读选通）
2.2.2模数转换芯片ADC0808
ADC0808属于带有8位的A/D转换器、8路多路开关，而且能够和微处理机具有兼容性的控制逻辑的CMOS组件。该芯片为逐次逼近式A/D转换器，能够与单片机直接进行接口[6]。
ADC0808具有1个8路模拟开关、1个地址锁存和译码器、1个A/D转换器和1个三态输出锁存器。多路开关能够对8个模拟通道进行选通，允许8路模拟量分时进行输入，同时应用A/D转换器实施信息的转换[7]。三态输出锁器可以应用在锁存A/D 转换完的数字量情况，在OE端是高电平的情况下，允许利用三态输出锁存器取走转换完的数据信息[8]。
ADC0808对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0～5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。
ADC0808的引脚图如图2-3所示。
23～25（ADDA 、ADDB 、ADDC ）：3位地址输入线，用来选通8路模拟输入中的某一路。
2.2.3地址锁存芯片74HC373
74HC373芯片内部具有八路D 型透明锁存器。该芯片经常使用在面向总线的三态输出领域中，其全部的锁存器都会共同使用1个锁存使能端口LE 和1个输出使能端口OE ————
端[9]。
74HC373芯片引脚图如图2-4所示。
在实际应用的时候是这样做的：①OE＝0；②先将数据从单片机的口线上输出到
Dn；③再将LE从0->1->0；④这时,你所需要输出的数据就锁存在Qn上了，输入的数据在变化也影响不到输出的数据了；实际上，单片机现在可以忙着干别的事情，如串行通信、扫描键盘。
2.2.4并行口扩展芯片8255
8255为Intel公司研究并推广的一种具有可编程并行I/O接口功能的芯片。该片拥有3个8位并行I/O口，具有3个通道以及3种不同形式的工作方式[10]。它的各个端口的功能能够通过软件进行设置，能够便于使用，便于推广，具有很强的应用性[11]。8255能够当成是单片机和外围很多器件连接时的中间过渡电路[12]。
8255作为主机与外设的连接芯片，必须提供与主机相连的3个总线接口，即数据线、地址线、控制线接口。同时必须具有与外设连接的接口A、B、C口。由于8255可编程,所以必须具有逻辑控制部分，因而8255内部结构分为3个部分：与CPU连接部分、与外设连接部分、控制部分。
8255芯片的引脚图如图2-5所示。
图2-5 8255芯片的引脚图
8255各引脚的功能[13]如下：
RESET：作为复位输入线端口使用。
C——S——：作为芯片选择信号线端口使用。在此输入引脚是低电平的情况下，也就是C——S——=0的情况，代表芯片已经被选中，许可8255和CPU相互间实现通讯操作；相对应的，
在C ——S ——=1的情况下，8255将不能和CPU 进行数据的传输操作。
R ——D ——：作为读信号线端口使用。在此输入引脚是低跳变沿的情况下，也就是RD ————
会生成一种低脉冲，而且当C ——S ——=0的情况下，能够让8255利用数据总线向CPU 发送数据，或者是状态数据信息，也就是CPU 由8255读取得到的信息或者数据。
WR ————：作为写入信号端口使用。在此输入引脚是低跳变沿的情况下，也就是WR ————生成某个低脉冲信号时，而且当C ——S ——=0的情况下，则许CPU 把数据或者控制字写入到8255的内部。
D0～D7：作为三态双向数据总线端口使用。8255和CPU 能够进行数据的传送，并且作为其传输通道使用。在CPU 执行输入以及输出指令的情况下，可以利用它完成8位数据的读或者写操作。同时，控制字和状态信息也就可以利用数据总线进行传送操作。
8255具有3个相互独立的输入/输出通道端口，用+5V 单电源供电，能在以下三种方式下工作。
方式0——基本输入输出方式；
方式1——选通输入/出方式；
方式2——双向选通输入/输出方式；
PA0～PA7：端口A 输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。工作于三种方式中的任何一种。
PB0～PB7：端口B 输入输出线，一个8位的I/O 锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。不能工作于方式二。
PC0～PC7：端口C 输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。端口C 可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A 和端口B 配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。不能工作于方式一或二。
A1A0：地址选择线，用来选择8255的PA 口、PB 口、PC 口和控制寄存器。
当A1A0=00时，PA 口被选择；当A1A0=01时，PB 口被选择；
当A1A0=10时，PC 口被选择；当A1A0=11时，控制寄存器被选择。
2.2.5七段数码器
显示器的类型有很多种，系统的显示器通常用来作为数据信息的输出设备。在基于单片机技术设计的系统内，使用最为广泛的共有两种显示器[14]。第一种是发光二极管显示器，也就是LED显示器；第二种是液晶显示器，也就是LCD显示器。LED和LCD显示器各自具有不同的特点，相对来说，两种显示器共有的优点是结构简易，性价比高，接口形式方便使用，并且都具有广泛的应用范围[15]。
