摘 要 ： 随着电子产品智能化的发展 ， 生活中人们使用的照明工具也逐渐智能化 ， 功能也越来越丰富 。 本文介绍了使用单片机进行可调光台灯系统的设计。 通过控制单片机输出高低电平的持续时间 ， 从而改变 PWM 的占空比 ， 实现台灯亮度的调节 。
关键词 ： 单片机 ； 智能台灯 ； PWM ； 人体感应
0 引言
当前 ， 市场上的台灯功能简单 ， 缺少亮度调节 、 人体感应等功能， 无法满足人们对产品智能化的需求 。 本文所设计的智能台灯 ，不仅能够实现手动调节亮度， 而且也能自动调节 ， 通过加入人体红外检测电路， 实现了智能关灯的功能 ， 并且能够节约用电 [1] 。
1 系统硬件设计
该系统以 51 单片机为控制芯片 ， 其他硬 件 电 路 包 括 ： 供 电电路, 照明电路 , 人体红外检测电路 , 光照强度采集电路 , 按键电路 ,指示灯电路。
1.1 照明电路
LED 灯照明电路如图 1 所示 。 本设计使用 USB 小灯作为照明设备， 内部由电阻与白色的 LED 灯串联而成 。 使用市面上的这款 USB 小灯 ， 使得本设计简单 、 外形美观 。 实际电路采用 PNP 三极管的驱动， 控制单片机 IO 引脚输出低电平 ， 使三极管导通 ， 从而点亮 LED 灯 。
1.2 光照强度采集电路
本设计通过光敏电阻采集环境中的光照强度 ， 通过对台灯的亮度进行计算、 处理 ， 从而实现自动调节亮度 。 将光敏电阻采集到的信号送至芯片 ADC0832 ， 完成模拟量转变为数字量 ， 然后送至单片机进行处理。 光照强度采集电路如图 2 所示 。
1.3 人体红外检测电路
检测模块电路的连接图如图 3 所示 。 该模块只引出 3 个引脚， 其中 1 引脚连接 VCC ， 3 引脚连接 GND ， 2 引脚连接单片机的 P2.2 引脚 ， 若检测到有人出现时 ， 2 引脚输出高 电 平 ， 否 则 输出低电平 。
1.4 按键输入模块
本设计中由于采用的按键数量较少 ， 只有 3 个按键 ， 分别是“模式切换按键 ” K1 、“ 亮度减弱按键 ” K2 和 “ 亮度增强按键 ” K3 ，故采用了独立键盘的方式。
2 系统软件设计
首先通过判断按键 1 ， 来切换台灯的工作模式 ， 根据确定下来的模式， 完成不同的处理 。如果台灯工作在自动模式， 需要通过人体红外检测模块 ， 检测过去 1 分钟周围是否有人存在 。 如果检测到有人 ， 然后进行光照强度检测， 根据光照强度大小 ， 实现对台灯的智能亮度调节 ；如果没有检测到人， 那么熄灭台灯 。
如果台灯工作在手动模式 ， 通过判断降低亮度按键 2 与提高亮度按键 3 的状态 ， 调整台灯的亮度 。
3 结语
本设计能够完成台灯的手动控制与自动控制 。 1) 自动模式 。通过人体红外检测电路自动控制台灯开关， 通过光照强度采集电路实现亮度自动调节。 2) 手动模式 。 通过使用调整亮度的按键 ，实现台灯亮度的手动调节， 这样使得该台灯在一些特殊情况下也能适用。 本系统可以根据市场需求扩展其它功能 ， 例如显示室内温度、 湿度等 ， 让设计具有更高的智能化 。