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1、毕业设计（论文）题 目台灯亮度自动调节电路的设计 系 （院）光电工程系专 业电子信息科学与技术班 级2010级1班学生姓名钱戎华学 号1014080215指导教师李志远职 称讲师二一四年六月十八日独 创 声 明本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。 作者签名: 二一四年六月十八日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解滨州学
2、院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。（保密论文在解密后遵守此规定）作者签名: 二一四年六月十八日1滨州学院本科毕业设计（论文）台灯亮度自动调节电路的设计摘 要台灯是人们在生活中用来照明的一种常用的家用电器，但是有人会经常忘记关灯从而造成非常巨大的能源浪费。而且在夜晚时人们需要摸黑去开灯，十分不便。今台灯种类样式繁多，灯泡分为：白炽灯
3、，荧光灯，节能灯，LED灯。多以开关控制，还有触控式，亮度可调式，甚至声控。本设计以节约、智能控制为主，综合运用热释电红外传感器、BISS0001集成芯片和光检测等技术，运用人体红外感应开关来替换台灯的自动开关，实现智能控制，由BISS0001集成芯片和热释电红外传感器RE200B构成感应开关。设计了一种多功能智能LED台灯。该台灯拥有智能开关和自动调光等功能，实现了对台灯的亮度调节的智能控制。用LED作为光源，体积小、重量轻、亮度高、能耗低、寿命长、安全性高、色纯度高、方向性好、维护成本低、环保无污染。LED寿命一般为10万个小时，是白炽灯的100倍，荧光灯的10倍。关键词：自动控制；智能开
4、关；传感器1Design of Desk Lamp Brightness Automatically Adjust AbstractDesk lamp is used for lighting in life a kind of commonly used household appliances, but people will often forget to turn off the lights is causing enormous energy waste. And people need to turn on the light dark at night, very inconv
5、enient. This desk lamp type style is various, the light bulb is divided into: incandescent lamp, fluorescent lamp, energy-saving lamps, LED lights. How to switch control, and touch, brightness is adjust table, and even voice control. This design is given priority to with saving, intelligent control,
6、 the integrated use of pyroelectric infrared sensor, BISS0001 integrated chips and optical detection technology, designed a multi-functional intelligent LED desk lamp. The desk lamp has functions such as intelligent switch and automatic adjusting, realize the intelligent control to adjust the bright
7、ness of the lamp. Use LED as light source, small volume, light weight, high brightness, low power consumption, long life, high safety, high color purity and good directivity, low maintenance cost, environmental protection, no pollution. LED life generally for 100000 hours, 100 times that of incandes
8、cent lamp, fluorescent lamp 10 times.Keywords: auto-control;smart switch; sensor 1目 录第一章 系统总体设计方案11.1 设计背景11.2 设计目标11.3 总体设计21.4 系统主要硬件的选择31.4.1 主控芯片的选择31.4.2 热释电传感器信号处理芯片31.4.3 热释电红外传感器41.4.4 光敏电阻4第二章 硬件系统的设计62.1 单片机最小系统的设计62.2 电源模块的设计72.3 检测电路的设计82.4 热释电传感器电路的设计92.5 信号放大电路的设计10第三章 软件程序的设计113.1 主程序