发光二极管，也就是LED。LED显示器还可以叫做数码管。LED显示器的内部构造中，通常是具有8个发光二极管。其中，7个长条形的发光管进行整齐的排列，在外部看来呈现一种“日”字形。还有一种发光管会在显示器右下方作为小数显示时使用。这种数码管能够实现各种数字和部分英文字母的显示。LED显示器主要具有两种不同的构建形式：一种是基于8个发光二极管的阳极，将阳极全部连接以后，就可以称作是共阳极LED显示器；还有一种是基于8个发光二极管的阴极，将阴极全部连接在一起以后，就可以称作是共阴极LED显示器。通过发光二极管能够构成显示屏，并且显示屏中的每个点均属于一个或多个发光二极管。利用控制电路能够实现对二极管的有效控制。这种方式能够控制二极管的亮和灭，并且能够通过这种方法控制点的发光与否。然后，通过控制让整个大屏幕系统对图案进行显示。液晶显示器的LCD中，使用最为广泛的一种是TFT类型。这种类型的LCD显示器是通过光源、液晶光栅以及芯片控制电路构成的。LCD的光源一般情况下会显示常亮的白色强光。在光线在液晶液晶屏中通过的情况下，可以将电压进行转变，转换到液晶颗粒的滤光方向上，使得每个点的颜色发生变化，并且以一定的强度实施图案的显示[16]。
液晶显示器的型号有很多种，依据显示方式的不同能够分成不同的显示类型。其中，包括：段式显示，行点阵式显示以及全点阵式显示，共3种类型。液晶显示器中的段式显示类型和数码管显示的原理很相似。行点阵式型液晶显示器，通常情况下是用来显示英文字符。全点阵式液晶显示器，一般情况下用来对信息进行显示，显示的范围比较多样，例如：汉字、图形以及图表等信息。
考虑到本系统的设计要求和实际使用情况，本系统选用八位七段数码显示器，其外形结构如图2-6所示。
图2-6 八位七段数码显示器
8个笔划段h、g、f、e、d、c、b、a，分别对应1个字节，也就是8位的D7、D6、D5、D4、D3、D2、D1、D0。所以，通过8位二进制码就能够对想要显示的字符和字形代码进行表示。LED显示器的点亮形式主要有以下两种，第一种是静态显示，还有一种是动态显示。
静态显示，意思是说每个显示器必须占有独立的，而且能够实现锁存功能的I/O
界面，并将其用在笔划段字形代码中。这种情况下，单片机仅需要将要显示的字形代码发送到界面电路，然后就不必需要更多的关注了。在显示新数据信息的情况下，系统会再次发送新型的字形码。所以，利用这种方法，在单片机内部，将大幅度的减少CPU开销。静态显示电路的优点为：在同一时间内能够显示不一样的字符，然而，它的缺点就是占用端口资源较多。
动态显示，意思是说把需要显示的多位LED显示器，通过利用一个8位的段选端口，并通过动态扫描形式，一位一位地轮流点亮各位显示器。数码管动态显示接口属于单片机应用实践中最为普遍的一种现实手段。在单片机输出字形码的情况下，如果能够将全部数码管接收到完全一样的字形码，哪个数码管能够显示出字形，完全由单片机对位选通COM端电路的控制实现。因此，仅需要把需要显示的数码管的选通控制启动，然后借助这点实现字形的展示。没有被选通的数码管一般情况下是不会被点亮的。利用分时轮换形式，可以实现对数码管的COM端控制，并且通过全部数码管实现轮流受控的显示方式。当数码管中的字符进行轮流显示的情况下，每位数码管的点亮时间仅仅需要1～2ms，而且人的视觉暂留现象和发光二极管的余辉效应能够让观察者产生错觉。虽然，在实际使用中，所有位的数码管并不是在同一时间被点亮，而是仅仅通过扫描形式。由于在扫描的过程比较快，因此使得这种显示方式具有一定的稳定性。
3 系统硬件电路设计
3.1 系统硬件电路模块结构
本系统最终选定的主要硬件芯片为：单片机STC89C52RC、ADC0808元件、8255芯片、74HC373元件、发光二极管等。
本系统的硬件电路模块结构图如图3-1所示。
图3-1 系统硬件电路模块结构图
3.2单片机最小系统模块
时钟电路是单片机芯片工作的最基本元素，单片机的时钟信号能够通过两种方法产生。第一种是内部产生方式，通过芯片中含有的振荡电路实现；另一种产生方法是外部产生。内部方法的电路需要在外围电路中接入晶振和电容，共同组建成并联谐振电路。外部方法是通过外部振荡器信号源直接连接XTAL1或者XTAL2。一般情况下，XTAL1需要接地，XTAL2需要接外部时钟。
复位电路属于单片机的最小系统的组成电路，主要用于完成初始化操作。复位电路的目的为，让CPU以及其寄存器间处在一个确定的初始化状态。系统在正常上电的情况下能够实现复位。而且，在系统程序运行遇到问题时，或者操作出现错误时，都会让系统处于死锁状态。这就需要参照复位开关恢复系统的正常工作状态。操作型式有上电自动复位操作以及手动复位操作。其中，上电自动复位操作为把单片机连接电源，并对复位电路的电容实现充电；按键电平复位是基于RST端，并利用电阻和VCC 电源进行连接实现的。
本文的单片机最小系统电路图如图3-2所示。
图3-2 单片机最小系统模块
3.3 A/D转换模块
首先，要做一个分压电路。将滑动变阻器两个固定端，一端接上5V的直流电源，另外一端接地。中间的可以滑动的位置接上ADC0808的IN7，IN0～IN6接地，这样表示只有通道7可以传入数据，其余通道都不能采集数据。此外，还需要将ADC0808的地址选通端ADD A，ADD B，ADD C全部接上高电平，表示我们选择了IN7进行输入。
其次，由于ADC0808内部没有时钟电路，我们需要给它提供时钟信号，这个靠单片机使用定时中断来产生，将其CLK端接P3.1。其它的，如ALE地址锁存信号接单片机的P3.2，START接上单片机的P3.0，EOC接上单片机的P3.4，输出允许端OE接单片机的P3.5。
最后，ADC0808输出的结果是0～255之间的8位二进制数，OUT1是最高位，OUT8是最低位，需要将它们对应接上单片机的P1口的P1.7～P1.0。
ADC0808的电路连接图如图3-3所示。
图3-4 74HC373的引脚连接图
课程设计日光灯调光
课 程 设 计 题目日光灯亮度调节电路设计专业电气工程及其自动化班级1102 姓名 日期2015年3月17日
