課程設(shè)計(jì)多功能臺(tái)燈

1、EDA課程設(shè)計(jì)課程名稱：課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：多功能臺(tái)燈院 系：電信學(xué)院班 級(jí)：姓名: 學(xué)號(hào):同組人:指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時(shí)間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)一、概述臺(tái)燈是千家萬戶的必需生活電器。其中LED臺(tái)燈以其光效高、工作電壓低、能耗低、可控制好、無輻射的特點(diǎn)被廣泛使用。同時(shí)，單片機(jī)也被廣泛應(yīng)用于各類電子器件中，完成相應(yīng)的控制作用。本設(shè)計(jì)以51系列單片機(jī)為控制核心，來實(shí)現(xiàn)集多種功能于一體的電子臺(tái)燈，設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)采用分模塊的設(shè)計(jì)方法，分別設(shè)計(jì)了各個(gè)功能的單元模塊，系統(tǒng)的硬件部分可分為單片機(jī)控制模塊、光控模塊、LED燈模塊、定時(shí)模塊、DA轉(zhuǎn)換模塊等五大部分。電路由按鍵輸入控制相應(yīng)設(shè)計(jì)功能，共能完成應(yīng)急模式、自動(dòng)模式、定時(shí)

2、模式和手電模式四種模式。系統(tǒng)的軟件部分用匯編語言來編程，實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)的全部控制功能。該多功能臺(tái)燈可以正常的開啟和關(guān)閉（應(yīng)急模式）、根據(jù)目前所在環(huán)境的光強(qiáng)和人體決定LED燈的逐漸開關(guān)（自動(dòng)模式）、未操作一段時(shí)間自動(dòng)關(guān)閉（定時(shí)模式）和單LED照明（手電模式）共四種功能。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰明了，功能齊全，操作簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 二、課程設(shè)計(jì)目的和意義（1）便攜；采用電池供電，環(huán)保；保護(hù)視力，漸亮、漸滅的功能。（2）節(jié)能；低功耗，效率高，采用LED發(fā)光器件。（3）非接觸式（衛(wèi)生）紅外式傳感器、感應(yīng)式傳感器。（4）白天不亮夜里亮，有應(yīng)急功能和手電功能。三、技術(shù)要求和主要功能（1）人體紅外

3、感應(yīng)（2）漸亮，控制100個(gè)或2個(gè)LED燈任選一種。（3）漸滅，控制100個(gè)或2個(gè)LED燈任選一種。（4）白天不亮夜里亮，任意開關(guān)。（5）定時(shí)時(shí)間為01h，節(jié)能。（6）直流供電,四、相關(guān)說明和代替考慮實(shí)際電路實(shí)際的簡(jiǎn)化以及為了方便調(diào)試，特做以下幾點(diǎn)近似。近似對(duì)于課程設(shè)計(jì)的相關(guān)功能沒有影響。（1）100個(gè)LED燈亮近似用9個(gè)LED燈亮代替（2）2個(gè)LED燈亮近似用1個(gè)LED燈亮代替（3）為方便仿真觀察,定時(shí)時(shí)間用0255s代替五、工作原理及仿真結(jié)果下圖為設(shè)計(jì)的總電路，主要構(gòu)成部件有：51單片機(jī)、DA轉(zhuǎn)換器、撥碼開關(guān)、開關(guān)、LED、譯碼器、寄存器等。（1）應(yīng)急模式在應(yīng)急模式下，要求閉合開關(guān)就點(diǎn)亮9

4、個(gè)LED燈、斷開開關(guān)就會(huì)熄滅9個(gè)LED燈。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，按下K2按鍵可直接實(shí)現(xiàn)該功能。按下K2后將P1.6口電平拉低，單片機(jī)檢測(cè)到P1.6口為低電平時(shí)執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)1.1口電平拉低，從而使9個(gè)LED燈點(diǎn)亮。當(dāng)彈開K3按鍵時(shí)P1.7口電平變?yōu)楦?，P1.1口置為高，從而使9個(gè)LED燈熄滅。（2）自動(dòng)模式在自動(dòng)模式下，要求光控電路判定目前所在環(huán)境的光強(qiáng)度的強(qiáng)弱。如果當(dāng)前環(huán)境光強(qiáng)度高于光控電路判為黑天的光強(qiáng)度或無人體時(shí)，燈不亮。同時(shí)此模式加入了漸亮漸滅功能。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，按下K1按鍵可直接實(shí)現(xiàn)該功能。在黑天且有人體時(shí)，光敏電阻較大，相連的與非門電平為高。則在按下K1按鍵時(shí)，與非門的另一輸入端為高，因

5、此輸出為低，將P1.5口電平拉低，單片機(jī)檢測(cè)到P1.5口為低電平時(shí)執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)1.1口電平拉低，從而使8個(gè)LED燈點(diǎn)亮。當(dāng)彈開K1按鍵時(shí)P1.5口電平變?yōu)楦?，P1.1口置為高，從而使8個(gè)LED燈熄滅。在白天或無人體時(shí)，光敏電阻很小，因此相連的與非門輸入端為低電平，則無論K1按鍵是否按下，與非門輸出都為高，因此LED燈總是熄滅。單片機(jī)同時(shí)控制選通DA轉(zhuǎn)換器，使DA轉(zhuǎn)換器輸出一個(gè)從小到大或從大到小的電流，再由相應(yīng)電路使電流轉(zhuǎn)換成電壓，從Vout輸出至8個(gè)LED燈的陰極端。漸亮過程為Vout輸出一個(gè)逐漸減小的電壓，使LED兩端電壓逐漸增大，LED逐漸變亮。相反，漸滅過程為Vout輸出一個(gè)逐漸增大

