智能型多功能LED臺(tái)燈

1、原創(chuàng)性聲明本隊(duì)鄭重聲明：本隊(duì)所設(shè)計(jì)的作品，是本隊(duì)在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，利用暑期課余時(shí)間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。本作品除了參考文獻(xiàn)列舉的地方外，不含任何其他人已經(jīng)發(fā)表或制作的研究成果。本聲明的法律結(jié)果由本隊(duì)承擔(dān)。二零一零年九月三日隊(duì)員簽名：*目錄摘要3,1111111111111111111111111111111.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1111111111111111111141. 1方案的提出111111111111111111141.2系統(tǒng)方案介紹11111111111111111141. 3功能與指標(biāo)111111111111111111151.4實(shí)現(xiàn)原理11111111111111111111

2、61. 5硬件框圖1111111111111111111171. 6軟件流程11111111111111111111102.系統(tǒng)測(cè)試1111111111111111111111122. 1熱釋電紅外傳感測(cè)試111111111111111122. 2臺(tái)燈電池滿電工作時(shí)間測(cè)試111111111111122.3臺(tái)燈電池電能檢測(cè)測(cè)試11111111111111132. 4測(cè)試設(shè)備11111111111111111111132. 5特色1111111111111111111111133 .結(jié)論111111111111111111111111134 .附錄1111111111111111111111111

3、3附1.元器件明細(xì)表111111111111111111113附2.電路圖圖紙1111111111111111111114附3.程序清單11111111111111111111115附4.參考文獻(xiàn)111111111111111111111385 .查新報(bào)告111111111111111111111138摘要本項(xiàng)目針對(duì)臺(tái)燈的節(jié)電和使用的方便性進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與研究，以單片機(jī)為核心，綜合運(yùn)用熱釋電紅外、太陽能充電、光檢測(cè)等技術(shù)，設(shè)計(jì)制作出智能型多功能LED臺(tái)燈。該臺(tái)燈具有自動(dòng)開、關(guān)，自動(dòng)調(diào)光等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)燈用電情況和亮度調(diào)節(jié)的智能控制。本項(xiàng)目創(chuàng)造性設(shè)計(jì)出活動(dòng)臺(tái)燈頭，可作為外用手燈，并加裝語音提示電路

4、，實(shí)現(xiàn)了一燈多用、充電、糾正坐姿及用眼過度語音提示的節(jié)能環(huán)保的智能型LED臺(tái)燈的設(shè)計(jì)理念。關(guān)鍵詞：智能單片機(jī)LEDAbstractThisprojectfortheuseofinnovativelampdesignandresearch,bysinglechipprocessorasthecore,comprehensiveuseofheat-releasinginfraredsensor,solarenergy,wirelesstransmissiontechnology,designakindofintelligentlamp,itscharacteristicisinwhensomeon

5、eandexternallightintensityweakercanautomaticallyopenlamp,nopersontoturnoffthelights,energysaving,Accordingtoanoutsidetoautomaticallyadjustthelampbrightnessilluminationintensity,andaudiowitheyes,protecteyesight,Makefulluseofsolarenergy,LEDlighting,accomplishtrulyintelligent,energysaving,lowcarbon,gre

6、enenvironmentalprotection.Keywords:IntelligenceMUCLowcarbon1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1.1 方案的提出臺(tái)燈已是千家萬戶的必需生活電器，經(jīng)常由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費(fèi)。在我國，照明耗電占年發(fā)電總量的12%膽過100億kW?h）,現(xiàn)在的臺(tái)燈絕大部分是采用普通的白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈和螺旋節(jié)能燈，并且控制方式多采用手動(dòng)開關(guān)，不能連續(xù)調(diào)節(jié)，更不能自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)夜晚來臨時(shí)，人們又摸黑去開燈，非常不方便，與現(xiàn)在家電的智能化，人性化，低碳設(shè)計(jì)理念相違背。LED被認(rèn)為是21世紀(jì)的照明光源。LED發(fā)光器件是冷光源，光效高，工作電壓低，而且能耗低，可控制好、無輻

7、射，同樣亮度下，LED能耗為白熾燈的10%,熒光燈的50%。LED壽命可達(dá)10萬小時(shí)，是熒光燈的10倍，白熾燈的100倍。隨著能源緊缺、電價(jià)越來越高、環(huán)保要求及LED的光效的提高，用LED替代現(xiàn)在臺(tái)燈普遍使用的白熾燈或熒光燈，環(huán)保無污染。另外，LED的光譜幾乎全部集中于可見光頻段，其發(fā)光效率可達(dá)8090%,并且傳統(tǒng)的臺(tái)燈中的光源體使用的是交流電，所以每秒鐘會(huì)產(chǎn)生100120次的頻閃。LED燈是把交流電直接轉(zhuǎn)換為直流電，不會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，保護(hù)眼睛，可以獲得柔和”的燈光環(huán)境。另外一個(gè)情況是現(xiàn)在中國約30%的人有不同程度的視力問題，其中近視是主要問題，近年來，我國的近視率已上升為全球第二，僅次于日本

