简易护眼灯设计(附件)
LED台灯是一种使用LED光源的绿色照明产品，并且是国家所推广使用的绿色照明产品之一。由于科学技术的进步，智能化的家用电器也变得大有可期。作为家用电器家庭中的一员，台灯，应该变得智能化和人性化。针对这一情况，本文提出了一种简易护眼灯的设计方案。所设计的台灯具有手动和自动控制功能。系统选择单片机STC89C52作为此台灯的控制中枢，此外还包括LED驱动模块、按键模块、光信号接收模块、电源模块等多个模块。
关键词 LED护眼台灯，PWM调节，自动调节
目 录
1 绪论 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 2
1.3??系统方案的提出 3
2 系统方案的选择 4
2.1??控制芯片的选择方案? 4
2.2??照明模块的选择? 5
3 硬件设计 6
3.1 单片机STC89C52芯片简介 7
3.2 电源电路 8
3.3 LED驱动电路 9
3.4 按键控制电路 10
3.5 自动控制电路 12
4 软件设计 15
4.1 主程序流程图 15
4.1 ADC0832模数转换流程图 16
5 调试 16
5.1 硬件调试 16
5.2 软件调试 17
5.3 调试过程 18
总 结 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A protel99se 原理图 24
附录B 主程序代码 25
1 绪论
1.1 前言
LED照明的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
另一种叫法是固态照明，是继第一代照明技术（白炽灯），第二代照明技术（荧光灯）之后的第三代照明技术。LED照明具有节能、安全、环保、使用简单等优点。
LED光源（又称固态光源）是一种很有发展潜力的新型光源。业界人员都相信，在不久的将来，LED照明技术能够取代传统的照明技术。LED照明技术的崛起，符合了国家“注重环境保护，节约节能坚持可持续发展战略”的主张，而且也极有可能是照明领域的一项革命。
LED(Light Emitting Diode)是一种可以将电能转化成光能的固态半导体器件，而LED台灯则是以LED（即发光二极管）作为照明光源的台灯。LED台灯具有非常光明的发展前景，它被国家政府作为绿色环保的产品来推广。LED台灯是一种典型的绿色照明产品。
随着科学技术的日益进步，人类社会发展水平的不断提高，人们对于健康、环保、节能等话题的关注度越来越高。照明则永远是人们的生活学习中所无法取代的部分。在我国，每年51859000兆瓦的用电量中，有6223000兆瓦（约12%）被用来提供照明。而每年照明用电量也是以3.44%/年的速度继续增长。如何更好地节约能源，是我们急需要解决的问题。照明器具的使用中产生的损耗，照明器具的生产中产生的废料，会对环境产生或多或少的影响。所以我们必需要妥善处理这些废料，否则这些废料会对环境造成一定的污染。在我国，百分之三十九的人存在着不同程度的视力缺陷问题，其中占总人数百分之三十左右的人则是由于用眼方式不合适而成为的近视。人们日益严重的视力问题，是困扰着我们的问题之一。使照明技术更加先进，能够保护视力，同样也是我们所需要解决的问题之一。
本文中的简易护眼台灯，则是采用光敏模块接受外界光信号，并且采用PWM技术对LED灯泡进行控制来进行光亮度自动调节的设计，并且以STC89C52单片机控制芯片作为台灯的控制中枢。此台灯还设置了手动控制按键功能。该LED台灯设计精简而易用，因为是采用了低功耗的LED作为光源，所以可以大大节省能源，延长灯泡的寿命，同时更适合我们用其来学习生活。
1.2 研究背景
在现代社会人们家庭生活必须的电器产品中，台灯已经牢牢占据了其中的一个席位。我国发电量的12%，大约100亿千瓦每小时，是作为照明用电来使用的。然而，极其庞大的能源浪费经常会因为人们忘记关灯而产生。螺旋节能灯、普通的白炽灯等是我国现在台灯照明中所普遍使用的光源。使用上述光源所制造的这些照明台灯的控制方式往往很单一，其中绝大多数只限于使用开关来手动控制暗灭，无法进行连续的亮度调节，更不用说更高级的自动调节。在夜晚摸黑开灯，不仅非常不方便，而且也是非常危险的。在这个现代智能家居日益普及的年代，普通的台灯显得如此的格格不入，并且也与现代家居方便快捷智能的设计理念背道而驰。
LED被称为二十一世纪的新型光源。LED光源具有能耗低的优点，而且LED工作电压低、辐射低、可控制性好，这些特性都让它显得十分安全环保。由于LED光源寿命长，它的使用时间大约能够到十万小时，所以其环保可持续的特性也十分突出。用环保且不会产生污染物的LED光源所制作的台灯来取代而今普遍使用的白炽灯和荧光灯可以有效的解决因能源紧缺而造成的电价高、环境污染严重等问题。
由于交流电是传统的台灯的光源所普遍使用的电源，所有会有频闪问题产生，每秒100-120次的频闪会对我们的阅读造成一定的影响。而LED光源则是采用交流电转变而成的直流电作为电源，所以并不会产生频闪，而且因为LED光源的光谱几乎全部集中在人们可见的光频段，所以其发光效率极高，可达80-90%。由此可见LED灯能够对我们的眼睛进行更好的保护，相比于传统光源，其产生的灯光环境更加温和。
随着我国国民对读书的重视，近视人群成为了我国国民视力问题人群中的主要组成部分。我国的近视率已经是全球第二，而且由于我国人口基数巨大，近视的人口数量却因为30%的近视率而成为了全世界第一。看书时间过长、在阳光下看书、在摇晃的车厢内看书、学习时坐姿不准确这些不健康的用眼习惯是引起近视的主要原因。
解决以上问题迫在眉睫。
1.3??系统方案的提出
为了提高电能的利用率，我们采用LED光源来照明；为了实现自动调光来进行视力保护，我们采用微处理器来控制整个电路。既然基本方案已经提出了，所以这个有多项功能的安全环保的智能台灯的制作也就有了可行性。
1.3.1??LED优势?
