明新華+王傳璽+高源+易金橋

摘 要：為了更好地滿足大眾的需求，推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，團(tuán)隊(duì)著手研究多功能LED臺燈，該臺燈具有亮度自動調(diào)節(jié)、時間顯示、鬧鈴提醒等功能?？傮w的設(shè)計(jì)思路是模塊化：單片機(jī)控制、溫度、時鐘、按鍵、臺燈、鬧鈴、顯示等七個模塊。單片機(jī)主控芯片是選用STC89C52，用LCD1602C液晶來顯示溫度、萬年歷，按鍵模塊是對日期、LED亮度、時間等內(nèi)容進(jìn)行較為準(zhǔn)確的調(diào)整，時鐘模塊選用DS1302作為核心芯片，臺燈模塊用10顆高亮LED，鬧鈴功能由蜂鳴器來實(shí)現(xiàn)，溫度傳感器選用DS18B20。軟件設(shè)計(jì)是用C語言編寫，由單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)全部控制功能。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；多功能；臺燈

引言

我國的臺燈普及率很高，但由于大容量的存在，不能依靠固定電源，目前，國內(nèi)市場燈具類型主要有：白熾燈，節(jié)能燈，LED燈；LED臺燈的光源是體積小、耗電低的發(fā)光二極管，具備使用壽命長、環(huán)保無毒、可靠安全等多種優(yōu)點(diǎn)[1]。然而當(dāng)前市面上的不少LED照明設(shè)備因?yàn)槭艿绞褂玫牟牧?、制造技術(shù)及成本因素的限制，并沒有很好展示它的優(yōu)點(diǎn)。

歐洲的一些國家的燈具產(chǎn)品一直引領(lǐng)世界的潮流，像意大利的臺燈設(shè)計(jì)除了體現(xiàn)產(chǎn)品的內(nèi)在性能質(zhì)量，還注重人對產(chǎn)品在情感上的共鳴。荷蘭菲爾普斯歷來重視“以人為本”的原則。亞洲公司，如東芝和其他公司在照明產(chǎn)品的發(fā)展也躋身世界前列。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對物質(zhì)生活提出了更高的要求。現(xiàn)在市場上大批量的生產(chǎn)產(chǎn)品已經(jīng)滿足不了人們個性化的需求。人們在購買臺燈的同時，不僅考慮基本光照需求，而且還有其他個性化的追求。傳統(tǒng)的燈具產(chǎn)品很少有燈具前景，為了改變現(xiàn)狀，我們在原來基礎(chǔ)上增加了個性化的需求，優(yōu)化了燈具的結(jié)構(gòu)和功能。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

圖1為本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖，控制核心是采用美國STC公司生產(chǎn)的89C52芯片，具有低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，以及廉價且可編程8k系統(tǒng)flash存儲器。STC89C52雖然使用了MCS-51內(nèi)核，由于做了很多的改進(jìn)使得芯片相比傳統(tǒng)51單片機(jī)增加了許多優(yōu)良功能從而得到人們的廣泛使用。本設(shè)計(jì)通過光敏器件將外部信號轉(zhuǎn)化為電信號、單片機(jī)編寫軟件從而輸出不同的PWM占空比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對LED燈的自動調(diào)節(jié)。溫度傳感器是由美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20，由于接線方便，成本低，端口少，體積小，可封裝成任意形狀，易于使用，故選用該芯片作為本設(shè)計(jì)的一部分。顯示模塊用一塊LCD1602顯示屏顯示萬年歷、溫度，以及PWM級數(shù)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 單片機(jī)主控模塊[2]

本多功能臺燈的主控設(shè)計(jì)是基于STC89C52芯片來實(shí)現(xiàn)，由晶振電路和復(fù)位電路兩部分組成。

2.2 恒流驅(qū)動模塊[3]

本設(shè)計(jì)的LED 選用PT4115恒流芯片驅(qū)動。該芯片適合用于綠色照明LED燈的驅(qū)動電路，能夠驅(qū)動一顆或者多顆串并聯(lián)的LED燈，且應(yīng)用于電路具有非常簡潔的優(yōu)點(diǎn)，符合本電路的設(shè)計(jì)需求。

2.3 時鐘模塊

本設(shè)計(jì)采用DS1302時鐘芯片，采用內(nèi)置電源的時鐘模塊，可以在斷電的情況下依然保持計(jì)數(shù)，時間不會隨著斷電而改變。

2.4 液晶顯示模塊

本設(shè)計(jì)要求可以顯示時間、日歷、燈光亮度和溫度，由于LCD1602液晶能顯示簡單的字符，滿足本設(shè)計(jì)要求的同時而且廉價。

2.5 溫度檢測模塊[4]

溫度檢測選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，該傳感器具有低功耗、高性能、微型化等特點(diǎn)。

2.6 蜂鳴模塊

蜂鳴器模塊用于產(chǎn)生鬧鐘的報警聲音和按鍵的聲音，聲音的控制由單片機(jī)通過軟件實(shí)現(xiàn)。

2.7 按鍵模塊

按鍵控制由S2～S6五個按鍵構(gòu)成，分別為：S2時間設(shè)置按鍵、S3數(shù)值增大按鍵、S4數(shù)值減小按鍵、S5鬧鐘設(shè)置按鍵及S6亮度調(diào)節(jié)按鍵。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[5]

系統(tǒng)主程序包括系統(tǒng)初始化程序（包括I/O口初始化、DS1302芯片初始化、1602液晶初始化、外部中斷0與定時器T0設(shè)置）、按鍵檢測和處理程序、時鐘數(shù)據(jù)讀取與處理程序、溫度數(shù)據(jù)采集、讀取與處理程序、液晶顯示程序、鬧鐘判斷和處理程序、PWM調(diào)光處理程序等。在程序中設(shè)置時鐘鬧鐘，鬧鐘一次，時鐘芯片IRQ引腳觸發(fā)外部中斷0，進(jìn)入中斷程序設(shè)置時鐘=1主程序報警器報警。

4 結(jié)束語

本多功能臺燈將單片機(jī)技術(shù)與我們生活中的臺燈進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合，既可以僅僅開一個臺燈就能知道有關(guān)日歷、溫度等諸多的相關(guān)信息而且還可以根據(jù)個人的習(xí)慣、喜好和所處的環(huán)境調(diào)節(jié)光的亮度，保護(hù)使用者用眼舒適的同時還可以盡可能的節(jié)省用電。本設(shè)計(jì)電路簡單、功能較為完備，而且系統(tǒng)性能穩(wěn)定、易于擴(kuò)展、性價比高，可以推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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[4]易麗華.基于AT89C51單片機(jī)與DS18B20的溫度測量系統(tǒng)[Z].

2009，3.

[5]周航慈.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1997，5.