8、，但近視的總?cè)藬?shù)確是全球第一。引起近視的主要原因是用眼不健康，如用連續(xù)用眼時(shí)間過長，看書，學(xué)習(xí)時(shí)的坐姿不正確等。現(xiàn)在的普通臺(tái)燈90%的供電系統(tǒng)是用交流電經(jīng)變壓后直接供電，在用電高峰期時(shí)使用會(huì)增加供電系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，并且停電時(shí)不能工作，移動(dòng)使用性較差。太陽能是新型的綠色能源，但普及率還不高。因此，我們提出智能LED臺(tái)燈方案。1.2 系統(tǒng)方案介紹本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思想來源于生活，所具有的功能也是為臺(tái)燈使用的方便性及節(jié)能環(huán)保而設(shè)置。針對(duì)目前普通臺(tái)燈存在的能耗高、操作使用不便及功能單一三個(gè)問題進(jìn)行系統(tǒng)分析與研究，以單片機(jī)STC12C5410AD為控制核心，用熱釋電紅外傳感器D203B檢測(cè)是否人進(jìn)入使用臺(tái)燈的范圍

9、，用光敏電阻判斷有人在使用臺(tái)燈范圍時(shí)是否需要開燈，用語音芯片ISD25120進(jìn)行語音提示與報(bào)警，主要利用太陽能給臺(tái)燈電池充電。綜合運(yùn)用傳感技術(shù)、光檢測(cè)技術(shù)及太陽能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈根據(jù)使用環(huán)境中是否有人員和環(huán)境補(bǔ)光亮度等來自動(dòng)控制臺(tái)燈的開關(guān)及照明的亮度。當(dāng)用戶在使用臺(tái)燈時(shí)的坐姿不正確就會(huì)語音提示用戶糾正坐姿；當(dāng)用戶使用臺(tái)燈時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)定值時(shí)會(huì)語音提示用戶休息，科學(xué)安排用眼時(shí)間，保護(hù)視力。人性化設(shè)計(jì)，添加用戶錄放音及編輯功能，讓用戶及其家人自行錄制語音提示聲，提升語音提示的易接受度和舒適度。本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)是：第一，智能。以人體紅外輻射（波長為10um）傳感控制電路實(shí)現(xiàn)人體距離臺(tái)燈的自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)自

10、動(dòng)感應(yīng)開關(guān)燈，達(dá)到智能控制和節(jié)能的目的；通信單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光、手動(dòng)調(diào)光、無線遙控調(diào)光。第二，低碳。臺(tái)燈采用LED光源體，耗電極??；采用太陽能電池板給臺(tái)燈電池充電，充分利用綠色能源，符合節(jié)能減排，營造低碳生活環(huán)境的發(fā)展趨勢(shì)。第三，多功能。臺(tái)燈燈頭可以與底座支架分離，變成手燈模式，移動(dòng)性較強(qiáng),使用范圍更廣；采用多路LED獨(dú)立工作，提高電路的可靠性；加裝語音提示電路，具有充電，糾正坐姿及用眼過度語音提示的人性化設(shè)計(jì)。1.3 功能與指標(biāo)1.3.1 功能(1)臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)開關(guān)功能臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)點(diǎn)亮要滿足兩個(gè)條件：有人在使用臺(tái)燈范圍內(nèi)活動(dòng)外界環(huán)境的光照強(qiáng)度較弱。當(dāng)有人在臺(tái)燈上的熱釋電紅外的探測(cè)范圍內(nèi)

11、活動(dòng)并且環(huán)境光強(qiáng)較弱時(shí)，臺(tái)燈逐漸點(diǎn)亮；或者用戶可以無線遙控點(diǎn)亮臺(tái)燈。當(dāng)人離開后，延時(shí)一段時(shí)間后臺(tái)燈漸漸熄滅。(2)保護(hù)視力功能用戶可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定用眼的提示時(shí)間，提示時(shí)間有30分鐘，60分鐘,90分鐘，120分鐘，4個(gè)模式，從用戶使用臺(tái)燈時(shí)開始計(jì)算，到達(dá)用戶設(shè)定的提示時(shí)間后，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出語音提示，提醒用戶注意休息，科學(xué)安排用眼時(shí)間，保護(hù)視力；另外一種情況是，當(dāng)用戶使用臺(tái)燈時(shí)的坐姿不正確時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出語音提示，提醒用戶糾正坐姿。兩次糾正坐姿提示后，如果用戶還是這種坐姿，則可認(rèn)為用戶伏在桌子上休息，臺(tái)燈漸漸熄滅。(3)自動(dòng)，手動(dòng)調(diào)光功能在智能模式下，臺(tái)燈能根據(jù)外界的光照強(qiáng)度自行調(diào)節(jié)臺(tái)燈的亮度，使