一、设计题目分析 亮度可调节台灯作为一种成熟的产品已经走进千家万户以及各个寝室之中，使用者可以根据需求自主选择当前台灯亮度，起到保护视力，节约能源的目的。但是对于目前仍然应用广泛的日光灯在亮度可调方面确还很少见。对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等)，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊人的。如果可以借鉴台灯的模式，当客人临门，欢度节日，教室上课等时间，可以认为提高照明亮度；而当我们在休息，看电视，照料婴儿，教室人少的时候，则适当调低日光灯的照明亮度，使之能满足正常的照明功能即可。基于此种需求，我发现可采用晶闸管相控调光的方法对日光灯的亮度进行调节。 晶闸管相控调光是采用相位控制的方法来改变晶闸管导通时间实现调光。对普通反向阻断型的可控硅，其闸流特性表现为当可控硅加上正向阳极电压的同时，又加上适当的正向门极控制电压时，晶闸管就导通，这一导通即使在撤去门极控制电压后仍将维持，一直到加上反向阳极电压或晶闸管阳极电流小于晶闸管自身的维持电流后才会关断。 晶闸管相控调光对照明系统的电压调节速度快，调光明显且精度高。由于调光电路主要是电力电子元件组成，相对来说体积小、设备质量轻、性价比高。调压电路由单向晶闸管、三极管及阻容移相电路组成。通过调节电位器RP，即可改变晶闸管的导通角，使加到日光灯管两端的工频交流电压发生改变，从而达到改变日光灯发光亮度的调光目的。因此，我们采用单向晶闸管配合三极管组成的触发电路来进行灯光亮度调节。 二、选择方案 如图1所示是一个适合日光灯使用的单向晶闸管调光灯电路，即用普通三极管触发的单向晶闸管调光灯电路，VT2、VT3组成互补型放大器以构成晶闸管VT1的触发电路。 220V交流电通过灯泡E经VD1～VD4桥式整流，输出全波脉动电压，此电压经R1、R5、RP向电容C充电，使VT3发射极电位不断升高。当高于其基极电压时，VT3、VT2即导通，晶闸管VT1门极即获得触发脉冲，VT1导通。
亮度自动调节台灯电路的设计
摘要 台灯亮度自动调节电路系统以STC12C5A60S2单片机为中央控制单元，通过光敏电阻等扩展模块，实现了根据外界光照强度变化台灯自动调节亮度的功能。该设计主要实现了台灯亮度的自动调节，单片机通过光敏电阻来获取外界的光强信息并将该信息转换成数字信号。通过红外模块系统判断台灯附近是否有人，无人时台灯不工作，有人在附近时，台灯会自动开启。当人离开一段时间后台灯会自动关闭并作出提醒，这样便有效地节约了能源。此外系统还带有时间显示的功能，通过按键调节可以对时间进行校正。经过测试，各模块的功能均能正常实现，同时该系统还具有控制简单、反应灵敏等优点。 关键词：STC12C5A60S2单片机；光敏电阻；PWM波；红外感应
Abstract The brightness automatic adjustment circuit system of lamp is controlled by STC12C5A60S2, through other expansions like photoresistor module, brightness of the lamp can be automatically adjusted according to that of the outside. The design makes it possible for the lamp to adjust it’s brightness automatically , the micro-controller gets light intensity nearby by the photoresistor and the information will be converted into a digital signal. Infrared module of the system judges whether someone is near the lamp , the lamp will automatically turn on when someone is nearby and will not work when it is not . When people leaves the desk for some time, the lamp will automatically turn off and make a reminder, which effectively saves energy. In addition the system also has the function of time display,which can be corrected by keys . Tests prove that the function of each module can be achieve normally and it is easily to control as well as quick-witted. Keywords: STC12C5A60S2; Photoresistance; PWM; Infrared sensors
电力电子技术调光台灯的设计报告
目录 调光台灯的设计 (2) 1. 设计目的 (2) 2. 调光灯电路 (3) 3. 元器件选择 (3) 4. 元器件认识 (4) 4.1 单向晶闸管 (4) 4.1.1 单向晶闸管的工作特点： (4) 4.1.2 单向晶闸管的主要参数 (4) 4.1.3 单向晶闸管简易检测 (5) 4.1.4触发电路 (6) 5 电路仿真 (9) 6 总结： (9)
调光台灯的设计 1. 设计目的 电力电子技术是研究应用电力半导体开关器件实现电能的变换及控制的一门技术，又称为功率电子技术。它有4种电能转换方式：AC→DC，DC→AC，AC→AC，CD→DC。电力电子技术的创新已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各发达国家均在这一领域投入了大量的人力、物力和财力进行研发。 电力电子技术的作用及发展： (1) 优化电能使用。 (2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。 (3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。 (4) 电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。
2. 调光灯电路 各组成部分作用如下： ?整流电路——将交流电变成单方向的脉动直流电。 ?触发电路——给晶闸管提供可控的触发脉冲信号。 ?晶闸管——根据触发信号出现的时刻（即触发延迟角α的大小），实现可控导通，改变触发信号到来的时刻，就可改变灯泡两端交流电压的大小，从而控制灯泡的亮度。 3. 元器件选择 表1 调光台灯电路元件明细表
