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1、智能照明系统主控制器设计摘 要随着LED性能的不断改善和价格的不断降低，高亮度LED取代传统光源应用于通用照明是未来的法展趋势。设计了一套基于单片机（MCU）控制的LED智能照明系统，LED采用恒流驱动，PWM调光方式。其中光强度传感器使得LED能够根据环境需要自动调节自身亮度，声控开关方便操作。详细给出了各个部分的设计。实验表明，系统长时间运行稳定，高效节能，白光质量好，适用于公共场所通用照明。关键词：高亮度LED PWM调光 智能照明 高效节能 Design of intelligent LED illumination system based on MCU controllerABST
2、RACTWith the improvement of LED performance and the reduction of its price, it is a trend that high bright LED(HB LED) will be used in illumination are a instead of traditional light sources. In this paper, design of intelligent HB LED illumination system was proposed based on MCU controller, which
3、adopted constant current drive and PWM dimming. The light sensor was intended to dim LED automatically according to the ambient light, while the .The design for each part was given in detail in this paper. The experimental results indicate that the illumination system works stably for a long time wi
4、th the advantages of energy saving and good quality of white light. The system is suitable for public general illumination applications.Keywords: high brightness LED PWM dimming intelligent illumination energy saving Voice-activated switch for easy operationII目 录前言第1章 绪论1.1 课题研究背景21.2 课题研究的目的与意义31.2
5、.1 良好的节能效果3 1.2.2 改善工作环境与提高工作效率31.2.3 较好的投资收益效果3第2章 系统设计方案2.1 单片机选择32.2 光照检测方式42.3 声控开关检测方式52.4 LED的调光控制52.4.1 PWM信号的原理和形成6 2.4.2 PWM驱动白光LED6第3章 硬件电路设计与实现3.1 系统硬件总述73.2 单片机最小系统83.2.1 AT89C51引脚介绍8 3.2.2 CPU时钟电路93.2.3 复位电路 10 3.3 光信号取样电路设计 103.3.1 仪表放大器的结构及使用 11 3.3.2 OP07的介绍及应用 123.3.3 TLC3545的介绍及应用1
6、4 3.4 声音信号采集电路163.4.1 声音信号放大原理 163.3.3 CD4051的介绍及应用 173.5 LED驱动电路183.5.1 LED供电电源183.5.2 LED驱动电路193.6 键盘设计电路193.6.1 键盘的作用19 3.6.2 键盘电路及其说明203.6.3 键盘功能说明21 第4章 软件设计4.1 系统流程图224.2 软件程序244.3 仿真环境介绍284.3.1 Keil介绍 284.3.2 Proteus介绍28结论 29参考文献 30附录 31后记 32(结论、参考文献、致谢及附录黑体4号)摘 要IABSTRACTII前言1第1章 绪论21.1 课题研究
7、背景21.2 课题研究的目的与意义21.2.1 良好的节能效果21.2.2 改善工作环境与提高工作效率21.2.3 较好的投资收益效果2第2章 系统设计方案32.1 单片机选择32.2 光照检测方式42.3 声控开关检测方式42.4 LED的调光控制52.4.1 PWM信号的原理和形成52.4.2 PWM驱动白光LED5第3章 硬件电路设计与实现73.1 系统硬件总述73.2 单片机最小系统73.2.1 AT89C51引脚介绍73.2.2 CPU时钟电路83.2.3 复位电路93.3 光信号取样电路设计93.3.1仪表放大器的结构及使用103.3.2 OP07的介绍及应用113.3.1 TLC
8、3545的介绍及应用133.4 声音信号采集电路153.4.1 声音信号放大原理153.4.2 CD4051的介绍及应用163.5 LED驱动电路173.5.1 LED供电电源173.5.2 LED驱动电路183.6 键盘电路设计193.6.1键盘的作用193.6.2键盘电路及其说明203.6.3键盘功能说明203.6.4 键盘的机械抖动20第4章 软件设计214.1 系统流程图214.2 软件程序234.3 仿真环境介绍274.2.1 Keil介绍274.2.2 Proteus介绍27总 结28参考文献29附 录30武汉大学珞珈学院本科毕业论文前言LED被认为是21世纪的照明光源。LED发光
9、器件是冷光源，光效高，工作电压低，而且能耗低，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。用LED替代白炽灯或荧光灯，环保无污染。使用安全可靠，便于维护。我国照明用电占总发电量的12。目前，公共建筑的照明灯具控制大多采用手动开关，经常出现没有及时开关的现象，从而造成大量的能源浪费和使用上的不便。另外，不必要的使用，也会缩短灯具的使用寿命。本文阐述了一套LED智能照明控制系统设计方案，可以根据工作环境补光亮度等来自动控制照明的开关和亮度。采用本系统具有提高用电效率，节约电能和缓解了用电高峰的电力供应压力双重作用。单片机的出现至
10、今已经有30多年的历史了。微型计算机的迅速发展，促进微型计算机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用，单片机（单片微型计算机）的应用已经渗透到广泛渗透到社会经济、军事、交通、通信等相关行业，而且也深入到家电、娱乐、艺术、社会文化等各个领域，并掀起了一场数字化技术革命。单片微型计算机就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。因此一块芯片就构成了一台计算机。它已成为工业控制领域、智能仪器仪表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的计算机。第1章 绪论1.1 课题研究背景随着计算机网络、通信、控制等技术的发展,智能建筑的发展越来越迅猛。目前，国内大多数智能建筑存
11、在效率低、能耗高的现象。就智能建筑的照明系统来说，许多地方的灯经常是从早到晚开着的，不管这些房间或楼道是否有人，也不管有多少人。或者，当自然光照度很好时，灯不能及时关闭；反之，当自然光照度难以满足人的需求时，又不能及时打开灯光。这种照明方式，不仅造成能源的浪费，而且不能满足人对照明的基本需求，同时也给人的视力造成了很大的影响。现代照明除了满足人的基本生活、学习要求之外，将更注重能量的节省和使用上的便利，以及满足人类工程学的个性方面的要求。特别是近年来大厦内利用计算机工作的人员比例上升，不同视觉要求的工作的数量和复杂程度大大增加。所以要做到合理、经济、节能，首先应采用先进成熟的技术和产品，如电光
12、源、灯具、照明控制系统。因此，适应不同个人和工作需要，结合自动调节与手动调节的智能化照明系统已经成为必不可少了。1.2 课题研究的目的与意义1.2.1 良好的节能效果照明领域的能源消耗在总的能源消耗中占了相当大的比例，节约能源和提高照明质量是当务之急。照明用电作为电力消耗的重要部分，已经占到了电力消耗的10%左右，并且随着我国国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，照明用电还将不断增加。而LED发光器件是冷光源，光效高，工作电压低，而且能耗低，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。1.2.2 改善工作环境与提高工作效率
