LED多功能臺燈

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，推進技術的發展，團隊著手研究多功能LED臺燈，該臺燈具有亮度自動調節、時間顯示、鬧鈴提醒等功能。總體的設計思路是模塊化：單片機控制、溫度、時鐘、按鍵、臺燈、鬧鈴、顯示等七個模塊。單片機主控芯片是選用STC89C52，用LCD1602C液晶來顯示溫度、萬年歷，按鍵模塊是對日期、LED亮度、時間等內容進行較為準確的調整，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現，溫度傳感器選用DS18B20。軟件設計是用C語言編寫，由單片機來實現全部控制功能。

關鍵詞：單片機；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，國內市場燈具類型主要有：白熾燈，節能燈，LED燈；LED臺燈的光源是體積小、耗電低的發光二極管，具備使用壽命長、環保無毒、可靠安全等多種優點[1]。然而當前市面上的不少LED照明設備因為受到使用的材料、制造技術及成本因素的限制，并沒有很好展示它的優點。

歐洲的一些國家的燈具產品一直引領世界的潮流，像意大利的臺燈設計除了體現產品的內在性能質量，還注重人對產品在情感上的共鳴。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品的發展也躋身世界前列。

隨著經濟的發展，人們對物質生活提出了更高的要求。現在市場上大批量的生產產品已經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。傳統的燈具產品很少有燈具前景，為了改變現狀，我們在原來基礎上增加了個性化的需求，優化了燈具的結構和功能。

1 系統總體設計

圖1為本次設計的系統硬件結構框圖，控制核心是采用美國STC公司生產的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flash存儲器。STC89C52雖然使用了MCS-51內核，由于做了很多的改進使得芯片相比傳統51單片機增加了許多優良功能從而得到人們的廣泛使用。本設計通過光敏器件將外部信號轉化為電信號、單片機編寫軟件從而輸出不同的PWM占空比，進而實現對LED燈的自動調節。溫度傳感器是由美國DALLAS公司生產的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計的一部分。顯示模塊用一塊LCD1602顯示屏顯示萬年歷、溫度，以及PWM級數。

2 系統硬件設計

2.1 單片機主控模塊[2]

本多功能臺燈的主控設計是基于STC89C52芯片來實現，由晶振電路和復位電路兩部分組成。

2.2 恒流驅動模塊[3]

本設計的LED 選用PT4115恒流芯片驅動。該芯片適合用于綠色照明LED燈的驅動電路，能夠驅動一顆或者多顆串并聯的LED燈，且應用于電路具有非常簡潔的優點，符合本電路的設計需求。

2.3 時鐘模塊

本設計采用DS1302時鐘芯片，采用內置電源的時鐘模塊，可以在斷電的情況下依然保持計數，時間不會隨著斷電而改變。

2.4 液晶顯示模塊

本設計要求可以顯示時間、日歷、燈光亮度和溫度，由于LCD1602液晶能顯示簡單的字符，滿足本設計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。

2.6 蜂鳴模塊

蜂鳴器模塊用于產生鬧鐘的報警聲音和按鍵的聲音，聲音的控制由單片機通過軟件實現。

2.7 按鍵模塊

按鍵控制由S2～S6五個按鍵構成，分別為：S2時間設置按鍵、S3數值增大按鍵、S4數值減小按鍵、S5鬧鐘設置按鍵及S6亮度調節按鍵。

3 系統軟件設計[5]

系統主程序包括系統初始化程序（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設置）、按鍵檢測和處理程序、時鐘數據讀取與處理程序、溫度數據采集、讀取與處理程序、液晶顯示程序、鬧鐘判斷和處理程序、PWM調光處理程序等。在程序中設置時鐘鬧鐘，鬧鐘一次，時鐘芯片IRQ引腳觸發外部中斷0，進入中斷程序設置時鐘=1主程序報警器報警。

4 結束語

本多功能臺燈將單片機技術與我們生活中的臺燈進行了有機的結合，既可以僅僅開一個臺燈就能知道有關日歷、溫度等諸多的相關信息而且還可以根據個人的習慣、喜好和所處的環境調節光的亮度，保護使用者用眼舒適的同時還可以盡可能的節省用電。本設計電路簡單、功能較為完備，而且系統性能穩定、易于擴展、性價比高，可以推廣應用。

參考文獻

[1]毛興武.新一代綠色光源LED及其應用技術[M].北京：人民郵電出版社，2008，1.

[2]高衛東.51單片機原理與實踐[D].北京：北京航空航天大學，2011.

[3]閆崇光.LED燈低電壓驅動技術[Z].2008，3.

[4]易麗華.基于AT89C51單片機與DS18B20的溫度測量系統[Z].

2009，3.

[5]周航慈.單片機程序設計基礎[M].北京：北京航空航天大學出版社，1997，5.