12、用戶始終能有一個(gè)合適的光照環(huán)境；如果用戶不需要自動(dòng)調(diào)光，可以用旋鈕來進(jìn)行手動(dòng)調(diào)光，或者使用無線遙控進(jìn)行調(diào)光，可以根據(jù)用戶自身的需要來控制臺(tái)燈的亮度。(4)太陽能充電功能臺(tái)燈除了有220V交流電供電，USB供電外，主要是利用太陽能電池板吸收太能能給臺(tái)燈的電池充電，充分利用綠色能源，符合節(jié)能，低碳的發(fā)展趨勢(shì)。(5)用戶自由錄音功能這是本項(xiàng)目的人性化設(shè)計(jì)，提示聲不但可以從PC機(jī)上下載，更可由用戶及其家人根據(jù)個(gè)人喜好自由錄制修改。錄音操作簡單方便，按下錄音按鈕即可進(jìn)行錄音操作，每段錄音時(shí)間8秒鐘，8秒鐘后用戶會(huì)聽到“錄音完畢”的提示音，一段報(bào)警音就錄制完畢。用戶總共可以錄制9段提示音，更改手剎使用不當(dāng)

13、和超速提小的提小首0(6)電能監(jiān)測(cè)功能時(shí)實(shí)對(duì)臺(tái)燈電池進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)電池能量不足時(shí)，電能指示燈中的黃燈點(diǎn)亮，并進(jìn)行語音提示用戶給臺(tái)燈充電，實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警；當(dāng)電池能量即將耗盡時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，對(duì)電池進(jìn)行保護(hù)作用。1.3.2 指標(biāo)工作電壓：7.2V工作電流：60mA220mA電池容量：800mA靜態(tài)功耗：0.072W動(dòng)態(tài)功耗：1.08W報(bào)警方式：語音報(bào)警和燈光報(bào)警工作環(huán)境溫度：075c產(chǎn)品外形尺寸：長153mm,寬120mm,高350mm1.4 實(shí)現(xiàn)原理1.4.1 臺(tái)燈自動(dòng)點(diǎn)亮及糾正坐姿提示熱釋電紅外傳感器D203B是被動(dòng)式的，即有人在其檢測(cè)范圍內(nèi)活動(dòng)時(shí)它工作并輸出信號(hào)，信號(hào)經(jīng)放大器BISS0001放大

14、后給一個(gè)信號(hào)單片機(jī)的外部中斷0,使臺(tái)燈逐漸點(diǎn)亮；然后用單片機(jī)定時(shí)器延時(shí)點(diǎn)亮一段時(shí)間，如果在延時(shí)點(diǎn)亮這段時(shí)間內(nèi)單片機(jī)再次接收到熱釋紅外給的外部中斷信號(hào)，立即從新開始點(diǎn)亮的延時(shí)，這樣就做到了有人在使用臺(tái)燈時(shí)臺(tái)燈持續(xù)亮著；當(dāng)人離開，在點(diǎn)亮延時(shí)這段時(shí)間內(nèi)單片機(jī)沒有再次接收到熱釋紅外給的外部中斷信號(hào)，點(diǎn)亮延時(shí)這段時(shí)間過后，臺(tái)燈就會(huì)漸漸熄滅。另外一個(gè)熱釋電紅外安裝在臺(tái)燈底部，它的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)BISS0001處理后給一個(gè)信號(hào)單片機(jī)外部中斷1,由于單片機(jī)中斷的優(yōu)先級(jí)關(guān)系，平時(shí)正常工作是外部中斷0的信號(hào)吧外部中斷1的信號(hào)給屏蔽掉。但外部中斷1有接收到信號(hào)而外部中斷0沒接收到信號(hào)時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間，如果這種狀態(tài)持續(xù)，

15、則可判斷用戶坐姿不正確，語音提示糾正坐姿，兩次提示后，還是這種狀態(tài)，即可判斷用戶是伏在桌子上休息，燈就會(huì)慢慢熄滅。1.4.2 語音提示用眼時(shí)間的設(shè)定從臺(tái)燈點(diǎn)亮的那一刻起開始計(jì)算用眼時(shí)間，通過兩個(gè)IO口高低電平的4種不同組合方式來設(shè)定4種不同的提示時(shí)間：兩個(gè)IO口為00組合時(shí)，使用臺(tái)燈30分鐘后提示；為01組合時(shí)，使用臺(tái)燈60分鐘后提示；為10組合時(shí)，使用臺(tái)燈90分鐘后提示；為11組合時(shí)，使用臺(tái)燈120分鐘后提示。1.4.3 自動(dòng)調(diào)光及手動(dòng)調(diào)光脈沖寬度調(diào)制（pwm是一種對(duì)模擬信號(hào)電平進(jìn)行數(shù)字編碼的方法。通過高分辨率計(jì)數(shù)器的使用，方波的占空比被調(diào)制用來對(duì)一個(gè)具體模擬信號(hào)的電平進(jìn)行編碼。PWM6制技