9、的设计11第四章 系统仿真测试134.1 仿真测试方法134.2 仿真测试过程13结 论16参考文献17谢 辞181第一章 系统总体设计方案1.1 设计背景 LED被认为是21世纪的照明光源。LED是冷光源，光效高，工作电压低，而且能耗低，可控制好、无辐射，同样亮度下，LED能耗为白炽灯的10，荧光灯的50。LED寿命可达10万小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍。随着能源紧缺、电价越来越高、环保要求及LED的光效的提高,用LED替代现在台灯普遍使用的白炽灯或荧光灯，环保无污染。另外，LED的光谱几乎全部集中于可见光频段,其发光效率可达8090%，并且传统的台灯中的光源体使用的是交流电，所
10、以每秒钟会产生100120次的频闪。LED灯使用直流电驱动，不会产生闪烁现象，保护眼睛，可以获得“柔和”的灯光环境。 另外一个情况是现在我国约30%的人患有近视。近年来，我国的近视率已上升为全球第二，仅次于日本，但近视的总人数确是全球第一。引起近视的主要原因是用眼不健康，如用连续用眼时间过长，看书，学习时的坐姿不正确等。近年来我国的照明器材行业的迅速崛起，努力增加节能光源和不同档次、花样、不同用途的照明器具的开发，加快绿色、节能光源的产品的开发推广和应用时我国目前照明器材行业结构调整的重点。有关智能台灯的研究目前已经比较成熟，并且部分款式已经投入生产。早期的智能台灯有1995年发明的新颖感应式
11、台灯，通过用手接近台灯来控制亮灭和改变亮度。但其感应范围小，严格意义上仍不算自动调光。随后出现了一批声控、光控，红外感应等方式进行自动开关的台灯。感应范围也扩大到整个房间甚至更远。可控硅的应用使得台灯亮度自动调节得到真正实现。不过可控硅一般用在220V交流电路，台灯灯泡选用普通白炽灯泡。LED台灯的智能开关方面和普通智能台灯没用什么区别，基本上也是采用声控、光控、红外感应等各种形式。在亮度调节方面，由于LED需要恒流驱动，限制了可控硅的使用，大多智能台灯采用了PWM技术，用单片机控制输出占空比来控制LED灯的亮度，来实现对台灯亮度的自动调节。1.2 设计目标台灯亮度自动调节电路主要目的是设计一
12、款智能型LED台灯，并能实现具有智能亮度调节功能和开关控制功能。本设计要求台灯亮度会随着环境光线强度自动进行调节，当环境光线过弱时则会增强台灯的亮度，当环境光线过强时则会降低台灯的亮度，即在一定范围内改变台灯亮度来控制环境光线的强弱，使人眼始终处在一个合适的光照范围内，可以起到保护视力的作用。还要求实现当人离开后，台灯会延时一段时间后再熄灭。当有人靠近台灯一定范围时台灯会自动点亮。并且要求在白天等光线充足的情况下无论人是否接近台灯都不会发光。1.3 总体设计图1.1为系统结构图：电源模块单片机AT89S52 BISS0001集成芯片热释电红外传感器光敏电阻亮度调节模块定值电阻光敏电阻图1.1
13、系统结构图本设计以BISS0001集成芯片为核心，运用人体红外感应开关来替换台灯的自动开关，实现智能控制，由BISS0001集成芯片和热释电红外传感器RE200B构成感应开关1。当人体接近热释电红外传感器时，传感器会因感应到人体发出的红外信号而输出一个感应信号，信号经放大器BISS0001放大后，给单片机AT89S52一个外部中断信号，使台灯逐渐点亮；然后用单片机定时器延时点亮一段时间，如果在延时点亮这段时间内单片机再次接收到热释红外给的外部中断信号，立即从新开始点亮的延时，这样就做到了有人在使用台灯时台灯持续亮着；当人离开，在点亮延时这段时间内单片机没有再次接收到热释红外给的外部中断信号，点
14、亮延时这段时间过后，台灯就会渐渐熄灭。实现了人来灯亮人走灯灭的功能。再将定值电阻和光敏电阻串联分压，进而改变三极管基极电压，实现LED灯亮度的自动调节。1.4 系统主要硬件的选择1.4.1 主控芯片的选择根据多方面的比较，本设计选用ATMEL公司的AT89S52单片机作为控制器。AT89S52是一个CMOS类的8位单片机，具有低功耗，高性能等特点。其芯片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，是采用ATMEL公司的非易失性、高密度存储技术制造的器件，优势在于它可以兼容80C51引脚结构及标准MCS-51指令系
15、统。此外，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元。AT89S52独特的优势、强大的功能、较高的性价比，使它在许多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。 AT89S52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）口，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器2。1.4.2 热释电传感器信号处理芯片BISS0001是一种性能较高的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器件构成热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、LED灯等装置，可用于台灯亮度自动调节系统。BISS0001是由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器和封锁时间定时器即参考电压
