基于单片机的LED照明灯智能调光系统设计
2017-05-16陈红友王晓冬
陈红友+王晓冬
摘 要：随着智能家居的发展，智能调光技术开始大量应用于生活，而社会也对灯光的亮灯率、开关灯的准确性以及故障检测的实时性和高效性等问题提出了更高的要求。本设计以STC89C52单片机作为主控芯片，结合模数转换系统，通过光敏电阻对光源信号进行采集并可通过PWM对发光系统进行调光，通过对功能模式的切换，可满足不同情况下自动、手动或呼吸模式的切换，从而满足使用者对光源强度的要求。经过软硬件的系统调试，本设计能够实现自动调光功能，且效果理想。
关键词：智能调光；光敏电阻；STC89C52单片机；PWM
中图分类号：TP212.9；TP274+.2 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）04-0-02
0 引 言
家庭照明已不仅仅局限于生活照明，更发展成为家庭灯光装饰，以及生活时尚、新颖的标志，是年轻一族对生活高品质追求的象征。本文设计的LED智能调光系统从照明理念、照明质量、照明方式、照明工作模式等方面出发，对LED智能调光系统进行了一次全面系统的分析设计，并对其工作模式进行改进，使其更符合不同环境下对光照强度的不同要求与社会发展的需求，以其更人性化的设计紧跟时代发展潮流。
1 系统总体设计方案
1.1 系统整体框架图
本设计采用STC89C52和相关光电检测设备通过ADC0832进行模数转换，实现了根据周围环境的实际光照强度通过单片机芯片的P0口直接控制灯光的功能。即在周围环境较亮的情况下，灯光会变弱甚至熄灭。而在周围光线较暗的情况下，灯的光线较强。同时也可以手动控制灯光亮度。系统整体框架如图1所示。
1.2 系统原理图
本设计以STC89C52单片机作为主控芯片，结合模数转换系统，通过光敏电阻对光源信号进行采集并通过PWM对发光系统进行调光，同时设计了5 V直流电源对整个电路供电。在设计中通过对功能模式的切换，可满足不同情况下自动、手动或呼吸模式的切换，从而满足使用者对光源强度的需求。系统原理图如图2所示。
2 软件整体设计方案
2.1 主程序设计
主程序调用了4个子程序，即按键处理程序、ADC0832转换程序、红外处理程序、液晶显示程序。
（1）按键处理程序：改变单片机的输出模拟量，控制LED灯的光照。
（2）ADC0832转换过程：对光敏电阻采集到的模拟量进行模数转换，然后传输给STC89C52。
（3）红外处理程序：与按键处理程序基本相同。
（4）液晶显示程序：对采集到的A/D转换数值进行采集，同时采集PWM值。
主程序流程图如图3所示，按键输入信号流程如图4所示。
2.2 部分程序代码
如下所示为利用通过控制单片机输入端口信号来达到对LED灯光强度调节的目的。程序如下所示：
void key（） //按键控制
{
if（！key_1|irbyte[2]==0x0c）
{
=delay（888）；
deal_with（）；
if（！key_1|irbyte[2]==0x0c）
{
while（！key_1|irbyte[2]==0x0c）//判断按键释放
qing（）；
deal_with（）；
}
state=（state+1）%3；
if（state==0）
{
led_1=0；
led_2=led_3=1；
}else if（state==1）
{
led_2=0；
led_1=led_3=1；
scale=0；
}else
{
led_3=0；
led_1=led_2=1；
scale=0；
}
}
}
if（state==1）
{
if（！key_2|irbyte[2]==0x18）
{
delay（888）；
deal_with（）；
if（！key_2|irbyte[2]==0x18）
{
while（！key_2|irbyte[2]==0x18）
{
qing（）；
deal_with（）；
}
if（scale>=40） scale=0；
else scale+=4；
qing（）；
deal_with（）；
}
}
if（！key_3|irbyte[2]==0x5e）
{
delay（888）；
deal_with（）；
if（！key_3|irbyte[2]==0x5e）
{
while（！key_3|irbyte[2]==0x5e）
{
qing（）；
deal_with（）；
}
if（scale==0|scale>100） scale=40；
else scale-=4；
qing（）；
deal_with（）；
}
}
}
}
3 系统实现效果分析
本设计选用光敏电阻收集模拟信号，经模数转换装置获得适宜的脉冲后，由单片机处理进行LED灯的光照强度调节。
将产品的使用效果通過液晶显示屏将采集到的A/D数值和PWM数值进行实际展示。按下K1按键，模式指示灯绿灯亮，LED智能照明灯进入第一种工作模式——自动模式。
当第二次按下K1按键时，模式指示灯黄灯亮，该产品进入第二种工作模式——手动模式。在手动模式下，LED灯的亮度分为十个等级。
当第三次按下K1按键时，模式指示灯红灯亮，本产品进入第三种工作模式——呼吸模式。手动模式仿真图如图5所示。
4 结 语
从测试结果可以看出，使用PWM波的占空比可有效调节LED照明灯亮度，通过手动模式，自动模式，呼吸模式等可实现对LED照明灯光照强度的智能调节。
参考文献
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