16、術(shù)以其控制簡單，靈活和動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的優(yōu)點(diǎn)而成為電力電子技術(shù)最廣泛應(yīng)用的控制方式，也是人們研究的熱點(diǎn)。我們運(yùn)用脈寬PWM法，通過測(cè)量光敏電阻兩端的電壓值，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后得出的數(shù)值來改變單片機(jī)的PWM的占空比，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光功能。手動(dòng)調(diào)光功能的原理也是一樣，通過測(cè)量電位器兩端的電壓值，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后得出的數(shù)值來改變單片機(jī)的PWM的占空比，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)光。1.4.4 電池電能監(jiān)測(cè)通過測(cè)量電池兩端的電壓值經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后與一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，以此來判斷電池電量的飽和程度。1.4.5 語音提示原理將語音芯片的總時(shí)間分成幾段，利用一定的時(shí)間長度作為一個(gè)段地址，通過單片機(jī)定時(shí)器的計(jì)時(shí)平行地映射信息段的地址，從而得到每段

17、錄音的起始地址。由單片機(jī)控制語音芯片的地址和錄音操作引腳，把不同提示音錄進(jìn)語音芯片的不同位置。當(dāng)單片機(jī)接收到放音信號(hào)時(shí)，就通過控制語音芯片的地址和放音操作引腳,把相對(duì)應(yīng)的提示音播放出來。1.5 硬件框圖系統(tǒng)硬件框圖如圖（1）所示語音模塊燈光控制模塊用眼時(shí)間提示*電能監(jiān)測(cè)報(bào)警口錄音、放音試聽+圖（1）系統(tǒng)硬件框圖1.5.1 檢測(cè)模塊是否有人需要使用臺(tái)燈檢測(cè)單元主要由D203B熱釋電紅外線傳感器和信號(hào)處理芯片BISS0001組成。紅熱釋電紅外傳感器只對(duì)波長為10仙m（人體輻射紅外線波長）左右的紅外輻射敏感，所以除人體以外的其他物體不會(huì)引發(fā)探頭動(dòng)作。探頭內(nèi)包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元，而且制成的

18、兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無信號(hào)輸出。一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，于是輸出檢測(cè)信號(hào)。BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。當(dāng)外界光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值很小，BISS0001僉測(cè)到低電平，從而封鎖14腳,禁止傳感器PIR的信號(hào)。當(dāng)外界光強(qiáng)較弱時(shí)，光敏電阻阻值很大，BISS00

19、01僉測(cè)到低電平，開啟14腳，這樣就省去了單片機(jī)的處理過程。傳感器PIR檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生微弱的信號(hào)輸出，經(jīng)R14>R1SR2、C9C1RC11組成的信號(hào)放大濾波電路。R1&R19C13和C14組成的延時(shí)電路。信號(hào)經(jīng)處理后從2腳輸出。自動(dòng)識(shí)別用戶及環(huán)境光強(qiáng)電路如圖（2）所示.V1C91CDBlCOClR14vcIBVDD2OUT2IN-1IN-1IN-ICUT_LLCUT曠kF11rr13訂ClivsyvsswRC1RR1VOAI-5V2CK,C14470PI-'C?圖（2）自動(dòng)識(shí)別用戶及環(huán)境光強(qiáng)電路1.5.2 控制單元模塊方案一：選用傳統(tǒng)的STC89C5憚片機(jī)作為核

20、心控制器件，該系列單片機(jī)電路成熟，應(yīng)用廣泛，且與我們?cè)趯W(xué)校學(xué)習(xí)單片機(jī)的課程內(nèi)容相匹配，應(yīng)用方便。但傳統(tǒng)51單片機(jī)自身不帶AD轉(zhuǎn)換器、PWMJ存器等功能，選用它要另外買AD轉(zhuǎn)換芯片,成本加局。方案二；選用新一代增強(qiáng)型單片機(jī)STC12C5410A毓單片機(jī)兼容傳統(tǒng)51單片機(jī)的程序指令，學(xué)習(xí)使用方便；并且自身帶10路高速AD轉(zhuǎn)換器，4個(gè)PW隔存器,功耗低，性價(jià)比更高。綜合考慮整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)越性，性價(jià)比等因素，我們決定選擇方案二。1.5.3 供電模塊(1)臺(tái)燈蓄電池方案一：臺(tái)燈蓄電池選用6V鉛酸蓄電池，具特點(diǎn)是技術(shù)成熟，價(jià)格便宜，但體積大，重量大，能量質(zhì)量比低，對(duì)充放電要求嚴(yán)格。循環(huán)壽命在200次左右，最

21、高也就300次，最多也就能使用1-1.5年時(shí)間。鉛酸蓄電池中存在著大量的鉛，在廢棄后若處理不當(dāng)，將對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。方案二：臺(tái)燈蓄電池選用兩個(gè)3.7V鋰電池，具特點(diǎn)是體積小，重量輕，同等規(guī)格容量的鋰離子電池的體積是鉛酸蓄電池體積的2/3,重量是鉛酸蓄電池的1/3,無記憶效應(yīng)，可隨時(shí)充放電。鋰離子電池循環(huán)壽命達(dá)到300次以上，標(biāo)準(zhǔn)充電(5小時(shí)率)使用，最高可達(dá)500次，甚至1000次以上。與鉛酸蓄電池在同樣條件下使用，壽命將會(huì)達(dá)到3年，是鉛酸蓄電池的2倍。還有另外重要的一點(diǎn)，鋰材料無任何有毒有害物質(zhì)，被世界認(rèn)為綠色環(huán)保電池，該電池?zé)o論在生產(chǎn)及使用中均無污染。但是鋰電池價(jià)格比較貴，比同容量的鉛酸蓄電