电容器 序号 分类名称型号规格数量1 VD 1～VD 4整流二极管IN400742 VU 单结晶体管BT3313VT 晶闸管3CT15114R 1、R 3 电阻器100Ω2R 2电阻器 470Ω1R 4电阻器 1k Ω15HL 灯泡 220V 、25W 16C 0.1μF 17RP 带开关电位器100k Ω 18其他实验板（万能板）、导线 4. 元器件认识 4.1 单向晶闸管 4.1.1 单向晶闸管的工作特点： 1）单向晶闸管的导通条件是阳极与阴极间加正向电压，同时在门极与阴极间也加上正向电压。 2）晶闸管一旦导通后，门极即失去控制作用。要使导通后的晶闸管关断，可将阳极电压降低到一定程度或改变阳极电压的极性。 3）晶闸管具有以弱电控制强电的作用，即利用弱电信号（即触发信号）对门极的控制作用，就可使晶闸管导通去控制强电系统 4.1.2 单向晶闸管的主要参数 （1）断态重复峰值电压UDRM ：结温为额定值时，门极断开，
综合实践活动设计和制作一个模拟的调光灯
综合实践活动 （设计和制作一个模拟的调光灯） 教学课题：综合实践活动设计和制作一个模拟的调光灯 [教学设计] 设计和制作模拟调光灯是在学生学习了电阻、变阻器及欧姆定律的基础上对学生提出的一次综合知识的应用。教材以综合实践活动来完成本章一开始提出的目标任务，这既是对本章内容的回顾总结，又是对本章知识的具体应用，与此同时，更是对学生的操作技能的提高训练。通过具体的实物制作，使得学生感知理论对实践的指导价值和在操作中取得直接经验并获得成功的愉悦。 [教学目标] 通过设计和制作模拟的调光灯，激发学生的学习兴趣和求知欲望，培养学生的动手能力，发展学生的思维能力和创新意识。 [教学重点] 1．引导学生设计出电路。 2．怎样控制调光灯的亮度。 [教学难点] 1．实验器材规格的选取。 2．确保电路安全所采取的保护措施。 [教学器材] 直流电源（最低电压约9V）、电灯（2.5V 0.3A）、灯座、开关、各种铅笔、导线、金属回形针、各种规格的定值电阻（可通过电流不低于0.3A）、电流表（量程为0-3V和0-15V）、各种工艺材料和工具，其他自选材料。 [课前准备] 1．一个2.5V 0.3A的小电灯能否直接接到6V的电源两端？为什么？ 2．要使小灯泡正常发光，应串联一个多大的电阻？ 3．你认为灯泡的亮度与什么因素有关？要改变灯泡的亮度你有什么办法？
对同学们画的电路图给于适
保留板书： 综合实践活动 设计和制作一个模拟的调光灯 一、实验器材 直流电源（最低电压约9V ）、电灯（2.5V 0.3A ）、灯座、开关、各种铅笔、导线、金属回形针、各种规格的定值电阻等。 二、设计电路 可能的电路图 三、电路连接 四、交流与评价
触控台灯的设计与制作
触控台灯的设计与制作 摘要：21世纪，人类迈进了信息社会的崭新时代，信息社会的基础是电子技术。随着电子技术的迅猛发展，它在各个工业领域的应用更加广泛。社会对电子产品的需求也日益增多，对电子产品的要求也越来越来高。当今电子技术应用的飞速发展，及其应用范围不断扩大。可以说，在人们的日常生活生产中处处都离不开电子产品，它打破了人们的传统设计思想，很多都应用模拟电路、脉冲数字电路、逻辑部件来实现的功能，凭借其操作简便、智能化程度高、体积小、集成度高、功能强大、抗干扰能力强、可靠性高等独特的优点，在各个领域都得到了广泛的应用，尤其是家用电器领域发挥了更大的作用。 关键词：单稳态触发器、晶闸管、驱动电路 本设计通过触摸台灯的金属部分就能控制台灯的开与关以及亮度。同时也可以通过键控实现控制功能。该设计主要采用模拟电路，数字电路以及电力电子的相关知识。同时在制造电路板的过程中也运用了PCB设计的有关知识及软件。 一、硬件设计 触控式台灯的工作过程是内部安装电子触摸式芯片与台灯触摸处之电极片形成一控制回路。当人体碰触到感应之电极片，触摸信号藉由脉动直流电产生一脉冲信号传送至触摸感应端，接着触摸感应端会发出一触发脉冲信号，就可控制开灯；如再触摸一次，触摸信号会再藉由脉动直流电产生一脉冲信号传送至触摸感应端，此时触摸感应端就会停止发出触发脉冲信号，当交流电过零时，灯自然熄灭。 (—)、设计思路 该装置电路（见附图一）。当人手碰一下金属触片A，人体上的杂波信号便通过C3加到时基电路的2脚，2脚被触发，整个触发器翻转，3脚输出高电平，输出经限流电阻R加到可控硅控制极，可控硅VS导通，ZD点亮。 需要关灯时，用手碰一下金属片B，感应信号经C4加到时基电路的6脚时，6脚被触发，3脚输出低电平，可控硅失去触发电流而截止，电灯熄灭。电路中的C3、C4是耦合电容，又能防止因个别元件的破坏而造成的麻电现象。电路中的C1、C1、VD、VDW组成6V直流供电电源。 这里介绍的触模式灯开关只用一个触摸电极片，就能完成开灯和关灯。触模式灯开关一样，采用相线式开关的两线制，可以直接取代通开关而不必更改室内原有布线。
一种自动调光的智能视力保护台灯设计
一种自动调光的智能视力保护台灯设计 为了解决学生在使用台灯时的视力保护问题，本文设计一款自动调光的智能视力保护台灯。该台灯系统采用STM32单片机作为控制核心，通过TSL2561照度传感器检测光强的变化，自动调整台灯的亮度，通过红外检测单元感应是否有人在使用台灯，达到环保节能的目的。所设计的台灯系统结构简单、成本较低，易于学生使用。 标签：视力保护自动调光光强检测智能化 引言 据不完全统计，中国现在近视患者超过四亿人，尤其是青少年居多，视力的下降损耗着青年人的健壮成长，给他们的日常生活带来了极大的不便利[1]。这种现象在很大程度上与用眼环境有关[2，3]。台灯作为学生桌前的必备照明工具，为学生提供明亮的光照环境[4]。现有学生使用的台灯仅仅能满足学生的照明要求，无法根据周边环境科学的调整适合的学习光照强度，实时提供给学生良好的光照环境[5]。为此，本文设计一种可以自动调光的视力保护台灯，旨在为学生提供科学的照明环境，防止近视。 一、概述 本文在设计过程中，在原有LED台灯的基础上，结合单片机控制技术的优点，针对学生使用群体设计了一种基于STM32的自动调光视力保护台灯系统。该系统包括主控单元、照度检测单元、温度传感单元、人体红外检测单元以及报警单元等。系统的结构如图1所示。 二、设计过程 1.照度检测单元 为了实现对学习环境的光照信息进行实时的检测，选用型号为TSL2561的照度传感器，该传感器具有低功耗、高速及可编程的特点，其内部集成了用于采集外界光照信息的两个光敏二极管，将光照信息转换为电流信号，经A/D转换后存储于内部数据存储器中。STM32单片机通过IIC总线协议将数据读取，从而完成照度信息的采集和获取。 整个检测过程主要包括启动照度检测、设置积分时间、读取测量A/D转换值，关闭照度检测。具体流程如图2所示。 2.温度传感单元 为了能够实时获得学习环境的温度信息，选用型号为DS18B20的数字式温
