摘要

LED台灯作为LED绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品。随着时代发展，节能环保、健康与人们的日常生活变得密不可分，科技的进步，也使家电更加智能化和人性化。台灯作为家电中基础的，也是必不可少的，所以，提出PWM调光灯设计。

该设计是以STC89C51RC单片机为控制核心的集多种功能于一体的智能LED台灯。该台灯实现了光亮度具有手动、自动两种调节方式；具有呼吸模式功能，还具有红外遥控功能。硬件设计部分分为单片机控制模块、按键模块、照明模块、光敏模块、LED指示模块、遥控模块等多个部分。单片机主控制芯片选用STC89C51RC，LED指示模块选用三种不同颜色的小LED来指示不同的工作模式，通过按键模块来调整工作模式和LED的亮度，照明模块选用12草帽型白光LED，光敏模块选用ADC0809芯片实现对光敏信号的采集，并利用PWM调光技术对LED进行光度的自动调节。可以通过红外遥控远距离无线遥控，通过单片机C语言编程进行软件设计，综合实现了全部控制功能。

关键词

LED台灯 光度 PWM调光 自动调节

Abstract

LED lamp as LED green lighting products, as the country to promote the use of green lighting products. With the development of the times,energy saving and environmental protection, health and the peopledaily life are inseparable, the progress of science and technology,also makes home appliances more intelligent and humanized. The lamp as home appliances based, so is also essential,, put forward PWM dimming the lights design.

The design is based on STC89C51RC SCM as control core and multi functions in one of the intelligent LED lamp. The table lamp realizes the brightness with manual, automatic two types of regulation;respiratory mode function, but also has the function of infrared remote control. The design of the hardware part consists of MCU control module, keyboard module, lighting module, photosensitive module,LED module, remote control module instruction. The MCU main control chip STC89C51RC, LED indicating module with three kinds ofdifferent colors of small LED to indicate different working modes,brightness through the key module to adjust the working mode and the LED lighting module, using 12 straw hat type white LED,photosensitive module uses ADC0809 chip implementation of a signal acquisition, automatic regulation and luminosity of LED using PWM dimming technology. Through the infrared remote control, wireless remote control, software design of the MCU C language programming,integrated control functions are realized by.

Key word

LED lamp dimming automatically adjust luminosity of PWM

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目录

第1章 绪论.................................................................................................................. 5 1.1 课题研究背景......................................................................................................... 5 1.2 系统方案的提出..................................................................................................... 5

1.2.1 LED优势 ...................................................................................................... 5 1.2.2 方案简述....................................................................................................... 6 第2章 系统方案的选择............................................................................................... 7 2.1 控制芯片的选择方案............................................................................................. 7

2.1.1 STC89C51RC ............................................................................................... 7 2.1.2 AVR单片机 .................................................................................................. 7 2.1.3 FPGA ............................................................................................................ 8 2.1.4 主控制芯片的确定....................................................................................... 8 2.2 照明模块的选择..................................................................................................... 8

2.2.1 三极管驱动................................................................................................... 8 2.2.2 PWM芯片控制 ............................................................................................ 9 2.2.3 照明方案的确定......................................................................................... 10 2.3 遥控模块的选择................................................................................................... 10

2.3.1 超再生无线模块......................................................................................... 10 2.3.2 红外遥控.................................................................................................... 11 2.3.3 遥控方案的确定......................................................................................... 11 第3章 硬件设计........................................................................................................ 12 3.1 单片机STC89C51芯片简介............................................................................. 12 3.2 LED驱动电路 .................................................................................................... 16 3.3 按键控制电路....................................................................................................... 18 3.4 LED指示电路 .................................................................................................... 19 3.5自动控制电路........................................................................................................ 19