22、池貴2倍。綜上所述，考慮到我們的臺(tái)燈電池是放在支架上并與支架分離的，為了減輕支架的負(fù)擔(dān)，更是為了低碳，耐用，實(shí)用，綠色環(huán)保，我們決定選擇方案二。(2)臺(tái)燈供電臺(tái)燈主要利用太陽能給電池充電，利用綠色能源，節(jié)能低碳；當(dāng)無太陽而臺(tái)燈電池又沒電時(shí)，可以用交流電經(jīng)變壓器處理后給臺(tái)燈供電，或者用PC機(jī)的USB接口給臺(tái)燈供電，保證臺(tái)燈在任何情況下都能有電工作。1.5.4 語音模塊語音模塊選用語音芯片ISD1760,它有60秒錄放音時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)語音分段錄音與隨機(jī)組合放音。語音模塊電路如圖(3)所示。1J12u13U2VCCDLEDRESETnsoMOSISCLKSSVSSAAnainXlk-Mc-VSSP2S

23、P-VCCP_VSSPKDYFWDEraserecRLAYTTVCCAVOLAGCAUDAUXVSSP1SP-isnrcn|卜1100KIS174.7uF16ccT-LST圖（3）語音模塊電路1.6 軟件流程1.6.1 編程算法思想程序采用模塊化設(shè)計(jì)思想。以主程序?yàn)楹诵脑O(shè)置功能模塊子程序，簡化了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。運(yùn)行過程中通過主程序調(diào)用各功能模塊子程序。該系統(tǒng)的工作軟件主要完成以下功能：信號(hào)輸入模塊實(shí)現(xiàn)相應(yīng)傳感圈值號(hào)輸入單片機(jī)數(shù)據(jù)通道，在控制系統(tǒng)軟件中，將熱釋電紅外探測(cè)器和光強(qiáng)度探測(cè)的信號(hào)經(jīng)BISS0001處理后輸出的信號(hào)作為單片機(jī)的外部中斷信號(hào)，由此產(chǎn)生決定臺(tái)燈開關(guān)的開關(guān)信號(hào)，另外將環(huán)境光強(qiáng)數(shù)據(jù)A/

24、D轉(zhuǎn)換，然后作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)亮度的控制信號(hào)編碼輸出到系統(tǒng)的輸出模塊，達(dá)到控制LED發(fā)光亮度的目的.實(shí)現(xiàn)智能照明的目的。1.6.2程序框圖開始待機(jī)模式結(jié)束2.系統(tǒng)測(cè)試熱釋電紅外傳感器熱釋電紅外傳感器一用于檢測(cè)用戶在當(dāng)前光強(qiáng)下是否需要自動(dòng)點(diǎn)亮臺(tái)燈。由于我們平時(shí)使用臺(tái)燈到人體的距離大概是1米左右，因此選擇傳感器一相應(yīng)敏感距離為1.5m。芯片BISS0001的觸發(fā)時(shí)間為2秒。菲涅爾透鏡的角度約為139。*126。所以傳感器的檢測(cè)范圍限制在臺(tái)燈使用范圍之內(nèi)。當(dāng)用戶離開或靜止不動(dòng)超過30秒時(shí)，傳感器能迅速檢測(cè)到用戶離座信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)智能檢測(cè)。熱釋放電紅外傳感器二用于檢測(cè)用戶坐姿是否正確，因此調(diào)節(jié)熱釋傳感器二的

25、相對(duì)敏感距離為0.8m。電壓反饋電阻R17與傳感器的相應(yīng)敏感距離測(cè)試結(jié)果如表（1）所示，觸發(fā)延時(shí)時(shí)間如表（2）所示。表（1）電壓反饋電阻R14與傳感器的相應(yīng)敏感距離測(cè)試電壓反饋電阻R26第一級(jí)放大倍數(shù)相對(duì)應(yīng)敏感距離50K4400.8m20K11001.5m15K14662.4m10K22003.5m表（2）觸發(fā)延時(shí)對(duì)照表時(shí)間調(diào)節(jié)電阻R28220K390K490K觸發(fā)延時(shí)時(shí)間2s4s6s臺(tái)燈電池工作時(shí)間本項(xiàng)目設(shè)計(jì)出的智能型多功能臺(tái)燈由于主要是利用太陽能充電以及可以作為手電筒使用，所以電池是極其重要的一個(gè)部分。因此，本項(xiàng)目中我們加入了對(duì)電池進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。電池充滿電后的使用時(shí)間如表（1）所示，