6、的電壓，使LED兩端電壓逐漸減小，LED逐漸變暗。如下圖，無光源照射,且有人體情況,電路接通.其中用K1代替人體感應(yīng)模塊,該模塊有四個(gè)引線,紅黑為電源正極和電源負(fù)極,白藍(lán)兩線接入K1左右兩端,上電后,當(dāng)有人體時(shí)右端輸出低電平.電路接通后led燈漸亮,其負(fù)端電壓電壓由6V漸降至2.9V。其余情況電路斷開,led負(fù)端電壓由2.9V升至6V實(shí)現(xiàn)led燈漸滅（3）定時(shí)模式在定時(shí)模式下，分別預(yù)置開燈時(shí)間和關(guān)燈時(shí)間后相應(yīng)地開啟或關(guān)閉LED燈。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，按下K4按鍵可直接實(shí)現(xiàn)該功能。按下K4后將P1.4口電平拉低，單片機(jī)檢測(cè)到P1.4口為低電平時(shí)執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)1.1口電平拉低，單片機(jī)從P0口置入撥碼開

7、關(guān)設(shè)置的定時(shí)初值，并開啟定時(shí)器，當(dāng)定時(shí)器溢出后置位中斷標(biāo)志位，單片機(jī)執(zhí)行中斷子程序，將P1.1口電平置為高電平，從而使8個(gè)LED燈熄滅。下圖為按下K4按鍵時(shí)：下圖為定時(shí)一段時(shí)間后：（4）手電模式在手電模式下，要求閉合開關(guān)就點(diǎn)亮1個(gè)LED燈、斷開開關(guān)就會(huì)熄滅1個(gè)LED燈。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，按下K3按鍵可直接實(shí)現(xiàn)該功能。按下K3后將P1.7口電平拉低，單片機(jī)檢測(cè)到P1.7口為低電平時(shí)執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)1.2口電平拉低，從而使1個(gè)LED燈點(diǎn)亮。當(dāng)彈開K3按鍵時(shí)P1.7口電平變?yōu)楦?，P1.2口置為高，從而使1個(gè)LED燈熄滅。六、PCB七、總結(jié)與體會(huì)通過本次EDA課程設(shè)計(jì)，我們小組三人加深了對(duì)于EDA技術(shù)的理

8、解。經(jīng)過四周的課程設(shè)計(jì)，我們學(xué)以致用，提高了電路設(shè)計(jì)的能力，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)。在進(jìn)行本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我們不僅增強(qiáng)了對(duì)于專業(yè)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力，而且熟悉了Protues和Keil軟件的使用。在短暫的四周時(shí)間中，我們完成了本次課程設(shè)計(jì)，功能基本達(dá)到了要求，但是難免還是有些不足。如對(duì)于定時(shí)的控制，之前我們的想法是運(yùn)用555器件的自己振蕩完成輸入單片機(jī)完成計(jì)數(shù)，溢出后置位單片機(jī)的中斷位，從而執(zhí)行中斷程序完成定時(shí)關(guān)閉的功能。但是實(shí)際運(yùn)用中不知什么原因達(dá)不到定時(shí)要求，即到達(dá)設(shè)定的定時(shí)時(shí)間不能相應(yīng)中斷。于是我們采用單片機(jī)內(nèi)置定時(shí)器控制定時(shí)時(shí)間，達(dá)到了滿意的效果。此外，對(duì)于漸亮漸滅功能，我們本來打算使用積

9、分器這一模擬電路完成，但在測(cè)試時(shí)積分器的狀態(tài)永遠(yuǎn)斷路，影響了工作的進(jìn)程，所以最后使用了數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊來代替積分器的功能，達(dá)到了要求。最后，感謝劉金龍老師對(duì)于我們悉心指導(dǎo)。在劉老師的介紹指導(dǎo)下，我們順利的完成了課程設(shè)計(jì)，在此我們深表謝意！八.源程序ORG 0000HAJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV P1,#0FFH;保持開始的時(shí)候都不亮START: MOV A,P1LP0: JNB ACC.5,K52LP1:JNB ACC.6,K62 JB ACC.6,K61LP2: JNB ACC.7,K72 JB ACC.7,K71LP3:JNBACC.4,K41LJMP STARTK4

10、1:LJMPPK6K52: LJMP PK1K61: LJMP PK2K62: LJMP PK3K71: LJMP PK4K72: LJMP PK5PK1: MOV A,#0FFH;電壓逐漸降低DOWN1:MOV DPTR,#0F000H MOVX DPTR,A ;ACALL DELAY DEC A CJNE A,#00H,DOWN1CLR P1.1L0:MOV C,P1.5MOV ACC.5,CJNBACC.5,L0UP:MOV A,#00H;電壓逐漸升高UP1:MOV DPTR,#0F000H MOVX DPTR,A ;ACALL DELAY INC A CJNE A,#0FFH,UP1SETB P1.1PK2:SETB P1.1LJMP LP2PK3: CLR P1.1CLR P1.2LJMP STARTPK4:SETB P1.2LJMP LP3PK5: CLR P1.2LJMP STARTPK6:PUSHACCCLR P1.1MOVDPTR,#7FFFHMOVXA,DPTRMOV R1,ALL:LCALLDELAY1DJNZR1,LLSETB P1.1POPACCLJMPMAINDELAY: MOV R7,#01H ;DL1: MOV R6,#8EHDL0: MOV R5,#02H DJNZ R5,$ DJ