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基于STC系列单片机对智能LED台灯调光系统设计

徐安安;任乘乘;吴珊珊;夏腾飞;何舒平

【摘要】本文设计了一套LED光源智能调光系统,该调光系统可以在自动式、手动

式和延时式三个模式之间相互切换.在自动模式下,通过光敏电阻检测室内光的强度,

再利用ADC模块对采集的信号进行转变,从而控制并调节台灯的亮度.在手动模式

下,通过按键的增加或减少来调整LED亮度.在延时模式下,系统具有延时打开、延

时关闭和闹铃等功能.本系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分主要包括运放电路、

与非门电路、ADC0832模块、控制模块、驱动模块、人体感应模块和电源模块组

成,软件部分主要包括总控程序和各个模块子控制程序.通过Proteus软件仿真可以

看出本系统具有较强的应用性,使用方便,也进一步验证了本文设计的有效性.

【期刊名称】《照明工程学报》

【年(卷),期】2016(027)006

【总页数】7页(P88-93,116)

【关键词】LED台灯;智能调光;Proteus;ADC0832模块

【作者】徐安安;任乘乘;吴珊珊;夏腾飞;何舒平

【作者单位】安徽大学电气工程与自动化学院,安徽合肥230039;安徽大学电气工

程与自动化学院,安徽合肥230039;安徽大学电气工程与自动化学院,安徽合肥

230039;安徽大学电气工程与自动化学院,安徽合肥230039;安徽大学电气工程与

自动化学院,安徽合肥230039

【正文语种】中文

【中图分类】TM923

LED被称为新一代绿色光源，能够将电能直接转化为可见光的固态的半导体器件，

而且能源转换效率特别高[1]。随着社会经济的不断发展，如今人们生活水平也在

不断提高，对于生活的智能化程度的要求也在不断的提升。

目前市场上存在的LED台灯控制器，基本上都由简单的电源开关，亮度调节旋钮

和LED驱动器组成，只具有简单的LED台灯开启与关闭，手动调节以及LED驱动

恒流恒压控制功能，功能单一，能耗不精确，无法实现智能控制。在智能控制方面

研究的有，如胡恩伟[2]设计了一种采用NXP和ARMCortexMO的MCU作为

核心控制器，通过环境光线传感器和超声波测距传感器实时采集环境光线强度来自

动调节台灯的亮度。熊志伟[3]设计了一种采用STM32微控器和LD3320可编程

语音识别控制系统，开发了一种高端智能学习台灯，实现声控和防近视功能。此两

款台灯设计的成本都是非常高的，而且不能完全满足人性化设计，所以很难在人们

生活中得到广泛的应用。

在人们的日常生活中，人眼对光线有个适应过程，很多人在早上起床的时候，如果

睁眼突然见到强烈的光线，那么人眼是难以快速适应的。在延时模式下，本系统运

用连续的PWM脉宽调制原理，使得灯光缓慢的由暗变亮。另外我们可以定时打

开台灯，当定时时间到了，台灯缓慢的打开，并且蜂鸣器发出响声，这样不仅可以

很好的保护人的眼睛而且还可以起到闹钟的作用。另外有的人喜欢开着灯睡觉，这

样就会造成能源的浪费以及减少LED灯泡使用寿命，因此该智能台灯设计了延时

关闭的功能，可以根据每个用户的睡眠习性，相应的改变延时时间。在自动模式下，

只有同时满足用户的设定阈值大于光敏电阻检测的室光线值，以及人体感应检测模

块检测到有人活动时，该智能台灯才会工作[4]。在手动模式下，可以根据每个人

对光源强度不同，通过按钮手动改变台灯的亮度。本控制系统主要通过自动模式、

手动模式和延时模式调整光源强度等功能，从而使LED台灯设计和使用更加人性

化。

本智能台灯系统共有自动式、手动式和延时式三种不同的模式，并且可以通过开关

按钮对这三种模式进行相应的切换。在自动控制模式时，通过A/D转换器

(ADC0832)芯片不断检验光敏电阻的电压，间接测量感应光度以及运用人体感应

模块来检测周围是否有人的存在，从而实现自动调节功能；在手动模式下，可以通

过按键的增减对灯光的亮度进行调节；在延时模式下，可以通过单片机定时器进行

定时，调整I/O导通和关断时间实现PWM控制，对台灯延时打开和延时关闭，

并且数码管会显示延时时间的。此系统主要考虑的是人性化设计，只要LED亮了

光线都是由暗缓慢变亮的。系统总体框图如图1所示。

本文是在STC89C52芯片为核心的基础上进行开发的，具有上电