26、電能監(jiān)測(cè)情況如表（2）所小。臺(tái)燈工作模式連續(xù)工作時(shí)間第一次測(cè)試第二次測(cè)試第三次測(cè)試智能工作模式5h4.6h4.手電筒模式13.4h2.813.2待機(jī)模式表（1）電池充滿電后的使用時(shí)間電池兩端電壓黃、綠指示燈情況語音報(bào)警臺(tái)燈工作情況r綠火鳧，黃火火無正常工作黃火鳧，綠火火有正常工作黃火火，綠火火無小，作表（2）電能監(jiān)測(cè)情況測(cè)試設(shè)備萬用表、示波器、穩(wěn)壓電源、秒表特色1.針對(duì)目前普通臺(tái)燈缺乏但卻又是人們十分需要的功能設(shè)計(jì)研究，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。創(chuàng)造型設(shè)計(jì)燈頭與燈座可分離結(jié)構(gòu)，可作為手燈使用，實(shí)現(xiàn)一燈多.太陽能充電為主，綠色環(huán)保，響應(yīng)并很好地宣傳了當(dāng)今低碳生活的潮流。輔以交流電、USBft電，使臺(tái)燈隨

27、時(shí)隨地都可工作。.人性化的設(shè)計(jì)理念，提示音自由編輯，語音提示效果戶可隨個(gè)人喜好更改提示音，增強(qiáng)了語音提示的舒適度。3.結(jié)論本項(xiàng)目本著智能，多功能，低碳，人性化的設(shè)計(jì)理念，智能地實(shí)現(xiàn)了臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)人體及環(huán)境光強(qiáng)和自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度；語音提示用眼時(shí)間，保護(hù)視力；語音提示電池電能情況，保護(hù)電池，增強(qiáng)使用壽命；太陽能充電，節(jié)能低碳，綠色環(huán)保；臺(tái)燈的底座可分離，分離后臺(tái)燈可以作為手電筒使用，使用范圍廣。項(xiàng)目達(dá)到了初定的目標(biāo)，同時(shí)還提出人體追蹤（即臺(tái)燈跟著人體的活動(dòng)而自動(dòng)調(diào)整照明方向）等設(shè)想，但由于時(shí)間關(guān)系，只能作為本項(xiàng)目的擴(kuò)展功能，以對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的完善。4.附錄附1:元器件明細(xì)表廳P元器件名稱元器件型號(hào)數(shù)

28、量價(jià)格（元）1單片機(jī)STC12C5410AE)1102語音芯片ISD17001123太陽能電池板110*70mm2244熱釋電紅外傳感器B203265信號(hào)處理芯片BISS0001256白光大草帽LED3667無線發(fā)射接收器188零散原件39800mAi電池226合計(jì)98元2000nK寸llil42目吟耳£mixIM9HQEdcpTI自7髭加“Ld.ErfraavThiEDOWSQ*£W0T2曲KXTF>AlldloovTdWLda國r£等系統(tǒng)總電路原理圖MYSTC12C5410AD.H:#defineucharunsignedchar#defineuintu

29、nsignedint#defineulongunsignedlonguintcnt,sec,sec1,sec2,sec3,sec4;燈時(shí)間、紅外延遲時(shí)間、亮度檢測(cè)時(shí)間、uintset_time=60;uinteye_time=20;biteye_flag=0;biteye_start=0;ucharcnt1=0,pwm=0xff,pwmh=0;以pwm=255,pwmh是高電平的次數(shù)ucharcontrol_pwmh;bitlight_flag=1;制.uintset_light_time=2;問，單位是500usuintset_power_time=10;間，單左是1£分別為：定時(shí)

30、器溢出次數(shù)、使用臺(tái)電源檢測(cè)時(shí)間、防近視延時(shí)時(shí)間用眼提示時(shí)間，單位是1s防近視提示時(shí)間，單位是1s/用來暫存IE1/防近視記時(shí)啟動(dòng)標(biāo)志/因?yàn)槭?路AD,所/遙控設(shè)置的pwmh值/0是遙控控制，1是電位器或光敏電阻控設(shè)置亮度檢測(cè)時(shí)設(shè)置電源檢測(cè)時(shí)ucharbdataSR0_L;ucharbdataSR0_H;ucharbdataSR1;sbitCMD=SR0_LA0;sbitPU=SR0_LA2;sbitEOM=SR0_LA3;sbitINTT=SR0_LA4;sbitRDY=SR1A0；sbitPLAY=SRW2;sbitREC=SRW3;sbitERASE=SR1A1；/SR0寄存器/SR1寄存

31、器/SPI指令錯(cuò)誤標(biāo)志位/上電標(biāo)志位/EOM標(biāo)志位/操作完成標(biāo)志位/準(zhǔn)備接收指令標(biāo)志位/播放標(biāo)志位/錄首標(biāo)志位/擦除標(biāo)志位/*/sbitout=P3A0;sbitt1=P1A2;sbitt2=PW3;sbitpower_green=P3A4;接線/LED輸出設(shè)置提示時(shí)間的鎖存開關(guān)/電源的2個(gè)狀態(tài)燈sbitpower_yellow=P3A5;sbitSS=P1A7;sbitSCK=P1A6;sbitMOSI=P1A5;sbitMISO=P1A4;sbitr0=P3A2;sbitr1=P2A1;sbitr2=P2A2;sbitr3=P2A3;/語音模塊接線遙控接收A端遙控接收B端遙控接收C端遙控接

