EDA课程设计多功能台灯.doc

EDA课程设计课程名称:课程设计І设计题目:多功能台灯院系: 电信学院班级:姓名: 学号: 同组人: 指导教师:设计时间:哈尔滨工业大学一、概述台灯是千家万户的必需生活电器。其中LED台灯以其光效高、工作电压低、能耗低、可控制好、无辐射的特点被广泛使用。同时,单片机也被广泛应用于各类电子器件中,完成相应的控制作用。本设计以51系列单片机为控制核心,来实现集多种功能于一体的电子台灯,设计系统时采用分模块的设计方法,分别设计了各个功能的单元模块,系统的硬件部分可分为单片机控制模块、光控模块、LED灯模块、定时模块、DA转换模块等五大部分。电路由按键输入控制相应设计功能,共能完成应急模式、自动模式、定时模式和手电模式四种模式。系统的软件部分用汇编语言来编程,实现了该设计的全部控制功能。该多功能台灯可以正常的开启和关闭(应急模式)、根据目前所在环境的光强和人体决定LED灯的逐渐开关(自动模式)、未操作一段时间自动关闭(定时模式)和单LED照明(手电模式)共四种功能。整个系统结构清晰明了,功能齐全,操作简单,具有很强的实用价值。 二、课程设计目的和意义(1)便携;采用电池供电,环保;保护视力,渐亮、渐灭的功能。(2)节能;低功耗,效率高,采用LED发光器件。(3)非接触式(卫生)红外式传感器、感应式传感器。(4)白天不亮夜里亮,有应急功能和手电功能。三、技术要求和主要功能(1)人体红外感应(2)渐亮,控制100个或2个LED灯任选一种。(3)渐灭,控制100个或2个LED灯任选一种。(4)白天不亮夜里亮,任意开关。(5)定时时间为0~1h,节能。(6)直流供电,四、相关说明和代替 考虑实际电路实际的简化以及为了方便调试,特做以下几点近似。近似对于课程设计的相关功能没有影响。(1)100个LED灯亮近似用9个LED灯亮代替(2)2个LED灯亮近似用1个LED灯亮代替(3)为方便仿真观察,定时时间用0~255s代替五、工作原理及仿真结果下图为设计的总电路,主要构成部件有:51单片机、DA转换器、拨码开关、开关、LED、译码器、寄存器等。(1)应急模式 在应急模式下,要求闭合开关就点亮9个LED灯、断开开关就会熄灭9个LED灯。 在实际设计中,按下K2按键可直接实现该功能。,,从而使9个LED灯点亮。,,从而使9个LED灯熄灭。(2)自动模式 在自动模式下,要求光控电路判定目前所在环境的光强度的强弱。如果当前环境光强度高于光控电路判为黑天的光强度或无人体时,灯不亮。同时此模式加入了渐亮渐灭功能。 在实际设计中,按下K1按键可直接实现该功能。在黑天且有人体时,光敏电阻较大,相连的与非门电平为高。则在按下K1按键时,与非门的另一输入端为高,因此输出为低,,,从而使8个LED灯点亮。,,从而使8个LED灯熄灭。在白天或无人体时,光敏电阻很小,因此相连的与非门输入端为低电平,则无论K1按键是否按下,与非门输出都为高,因此LED灯总是熄灭。 单片机同时控制选通DA转换器,使DA转换器输出一个从小到大或从大到小的电流,再由相应电路使电流转换成电压,从Vout输出至8个LED灯的阴极端。渐亮过程为Vout输出一个逐渐减小的电压,使LED两端电压逐渐增大,LED逐渐变亮。相反,渐灭过程为Vout输出一个逐渐增大的电压,使LED两端电压逐渐减小,LED逐渐变暗。如下图,无光源照射,且有人体情况,,该模块有四个引线,红黑为电源正极和电源负极,白蓝两线接入K1左右两端,上电后,,。其余情况电路断开,(3)定时模式 在定时模式下,分别预置开灯时间和关灯时间后相应地开启或关闭LED灯。在实际设计中,按下K4按键可直接实现该功能。,,单片机从P0口置入拨码开关设置的定时初值,并开启定时器,当定时器溢出后置位中断标志位,单片机执行中断子程序,,从而使8个LED灯熄灭。下图为按下K4按键时:下图为定时一段时间后:(4)手电模式 在手电模式下,要求闭合开关就点亮1个LED灯、断开开关就会熄灭1个LED灯。在实际设计中,按下K3按键可直接实现该功能。,