与普通的照明器具相比较，LED照明器具具有以下几项显著的优点：?
较长的使用寿命。白炽灯的发光机理是：当我们给白炽灯进行通电时，白炽灯中的钨丝中会有电流流过，这不仅能使钨丝发光，而且也会产生相当多的热量。由于钨丝在发光的同时会受到同样长时间的加热，所以老化或者烧断这些现象就会很容易的在钨丝身上出现。若是白炽灯使用的时间过长，它就会报废。而发光二极管（LED）是由两个电极、PN结晶片、和光学体系所组成的，它的发光原理则也是因为这些特殊的结构而变得与普通灯泡大相径庭。若是正向偏置电压被加在发光二极管的电极两头，电路中的空穴与电子会分别进入发光二极管中的P区和N区中。此时，发光二极管中多半的载流子与未达到平衡条件的少量载流子会发生复合现象。光能便是由过剩的能量以光子辐射的形式转变而成的，载流子的不断移动会让二极管发光，所以老化或烧断等现象不会在发光二极管身上出现。因此，发光二极管有着长达十万小时的使用寿命。?
（7）使用灵活。LED的颜色可以根据外部透明塑料的颜色进行随意搭配。因为LED灯泡体积小，发热低，所以其照明方式也可以根据人们的需要进行灵活的搭配。
1 绪论 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 2
1.3??系统方案的提出 3
2 系统方案的选择 4
2.1??控制芯片的选择方案? 4
2.2??照明模块的选择? 5
3 硬件设计 6
3.1 单片机STC89C52芯片简介 7
3.2 电源电路 8
3.3 LED驱动电路 9
3.4 按键控制电路 10
3.5 自动控制电路 12
4 软件设计 15
4.1 主程序流程图 15
4.1 ADC0832模数转换流程图 16
5 调试 16
5.1 硬件调试 16
5.2 软件调试 17
5.3 调试过程 18
总 结 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
附录A protel99se 原理图 24
附录B 主程序代码 25
1 绪论
1.1 前言
LED照明的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
另一种叫法是固态照明，是继第一代照明技术（白炽灯），第二代照明技术（荧光灯）之后的第三代照明技术。LED照明具有节能、安全、环保、使用简单等优点。
LED光源（又称固态光源）是一种很有发展潜力的新型光源。业界人员都相信，在不久的将来，LED照明技术能够取代传统的照明技术。LED照明技术的崛起，符合了国家“注重环境保护，节约节能坚持可持续发展战略”的主张，而且也极有可能是照明领域的一项革命。
LED(Light Emitting Diode)是一种可以将电能转化成光能的固态半导体器件，而LED台灯则是以LED（即发光二极管）作为照明光源的台灯。LED台灯具有非常光明的发展前景，它被国家政府作为绿色环保的产品来推广。LED台灯是一种典型的绿色照明产品。
随着科学技术的日益进步，人类社会发展水平的不断提高，人们对于健康、环保、节能等话题的关注度越来越高。照明则永远是人们的生活学习中所无法取代的部分。在我国，每年51859000兆瓦的用电量中，有6223000兆瓦（约12%）被用来提供照明。而每年照明用电量也是以3.44%/年的速度继续增长。如何更好地节约能源，是我们急需要解决的问题。照明器具的使用中产生的损耗，照明器具的生产中产生的废料，会对环境产生或多或少的影响。所以我们必需要妥善处理这些废料，否则这些废料会对环境造成一定的污染。在我国，百分之三十九的人存在着不同程度的视力缺陷问题，其中占总人数百分之三十左右的人则是由于用眼方式不合适而成为的近视。人们日益严重的视力问题，是困扰着我们的问题之一。使照明技术更加先进，能够保护视力，同样也是我们所需要解决的问题之一。