32、收D端/*voidFeed()(WDT_CONTR=0x34;間：629.1ms)voidDelay(uintk)(uinti;while(-k)for(i=0;i<120;i+);)voidDelayus(uintk)while(-k);看門狗函數(shù)不在空閑模式時(shí)計(jì)數(shù)，溢出時(shí)/延時(shí)程序/us級(jí)延時(shí)程序ISD1700.HucharISD_SendData(ucharDATA)(uchari,BUF_ISD=DATA;SCK=1;SS=0;Delayus(4);for(i=0;i<8;i+)(SCK=0;Delayus(2);if(BUF_ISD&0x01)MOSI端口MOSI

33、=1;/初始條件使能ISD1700的SPI/延時(shí)發(fā)送&接收8位數(shù)據(jù)將BUFISD中的最低位數(shù)據(jù)發(fā)送到elseMOSI=0;BUF_ISD>>=1;if(MISO)存在BUF_ISD/點(diǎn)勺最高位BUF_ISD|=0x80;SCK=1;Delayus(6);MOSI=0;return(BUF_ISD);/BUF_ISD右移一位逐個(gè)叁收MISO端口的數(shù)據(jù)。將數(shù)據(jù)/返回接收到的數(shù)據(jù)voidISD_PU()(ISD_SendData(0x01);ISD_SendData(0x00);SS=1;令I(lǐng)SD1700上電voidISD_PD()(ISD_SendData(0x07);ISD_

34、SendData(0x00);SS=1;令I(lǐng)SD1700掉電voidISD_STOP()/令I(lǐng)SD1700停止當(dāng)前工作(ISD_SendData(0x02);ISD_SendData(0x00);SS=1;voidISD_RD_Status()讀取ISD1700狀態(tài)(ISD_SendData(0x05);ISD_SendData(0x00);ISD_SendData(0x00);Delayus(2);SR0_L=ISD_SendData(0x05);SR0_H=ISD_SendData(0x00);SR1=ISD_SendData(0x00);SS=1;voidISD_CHK_Mem()檢查I

35、SD170CM形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(ISD_SendData(0x49);ISD_SendData(0x00);SS=1;voidISD_CLR_Int()清楚中斷和EOM位(ISD_SendData(0x04);ISD_SendData(0x00);SS=1;voidISD_SET_Play(ucharsl,sh,el,eh)/選址播放聲音片段(一一ISD_SendData(0x80);ISD_SendData(0x00);ISD_SendData(sl);ISD_SendData(sh);ISD_SendData(el);ISD_SendData(eh);SS=1;/對(duì)APC寄存器進(jìn)行寫數(shù)據(jù)void

36、ISD_WR_APC2(ucharapcdatal,apcdatah)ISD_SendData(0x65);ISD_SendData(apcdatal);ISD_SendData(apcdatah);SS=1;/ISD1700初始化voidISD_Init()SS=1;SCK=1;MOSI=0;doISD_PU();Delay(50);ISD_RD_Status();while(CMD|(!PU);ISD_WR_APC2(0x40,0x00);doISD_RD_Status();while(RDY=0);voidISDWORK_Play(ucharnum)ISD_Init();ISD_CHK_

37、Mem();if(num=1)段/播放指定聲音片段初始化ISD1700芯片/檢查環(huán)形存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)調(diào)用用眼時(shí)間提示語音片ISD_CLR_Int();doISD_RD_Status();while(RDY=0);Delay(5);ISD_SET_Play(0x20,0x00,0x77,0x00);doISD_RD_Status();while(PLAY=1);ISD_CLR_Int();if(num=2)段ISD_CLR_Int();doISD_RD_Status();while(RDY=0);調(diào)用電源電量提示語音片調(diào)用防近視提示語音片段/ISD1700掉電Delay(5);ISD_SET_Play(

38、0x79,0x00,0xd0,0x00);doISD_RD_Status();while(PLAY=1);ISD_CLR_Int();if(num=3)ISD_CLR_Int();doISD_RD_Status();while(RDY=0);Delay(5);ISD_SET_Play(0x20,0x01,0xd0,0x01);doISD_RD_Status();while(PLAY=1);ISD_CLR_Int();ISD_PD();/中斷初始化函數(shù)/T0為50ms定時(shí)/T1作為PWM的頻率，開中斷，T0和T1運(yùn)行設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，T0開外部中斷1,設(shè)置下/初始化紅外延時(shí)設(shè)置提示時(shí)間函數(shù)/喂狗四

39、種狀態(tài)，四個(gè)提示時(shí)/AD轉(zhuǎn)換函數(shù)設(shè)置P1.1口和/1000,0000打開/延時(shí)20ms/1110,0000消/設(shè)置當(dāng)前通道臺(tái)燈.C#include"MYSTC12C5410AD.H"#include"ISD1700.H"voidInit()Feed();TMOD=0x21;TH0=(65536-50000)256;TL0=(65536-50000)%256;TH1=(65536-500)256;TL1=(65536-500)%256;為2KHzET0=1;TR0=1;ET1=1;TR1=1;PT0=1;PT1=1;和T1優(yōu)先EX1=1;IT1=1;降沿觸

