多功能节能健康护眼灯设计

    王颖　陈梁洁　丁孟飞

    

    摘要：本文设计一种多功能节能健康护眼灯，它主要是以STC12C5410AD单片机为核心结合传感器、PT4115、LCD12864等模块实现了具有自动开、关，自动调光及手动调光切换，娱乐MP3，设定学习时间，万年历等功能的健康护眼灯。它满足了人们在电子技术的发展和人民生活水平的不断提高的今天，对与智能化、一体化的电子装置越来越高的要求。

    关键词：单片机；PT4115；LED调光驱动电路

    台灯已是千家万户的必需生活电器，经常由于无法合理的控制灯亮度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kW/h），现在各式各样的台灯层出不穷，功能也越来越强大，但是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，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，也不具有定时和显示时间等功能。针对现有台灯的不足进行创新设计与研究，该设计以STC12C5410AD单片机为核心，综合运用PWM调光等技术，设计制作出智能型多功LED台灯。该台灯具有自动开、关，自动调光及手动调光切换，娱乐MP3，设定学习时间，万年历等功能，综合设计出节能环保的智能型LED台灯。

    1 基于GPRS的智能家居环境监测控制系统设计

    整个智能台灯系统是以PT4115调光驱动芯片组成的驱动电路，以STC12C5410AD单片机为控制器，控制PWM调光，同时以按键输入控制时钟，控制定时时间，最后通过蜂鸣器报警，达到定时的功能，还可以通过LCD显示电路，显示由单片机控制的当前时间，达到了万年历的作用，另外还附加有MP3播放模块，起到了娱乐的功能。整个系统框图如图1所示。

    2 系统硬件组成

    硬件整体设计主要由6部分组成：电源部分、MCU模块、液晶显示模块、MP3播放模块、报警模块、LED调光驱动电路。STC12C5410AD是宏晶科技公司生产的新一代增强型8051单片机，工业80C51产品指令和引脚完全兼容。和传统的AT89S51相比，它是1时钟，机器周期的运行速度，比普通8051快8-12倍，电压范围宽可以在5.5V-3.8V电压范围内工作；工作频率最高可达35MHz；集成了10K的片内Flash存储器，允许程序存储器在系统可编程，也适用于常规编程器，并支持在应用中编程，无需专用编程器；片内集成8通道的10位ADC和4路PWM。PT4115是一款连续电感电流导通模式的非隔离降压恒流源，适合绿色照明LED灯的驱动电路；它采用频率抖动技术有效地改善EMI；PT4115内部设置了过温保护功能（TSD），以保证系统稳定可靠的工作。

    3 系统软件组成

    本系统的单片机使用了功能强大的STC12C5410AD。主程序中不仅完成了系统初始化和开始的显示部分，然后就进入待机模式。其他功能模块都在中断服务子程序中完成。当产生中断时，MCU被唤醒并执行相应的中断服务子程序，从中断子程序返回后，系统又进入到待机模式，并关闭显示设备，节省电量。整个程序的设计使系统在绝大多数时间都处于最低功耗状态。整个程序采用C语言编写，采用模块化的设计方式，把各个模块相关的程序放在一个文件中，便于分块调试和管理，压缩调试周期，增加了程序的可移植性和可剪裁性。

    4 小结

    本文设计一种多功能节能健康护眼灯，它主要是以STC12C5410AD单片机为核心结合传感器、PT4115、LCD12864等模块实现了具有自动开、关，自动调光及手动调光切换，娱乐MP3，设定学习时间，万年历等功能的健康护眼灯。它满足了人们在电子技术的发展和人民生活水平的不断提高的今天，对与智能化、一体化的电子装置越来越高的要求。