本文中的简易护眼台灯，则是采用光敏模块接受外界光信号，并且采用PWM技术对LED灯泡进行控制来进行光亮度自动调节的设计，并且以STC89C52单片机控制芯片作为台灯的控制中枢。此台灯还设置了手动控制按键功能。该LED台灯设计精简而易用，因为是采用了低功耗的LED作为光源，所以可以大大节省能源，延长灯泡的寿命，同时更适合我们用其来学习生活。
1.2 研究背景
在现代社会人们家庭生活必须的电器产品中，台灯已经牢牢占据了其中的一个席位。我国发电量的12%，大约100亿千瓦每小时，是作为照明用电来使用的。然而，极其庞大的能源浪费经常会因为人们忘记关灯而产生。螺旋节能灯、普通的白炽灯等是我国现在台灯照明中所普遍使用的光源。使用上述光源所制造的这些照明台灯的控制方式往往很单一，其中绝大多数只限于使用开关来手动控制暗灭，无法进行连续的亮度调节，更不用说更高级的自动调节。在夜晚摸黑开灯，不仅非常不方便，而且也是非常危险的。在这个现代智能家居日益普及的年代，普通的台灯显得如此的格格不入，并且也与现代家居方便快捷智能的设计理念背道而驰。
LED被称为二十一世纪的新型光源。LED光源具有能耗低的优点，而且LED工作电压低、辐射低、可控制性好，这些特性都让它显得十分安全环保。由于LED光源寿命长，它的使用时间大约能够到十万小时，所以其环保可持续的特性也十分突出。用环保且不会产生污染物的LED光源所制作的台灯来取代而今普遍使用的白炽灯和荧光灯可以有效的解决因能源紧缺而造成的电价高、环境污染严重等问题。
由于交流电是传统的台灯的光源所普遍使用的电源，所有会有频闪问题产生，每秒100-120次的频闪会对我们的阅读造成一定的影响。而LED光源则是采用交流电转变而成的直流电作为电源，所以并不会产生频闪，而且因为LED光源的光谱几乎全部集中在人们可见的光频段，所以其发光效率极高，可达80-90%。由此可见LED灯能够对我们的眼睛进行更好的保护，相比于传统光源，其产生的灯光环境更加温和。
随着我国国民对读书的重视，近视人群成为了我国国民视力问题人群中的主要组成部分。我国的近视率已经是全球第二，而且由于我国人口基数巨大，近视的人口数量却因为30%的近视率而成为了全世界第一。看书时间过长、在阳光下看书、在摇晃的车厢内看书、学习时坐姿不准确这些不健康的用眼习惯是引起近视的主要原因。
解决以上问题迫在眉睫。
1.3??系统方案的提出
为了提高电能的利用率，我们采用LED光源来照明；为了实现自动调光来进行视力保护，我们采用微处理器来控制整个电路。既然基本方案已经提出了，所以这个有多项功能的安全环保的智能台灯的制作也就有了可行性。
1.3.1??LED优势?
与普通的照明器具相比较，LED照明器具具有以下几项显著的优点：?
较长的使用寿命。白炽灯的发光机理是：当我们给白炽灯进行通电时，白炽灯中的钨丝中会有电流流过，这不仅能使钨丝发光，而且也会产生相当多的热量。由于钨丝在发光的同时会受到同样长时间的加热，所以老化或者烧断这些现象就会很容易的在钨丝身上出现。若是白炽灯使用的时间过长，它就会报废。而发光二极管（LED）是由两个电极、PN结晶片、和光学体系所组成的，它的发光原理则也是因为这些特殊的结构而变得与普通灯泡大相径庭。若是正向偏置电压被加在发光二极管的电极两头，电路中的空穴与电子会分别进入发光二极管中的P区和N区中。此时，发光二极管中多半的载流子与未达到平衡条件的少量载流子会发生复合现象。光能便是由过剩的能量以光子辐射的形式转变而成的，载流子的不断移动会让二极管发光，所以老化或烧断等现象不会在发光二极管身上出现。因此，发光二极管有着长达十万小时的使用寿命。?
（7）使用灵活。LED的颜色可以根据外部透明塑料的颜色进行随意搭配。因为LED灯泡体积小，发热低，所以其照明方式也可以根据人们的需要进行灵活的搭配。
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