40、發(fā)sec1=0;voidKey()Feed();if(t2=0&&t1=0)set_time=60;問if(t2=0&&t1=1)set_time=30;if(t2=1&&t1=0)set_time=90;if(t2=1&&t1=1)set_time=120;ucharADC(ucharadcvcc)Feed();P1M0=0x03;P1M1=0x03;P1.0口為開漏模式ADC_CONTR|=0x80;A/D轉(zhuǎn)換1源Delay(10);ADC_CONTR&=0xE0;ADC_FLAG,ADC_START口低3位ADC_C

41、ONTR=ADC_CONTR&0xf8|adcvcc;Delay(10);達(dá)到穩(wěn)定ADC_DATA=0;果寄存器ADC_CONTR|=0x08;1000ADCS=1,啟動(dòng)轉(zhuǎn)換do;while(ADC_CONTR&0x10)=0);轉(zhuǎn)換結(jié)余ADC_CONTR&=0xE7;ADC_FLA(J口ADC_START,停止A/D轉(zhuǎn)換returnADC_DATA;/延時(shí)使輸入電壓/清A/D轉(zhuǎn)換結(jié)/0000,/0001,0000等待A/D/1110,0111消/返回轉(zhuǎn)換結(jié)果voidPower_Light(ucharpower_data)/檢測(cè)電源狀態(tài)函數(shù)if(power_data&l

42、t;=0xff&power_data>0xbd)power_green=0;power_yellow=1;/5V至U3.7V,綠燈亮if(power_data<=0xbd&power_data>0xa3)power_green=1;power_yellow=0;3.7V至U3.2V,黃燈亮if(power_data<=0xa3)power_green=1;power_yellow=1;/3.2V以下,燈全滅ISDWORK_Play(2);/語音提示電量不足voidLight_Light()/LED亮度調(diào)節(jié)函數(shù)if(light_flag)if(ADC(0)

43、<=0x28)/0.8伏以下屏蔽control_pwmh=pwmh=0x28;elsecontrol_pwmh=pwmh=ADC(0);將AD轉(zhuǎn)換結(jié)果送給pwm的高電平個(gè)數(shù)一elsepwmh=control_pwmh;voidControl()(if(!r0)light_flag=1;if(r1)(pwmh=control_pwmh;sec1=300;if(r2)(if(control_pwmh>=255)light_flag=0;遙控控制亮度一else(light_flag=0;control_pwmh=pwmh;比值control_pwmh+;Delay(2);if(r3)(i

44、f(control_pwmh<=31)light_flag=0;else(light_flag=0;control_pwmh=pwmh;比值control_pwmh-;Delay(2);voidCheck()(Control();if(sec2>=set_light_time)(一一交由電位器或光敏控制亮度/防止關(guān)燈時(shí)亮度跳變關(guān)臺(tái)燈，進(jìn)入掉電模式如果占空比達(dá)到100%,就不變，交由交由遙控控制亮度/遙控的占空比值取臺(tái)燈的占空遙控的占空比值加1/延時(shí)交由遙控控制亮度/遙控的占空比值取臺(tái)燈的占空遙控的占空比值減1/延時(shí)/檢測(cè)亮度、電源、提示函數(shù)/檢測(cè)遙控信號(hào)sec2=0;Light_L

45、ight();清零臺(tái)燈亮度記時(shí)時(shí)間運(yùn)行亮度調(diào)節(jié)函數(shù))if(sec3>=set_power_time)(sec3=0;Power_Light(ADC(1);)if(sec>=set_time)(.sec=0;ISDWORK_Play(1);)if(IE0=0&eye_flag=1)eye_start=1;if(sec4>=eye_time)(.sec4=0;ISDWORK_Play(3);)清零電量記時(shí)時(shí)間運(yùn)行電源檢測(cè)函數(shù)清零用眼提示時(shí)間播放用眼提示聲音片段/開始防近視提示記時(shí)清零防近視記時(shí)時(shí)間/播放防近視提示聲音片段亮度逐漸變化函數(shù)，flag=1時(shí):/定義臨時(shí)變量/判

46、斷變亮還是變暗占空比逐漸變大，LED逐漸變/占空比逐漸變小，LED逐漸變voidAuto_Light(ucharauto_light_data,bitflag)逐漸變亮；flag=0時(shí)：逐漸變暗(uchart;if(flag)for(t=0;t<=auto_light_data;t+)(一一pwmh=t;Delay(2);Feed();亮)else(for(t=auto_light_data;t>0;t-)(pwmh=t;Delay(2);Feed();暗)ADC_CONTR=ADC_CONTR&0x00;關(guān)閉AD)voidmain()主函數(shù)，開了必要的中斷后進(jìn)入掉電模EA=1;IT0=1;EX0=1;Feed();Delay(20);PCON=0x02;)voidTime0()interrupt1TH0=(65536-50000)256;TL0=(65536-50000)%256;cnt+;if(cnt>=20