台灯设计分析报告
产品设计分析调研报告一、产品名称 台灯 二、外形图 三、结构分析 1、爆炸图
2、产品工作原理 220V电源电压经变压器T降压后输出12V的交流电压，经二极管VD1～VD4整流、电容C1滤波后，由可调稳压集成块LM317稳压，输出稳定的可调电压供白色发光管LED1~LEDl5使用。为了能使灯光可调，这里由三极管VT和电位器RP1等元件组成输出电压调节电路。用三极管作调节元件是由于带开关绝缘性能好、阻值又低的电位器难于找到，只能使用一般调光台灯的电位器，阻抗在500kΩ左右，所以无法对电压直接进行调节，故使用了三极管。调节电压方法是：由于通过电阻R1和三极管集电极的电流为5mA恒定不变，这样三极管VT的集一射极电压可通过调节偏流电阻来改变。当电位器RP1的阻值调小时，偏流变大，集．射极电压变小，输出电压也变小；反之，集一射极电压变大，输出电压也变大。这样通过调节可以使输出电压在8～10V 之间变化，实现对发光管的亮度调节。发光管由三只串联为一组，五组并联制成。由于白色发光管最大工作电压在3.5V，三只发光管串联为1O.5V，考虑到每只发光管工作电压略有不同，故稳压电源输出电压取10V。
3、零部件信息 四、总体分析 台灯是人们生活中用来照明的一种家用电器。它一般分为两种，一种是立柱式的，一种是有夹子的。它的工作原理主要是把灯光集中在一小块区域内，集中光线，便于工作和学习。一般台灯用的灯泡是白炽灯或者节能灯泡。有的台灯还有应急功能，用于停电时无电照明已用来应急。 触控式台灯的原理是内部安装电子触摸式ic与台灯触摸处之电极片形成一控制回路。当人体碰触到感应之电极片，触摸信号藉由脉动直流电产生一脉冲信号传送至触摸感应端，接着触摸感应端会发出一触发脉冲信号，就可控制开灯；如再触摸一次，触摸信号会再藉由脉动直流电产生一脉冲信号传送至触摸感应端，此时触摸感应端就会停止发出触发脉冲信号，当交流电过零时，灯自然熄灭。不过有时停电后或电压不稳也会有自行亮起情形，如果触摸接收信号敏感度极佳纸张或布也是可以控制的。 1）标准件指经优选、简化、统一并给以标准代号的零件或部件 灯泡：应选择耐用且光线柔和的灯泡或灯管 灯座：应选择与灯泡能配套 开关：手控或遥控 电线：花线类
调光台灯电路设计
摘要 为了节能和保护视力，市场上出现各种各样的调光台灯，也有很多的人研究更节能的调光方法。通过multisim10.0仿真，设计出一种调光台灯，通过控制单向晶闸管的导通角来改变灯泡的亮度。CD4017的输出接不同的电阻，高电平经过这些不同大小的电阻对电容进行充电，充电的快慢不一样，单向向晶闸管的触发脉冲移动，导通角发生变化，从而达到调光的目的。 关键词： Multisim；调光；CD4017十进制计数译码器；单向晶闸管；单相桥式整流电路
目录 一设计任务 (3) 1.1设计目的和意义 (3) 1.1.1目的 (3) 1.1.2意义 (3) 1.2初始参数和要求 (3) 1.2.1 初始参数 (3) 1.2.2要求 (3) 二系统设计 (4) 2.1系统工作原理 (4) 2.1.1CD4017工作原理 (4) 2.1.2单向晶闸管 (6) 2.1.3单相桥式整流电路 (7) 2.1.4调光台灯电路原理 (8) 2.2 器件选择 (9) 2.3电路设计 (9) 2.4 电路仿真测试 (13) 三总结 (14) 3.1结论 (14) 3.2优点与不足 (14) 3.3 心得与体会 (15) 参考文献 (15)
一设计任务 1.1设计目的和意义 1.1.1目的 1、熟悉和学会multisim的使用； 2、学会进行设计电路的方法； 3、通过查资料了解各种元件的功能、参数等； 4、了解调光电路的工作原理并进行设计； 5、以节能和保护视力为目的设计调光台灯电路。 1.1.2意义 1、学会并熟练掌握multisim的使用； 2、培养创新的能力； 3、使台灯可以达到节能的目的； 4、学会应用已经学过的知识。 1.2初始参数和要求 1.2.1 初始参数 CD4017的输出端所接的电阻在10Ω-100Ω之间分散取，以达到多级的调光目的；电源选择220V 50Hz的交流电源；灯泡选用230V的，由于电源电压是220V，所以灯泡选择230V的可避免灯泡烧坏。触发电路的电阻阻值为100Ω，电容为47μF,起保护LED灯作用的电阻阻值为300Ω。 1.2.2要求 每次按动按钮开关，CD4017的10个输出就变换输出高电平“1”，并影响灯泡的亮度。
调光台灯电路的原理与安装教案
信息化教学设计 教案 参赛专业：《电子技术应用》 课程名称：《电子技能与实训》教案名称：《调光台灯电路的原理与安装》 时间：2010.11