3.5.1 光敏电路................................................................................................... 20 3.5.2 ADC0809模数转换 ................................................................................. 20 3.6遥控电路................................................................................................................ 21 第4章 软件设计........................................................................................................ 23 4.1 Keil C51 .............................................................................................................. 23 4.2 Protel99SE .......................................................................................................... 23 4.3 程序流程图........................................................................................................... 25 第5章 调试................................................................................................................ 26 5.1 硬件调试............................................................................................................... 26 5.2 软件调试............................................................................................................... 26 第6章 总结................................................................................................................ 27 参考文献...................................................................................................................... 28 附录一：protel99se 原理图 ....................................................................................... 29 附录二：源程序.......................................................................................................... 30

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前言

LED照明又称固态照明，作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术，具有节能、环保、安全可靠的特点，固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源，代表照明技术的未来。发展新固态照明，不仅是照明领域的革命，而且符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。

LED台灯就是以LED(Light Emitting Diode)即发光二极管为光源的台灯，LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED台灯是典型的绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品，具有广阔的应用前景。

随着时代发展，节能、环保、健康等一系列话题被人们日益关注，照明是人们生活必不可少的一部分，我国年用电量5185.9万兆瓦，其中照明占到总用电量的12%，并且以每年3.44%的速度持续增长，如何更好地节约能源？作为照明，照明灯具的损耗，剩余材料丢弃，势必会造成环境的污染，如何才能使照明更加环保？据统计，我国39.3%的人有不同程度视力问题，由于不正确的用眼方式造成近视人数占到总人数的30%左右，因此用眼健康越来越被人重视。如何才能使照明更加健康，保护视力？

本文介绍了以STC89C51为控制核心，通过光敏电阻感应光度，并利用PWM调光技术对LED进行光度的自动调节。同时设置手动控制。该LED台灯电路简单，很大程度上节省电能，延长LED灯寿命，适宜阅读。

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

台灯已是千家万户的必需生活电器，经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费。在我国,照明耗电占年发电总量的12% (超过100亿千瓦每小时) , 现在的台灯绝大部分是采用普通的白炽灯、荧光灯、节能灯和螺旋节能灯 ,并且控制方式多采用手动开关,不能连续调节，更不能自动调节。当夜晚来临时，人们又摸黑去开灯，非常不方便，与现在家电的智能化，人性化，低碳设计理念相违背。

LED被认为是21世纪的照明光源。LED发光器件是冷光源，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80～90%，并且传统的台灯中的光源体使用的是交流电，所以每秒钟会产生100－120次的频闪。LED灯是把交流电直接转换为直流电，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中国约30%的人有不同程度的视力问题，其中近视是主要问题，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，如看书的光线不在正常范围时，学习时的坐姿不正确等。

解决以上问题迫在眉睫。

1.2 系统方案的提出

通过采用LED照明，提高电能利用率，利用传感器检测，微处理器控制，实现自动调光、视力保护、安全合理多项功能的智能台灯。

1.2.1 LED优势

相较于普通照明，LED照明有以下主要优点：

（1）较长的使用寿命。白炽灯的发光机理是：通电时，电能流过发光钨丝，产生热能，使钨丝加热发光。因此，当经过相当长时间加热，钨丝就会发生老化甚至烧断，那么，白炽灯的寿命也就告终了。发光二极管（LED）的发光机理是由它的特殊结构决定的，它是由PN结晶片、两个电极和光学系统构成，当在电极两端加上正向偏置电压时，空穴和电子分别被注入到P区和N区，非平衡少数载流子和多数载流子发生复合，多余的能量以辐射光子的形式转化为光能，二极管是依赖于载流子的不断移动发光的，所以不存在老化或烧断，它的发光寿命可长达5~10万小时。

（2）发光效率高。实验测定，当LED通电发光时，可以把10%左右的电能转成光能，而普通白炽灯的转化效率仅有7%~8%，所以，当需要达到同等的照明效果时，LED灯比普通白炽灯更节能。

（3）发光响应速度快。LED灯的响应时间为10-7~10-9S，具有很好的高频特性，能显示脉冲信号，而白炽灯响应时间在ms级，高频特性差； （4）发光有较强的方向性，适用于定向照明。

（5）易控制。LED驱动可采用模拟调光、PWM脉宽调制、TRICA双向晶闸管调光方式、

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