调光台灯电路的原理与安装 一、【教材及学生分析】 1．教材及内容：中等职业教育国家规划实训教材《电子技能与实训》第2版（石小法编写）第四章中的一个实训项目，是晶闸管的综合应用，晶闸管又名可控硅，广泛应用于工业、家用电器中，是弱电控制强电的重要器件，调光台灯电路是它的一个典型应用电路，通过学习，同学们能掌握这类电路的基本检修方法。 2、学生分析 学生在学习这部分知识之前，已经学习了半导体基础知识，可控硅结构和工作特点，以及单结晶体管的特性，通过本节的学习，把零散的基础知识有机地联系在一起，是对所学知识的一个综合应用，锻炼分析电路和排除故障的能力。 中职学生理论基础较薄弱，但他们有较强的探索、创新欲望，喜欢动手实践课程，本节课的设计就是要因材施教、用实践促进理论的学习，引导学生动手实践、自主探索、合作交流，达到预设的教学目标。 二、【教学目标】 1、知识目标 (1) 巩固可控硅、单结晶体管等主要元件的特性及测量方法； (2) 了解台灯调光电路的工作原理； (3)了解电路板制作的初步知识。 2、技能目标 (1) 能正确识别各种元件； (2) 能根据电路图，在仿真软件上实现正确的电路连接与调试； (3) 能根据故障现象加以排除。 (4)会分析简单电路的原理。 3、情感、态度与价值观 (1) 培养学生的学习兴趣； (2) 养成严谨规范的操作习惯； (3) 培养学生的参与意识，树立学习的信心。 三、【教学重点与难点】 重点：电路安装与调试 难点：故障排除 四、【教学器材及环境】 1.多媒体教室（配备投影、屏幕、安装有电子教室广播软件系统、FLASH动画
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。 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
遥控调光调色LED灯设计毕业设计
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
大学生电子设计大赛 PWM调光的多功能LED台灯电路设计
PWM调光的多功能LED台灯电路设计 LED（发光二极管）作为一种新型光源，具有高效节能、绿色环保、使用寿命长等其他光源无法比拟的优点，代表着未来照明技术的发展方向。本文设计了一种以AT89S51单片机为核心的家用多功能白光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多级调光控制；同时，系统兼有时间日历、温度检测、液晶显示、声光闹钟等多项功能。本文详细给出系统的硬件与软件设计过程。实验证明，该多功能LED 台灯稳定高效，功能丰富，能够满足家庭实际应用的要求。 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，
遥控调光灯设计报告
电子竞赛 《遥控调光灯的设计》 学校： 专业：应电、电信 参赛成员：
摘要 本设计采用芯片A T89S52制作一遥控调光灯，能够实时、准确多点控制灯光的亮度。不但有利于光线采集，还有利于节能减排。本设计有主机（A T89S52）、从机（遥控电路）和灯光控制电路组成。为使系统方便不同方式使用，本设计分别使用了遥控控制、旋钮控制，可根据不同需要任意控制。本设计采用AT98S52单片机作为主控芯片，并配以RC 上电复位电路和以NM12.000晶振为主要元件的振荡电路，进而保证了系统的实时性。 关键字：遥控调光灯，AT89S52单片机。 Abstract This design uses the chip AT98S52 making a remote dimmer,which can control the light intensity with real-time ,accurately ,and multipoint.It is not only beneficial to the light acquisition.but also more advantageous to save energy.This system is comprised of the core(A T98S52),the slave(remote control circuit)and the lighting control ,To enable the system to be used in different ways ,the design uses the remote control,control and relay control knob can be arbitrary under the control of the different needs of different states of the relay switch.To make use of different ways conveniently,this design uses the remote control,knob control and real-time light control ,according to different needs . Key words: Remote dimmer,AT89S52 SCM, 1设计任务 (3) 基本要求 (3) 2方案论证与比较 (3) 主要控制芯片的选 择 (3) 从机部分 (4) 3总体方案 (4) 工作原理 (4) 总体设计 (4) 4系统硬件设计 (5) 主机模块 (5) 遥控接收模 (6) 手动旋钮控制模块 (6) 从机遥控模块 (7)
晶闸管调光台灯电路设计
晶闸管调光台灯电路设计
系别：电气工程系 班级：南车时代电气IGBT订单班工艺2班姓名：徐江 学号：201001340310 指导老师：严俊 2012年4月25日 目录
第一章 绪论 1.1晶闸管的发展 1.2电子调光电路的作用 1.3电子调光电路对大学生的意义 1.4设计思路 第二章 晶闸管调光台灯电路设计 2.1调光台灯电路原理图及分析 2.2认识晶闸管和单结晶体管 第三章 晶闸管调光台灯元器件选择 3.1触发电路各元件的选择 3.2元件型号一览表 第四章 总结 第一章 绪论 1．1晶闸管的发展 晶闸管出现前的时期可称为电力电子技术史前期，1904年出现了电子管，它能在真空中电子流进行控制，并应用于通信和无线电，从而开启了电子技术用于电力领域的先河。1947年美国著名的贝尔实验发明了晶体管，引发了电子技术的一场革命。 晶闸管是一种半控型器件，是晶体闸流管的简称，又称作可控硅整流器（SCR）。1957年美国通用电器公司开发出世界上第一款晶闸管产品，并于1958年将其商业化；晶闸管由于其优越的电气性能和控制性能，使其应用范围迅速扩大。电力电子技术的概念和基础就是由于晶闸管及晶闸管变流技术的发展而确立的，从而开辟了电力电子技术发展和广泛应用的崭新时代，其标志就是以晶闸管为代表的电力半导体器件
的广泛应用，有人称之为继晶体管发明和应用之后的又一次电子技术改革。 1.2电子调光电路的作用 随着社会的发展，人类对生活水平的要求越来越高。如今患近视病的人越来越多，这不仅仅是因为用眼过度所引起的，还与我们工作环境的光线程度有密切的关系。为了让我们能在一个舒适的光线下工作，故设计该产品，以便我们能人工改变工作环境的光线强度。这不仅仅大大降低我们换眼疾的概率，还可以节能！ 电子调光电路应用非常广泛，尤其是一般市售台灯调光电路上。基本都采用电子式的调光电路，有的高档台灯能实现无级调光，普通台灯则是有极调光，可见电子调光在一些灯具上面用途是非常广泛的。给我们的生活带来了方便。由此可见电子调光的电路的商业潜在价值也是很大的。 1.3电子调光电路对大学生的意义 作为大学生的我们。在很多制作过程之中很多东西都需要用一些特定的调压电路作为驱动装置。因此，电子调光电路对我们而言都是一个非常常见而且必须的电路，故自己便选择制作电子调光电路。而且，在我们刚接触的课程设计之中，电子调光电路的制作相对简单些，也为我们以后制作实物做个铺垫。同时，也为我们今后制作培养感情，不至于很讨厌甚至于害怕！ 1.4设计思路 市场一般是220V交流电，但是电子调光电路中选用的是低电压直流灯泡。故此电路中需要变压器和整理电路，另外需要控制灯泡的亮度，所以需要一个控制电路，从而对输出电压占空比进行调节，这里还需一个斩波电路，从而来控制灯泡亮度。 电子调光电路课程设计综合了电力电子技术中的许多理论知识，他使理论知识得到了更好的巩固，并使理论知识与实际问题相联系。其中主要用到的基础知识有升降压斩波电路和整流电路的工作原理和应用以及晶闸管的应用等。
可调光控电灯实验报告
1、方案的选择 方案一、光控电子开关，它的“开”和“关”是靠可控硅的导通和阻断来实现的，而可控硅的导通和阻断又是受自然光的亮度（或人为亮度）的大小所控制的。如图1. 图1.光控电子开关（不可调） 方案二、在实现光对电路的控制（方案一）基础上将R3换成一个可调的电阻从改变三极管的基极与发射极之间的电压。在不同光照强度下打开或关闭电灯。如图附2 图2.光控电子开关（可调）
从上面两个方案来看，方案二可根据不同环境对光照的需求不同来调整在不同光强下关闭和打开电灯。更具有实用价值。 2、方案设计与实现 2.1控硅控制电路的导通的实现 （1）可控硅的原理 可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，可以把它看作由一个PNP 管和一个NPN管所组成。如下图3 图3.可控硅的原理图 当阳极A加上正向电压时，BG1和BG2管均处于放大状态。此时，如果从控制极G 输入一个正向触发信号，BG2便有基流ib2流过，经BG2放大，其集电极电流ic2=β2ib2。因为BG2的集电极直接与BG1的基极相连，所以ib1=ic2。此时，电流ic2再经BG1放大，于是BG1的集电极电流ic1=β1ib1=β1β2ib2。这个电流又流回到BG2的基极，表成正反馈，使ib2不断增大，如此正向馈循环的结果，两个管子的电流剧增，可控硅使饱和导通。由于BG1和BG2所构成的正反馈作用，所以一旦可控硅导通后，即使控制极G的电流消失了，可控硅仍然能够维持导通状态，由于触发信号只起触发作用，没有关断功能，所以这种可控硅是不可关断的。那么，用什么方法才能使导通的晶闸管关断呢?使导通的晶闸管关断，可以断开阳极电源或使阳极电流小于维持导通的最小值(称为维持电流)。如果晶闸管阳极和阴极之间外加的是交流电压或脉动直流电压，那么，在电压过零时，晶闸管会自行关断。 （2）可控硅控制电路的导通 首先把交流电整成直流电，与单项可控硅（晶闸管）相连。我们用下图得以实现可控硅对电路的控制。如图4.
可控硅调光灯的设计与安装调试
55 可控硅调光灯的设计与安装调试 一、实验目的 1、 了解业余条件下设计、安装印刷线路板的方法。 2、 重点掌握焊接技术 3、 重点掌握可控硅的识别方法及其应用 二、实验原理 1、可控硅作用、特点 普通二极管整流电路存在一个局限性：在输入的交流电压一定时，输出的直流电压也是一个固定值，不能任意调节，但在许多情况下，都要求直流电压能进行调节，即有可控、可调的特点，可控硅的出现有效地解决了这个问题，使半导体器件从弱电领域进入强电领域。 优点：体积小、动作迅速、寿命长 缺点：控制比较复杂。 用途：整流、调节、开关、逆变 2、单相可控硅基本结构 单相可控硅具有：a 、三个PN 结，b 、3个电极的四层结构，如图1示 3、可控硅的导通原理 为了说明可控硅的工作原理，将单相可控硅可切割为二个三极管，每一个晶体管的基极与另一个晶体管的集电极相连。如图2示。 a 、阳极与阴极之前只加正向电压，可控硅处于反向阻塞状态。 b 、控制极与阴极之间加正向电压，可控硅不导通。 c 、阳极与阴极之间加正向电压（触发脉冲），同时在控制极与阴极之间加正向电压，可控硅很快处于导通状态，且可以允许大电流流过，（其电流值只受外接电阻的限制），阳极和阴极之间的压降为1V 左右。 如图2示：假设E G 产生控制电流I G ，加入可控硅的控制极，则经T 2放大后，电流为I G 加入可控硅的控制极，则经T 2放大后，电流为T C2=β2I G ，而Ic 2=I b1，I G =β1I B1=β1β2I G ，这个电流又流入T 2的基极，再一次放大，这两个晶体管之间存在着一个正反馈环，形成强烈的正反馈。因此，很快使两个晶体管饱和导通，导通后其压降很小，电源电压几乎全部加在负载上。
遥控调光灯的设计与总结报告
遥控调光灯的设计与 总结报告 学校：滨州学院 专业：电气自动化 作者：孟照阳庆淮崇美 指导老师：卫兵 日期： 2011年4月26日 目录 摘要
第一章系统的结构及功能介绍 引言 1.1 系统设计任务与要求 1.1.1 设计任务 1.1.2 设计要求 1.2 系统结构介绍 1.3 系统的工作原理 1.3.1 红外线遥控原理 1.3.2 光亮度采集 1.3.3 灯光控制器 1.4系统设计方案 1.4.1 从机方案 1.4.2 主机方案 1.5 系统的特点和使用说明 1.5.1 系统特点 15.2 系统使用 第二章系统硬件电路设计 2.1 从机红外遥控单元电路设计 2.2 主机控制单元电路设计 第三章系统软件设计 3.1主机控制功能软件流程图 第四章系统测试 4.1 测试仪器 4.2 测试方法 4.2.1 检测红外线的发射与接收 4.2.2 检测PWM的输出占空比 4.3系统功能及指标参数分析 第五章设计总结 元件明细表 从机主机介绍 摘要： 随着现代建筑和照明技术的发展,传统的照明设计方法已经不能解决实际场
景对照明效果的不同需求,简单的控制方式更不便于管理和维护。红外线无线遥控调光灯，以节能环保为目的，与现代通信技术、计算机技术、控制技术等相结合的智能照明技术,满足了“绿色照明”的设计要求,具有较大的发展空间。本文主要介绍了遥控调光灯的基本原理和硬件电路设计，由主机和遥控从机两部分组成。本系统基于红外线无线遥感技术，以高亮度LED灯为光源，以AT89S52单片机为从机的核心器件实现红外线远程控制，以ATMEGA16L单片机作为主机的核心器件主要负责调光，采用PWM节能法来实现对LED灯启停、亮度等多种工作状态进行快速而准确地控制。电路结构简单、成本低、操作方便、遥控距离在8m左右，可广泛应用于家庭照明。 关键字：红外线无线遥控，节能环保，LED灯，PWM节能法 第一章 系统的结构及功能介绍 引言： 近年来,全球性的能源短缺和环境污染问题日益突出,人们迫切希望应用节能环保的新技术。 当今绝大部分照明控制系统都是利用各类普通的手动开关来控制灯具的开关状态，其亮度调节也是通过普通的调光开关进行相应的调节，每次操作都必须走到开关处才能完成。在日常生活中，人们往往因离电灯开关较远，即使在暂时不需要照明的时候，人们也懒得去熄灯，任其亮着，直到睡觉前或外出才关灯。这种情况非常普遍，从而造成电能的大量浪费。基于上述原因，为了更方便生活，本文设计出了一遥控调光灯，其不仅可以遥控开、关灯，还能根据需要任意调节灯光的亮度，有记忆存储功能，可分为睡眠/工作两种模式。此外，本设计还有一大亮点——采用高亮度LED灯作为光源。半导体照明以寿命长、节能、环保等显著优点而倍受人们关注,被认为是21世纪最有价值的源。 为满足控制需要，本系统从机部分采用AT89S52单片机为核心控制器件，通过按键控制红外线遥控来控制LED灯的开关和亮度调节；主机部分以ATMEGA16L 单片机为核心控制器件，利用自带的A/D转换功能将光敏二极管采集到的数据进行转换，从而通过控制PWM来准确而快速地控制灯启停与亮度的调节。 本设计的主要特点： 1、采用高亮度LED灯作为光源； 2、采用PWM调光方式更节能； 3、电路结构简单、成本低、易操作； 4、LED灯，具有寿命长、安全、节能环保、耐闪烁、色彩多样、调控方便等显 著特点； 5、本系统具有记忆存储功能，分为睡眠/工作两种模式。 1.1 系统设计任务与要求 1.1.1 设计任务 以“环保、节能、成本控制”为主题，设计并制作一遥控调光灯。
调光灯的设计与安装毕业设计_说明
毕业设计任务书 设计课题调光灯的设计与安装 摘要 本设计采用芯片AT89S52制作一个遥控调光灯，能够实时、准确、多点控制灯光的强度，不但有利于光线采集，更有利于节能减排。本系统由主机（AT89S52）、从机（遥控电路）和灯光控制电路组成。为使系统性能更稳定、更具有实时性，本设计使用光敏电阻实时监测外部灯光的强弱；为使系统方便不同方式使用，本设计分别使用了遥控控制、旋钮控制和继电器控制，可根据不同需要任意控制继电器切换不同状态；本设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，并配以RC上电复位电路和以11.0592MHZ晶振为主要元件的振荡电路，进而保证了系统的实时性； 关键字：遥控调光灯，AT89S52单片机，光敏电阻、继电器
目录 1、设计任务.............................. 错误！未定义书签。 1.1基本要求 (4) 1.2发挥部分 (4) 2、方案论证与比较 (4) 2.1 主要控制芯片的选择 (4) 2.2 从机遥控部分电路 (4) 3、总体方案 (5) 3.1工作原理 (5) 3.2 总体设计 (5) 4、系统硬件设计 (6) 4.1 主机模块 (6) 4.2 主机控制模块 (8) 4.3 从机遥控模块 (10) 4.4 电源部分 (13) 5、系统软件设计 (14)
6、总体测试与结果分析 (14) 6.1 基本部分测试 (14) 6.2 测试结果分析 (15) 7、参考文献 (16) 附录：.................................. 错误！未定义书签。7 1、设计任务 1.1基本要求 1、以高亮度LED为光源，以单片机为主控芯片； 2、系统分为主机和遥控从机，主机负责调光，从机负责远程控制，采用红外 遥控的方法； 3、遥控从机上要有四个按键，按键1，是开关，按一下灯开，再按灯关；按 键2是低亮度；按键3，是中亮度，按键4，是高亮度。 4、主机也有调光功能，通过旋转亮度旋钮可以任意调节光的亮度。 1.2发挥部分 1、可以自动调节光线的亮暗； 2、亮度可多达5级调节； 3、采用蜂鸣器发声确认信号成功接收。 2、方案论证与比较 2.1 主要控制芯片的选择 方案1：选择ATMEGA16单片机作为核心控制芯片。ATMEGA16单片机属于高性能、低功耗的 8位AVR?微处理器，16K字节的系统可编程Flash，ATmega16 单片机有8个10位精度的模数转换器ADC，512 字节的EEPROM,1K字节的片SRAM. 方案2:选择AT89S52单片机作为核心控制芯片。AT89S52是一种低功耗、高 性能、价格便宜的微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。AT89S52单 片机外部资源丰富，拥有32个I/O口，方便设计使用。片上Flash允许程序存 储器在系统可编程，亦适于常规程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在 系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效 的解决方案。