1、EDA課程設(shè)計課程名稱：課程設(shè)計設(shè)計題目：多功能臺燈院 系：電信學(xué)院班 級：姓名: 學(xué)號:同組人:指導(dǎo)教師：設(shè)計時間：哈爾濱工業(yè)大學(xué)一、概述臺燈是千家萬戶的必需生活電器。其中LED臺燈以其光效高、工作電壓低、能耗低、可控制好、無輻射的特點被廣泛使用。同時，單片機也被廣泛應(yīng)用于各類電子器件中，完成相應(yīng)的控制作用。本設(shè)計以51系列單片機為控制核心，來實現(xiàn)集多種功能于一體的電子臺燈，設(shè)計系統(tǒng)時采用分模塊的設(shè)計方法，分別設(shè)計了各個功能的單元模塊，系統(tǒng)的硬件部分可分為單片機控制模塊、光控模塊、LED燈模塊、定時模塊、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)計功能，共能完成應(yīng)急模式、自動模式、定時

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，實現(xiàn)了該設(shè)計的全部控制功能。該多功能臺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)境的光強和人體決定LED燈的逐漸開關(guān)（自動模式）、未操作一段時間自動關(guān)閉（定時模式）和單LED照明（手電模式）共四種功能。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰明了，功能齊全，操作簡單，具有很強的實用價值。 二、課程設(shè)計目的和意義（1）便攜；采用電池供電，環(huán)保；保護視力，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個或2個LED燈任選一種。（3）漸滅，控制100個或2個LED燈任選一種。（4）白天不亮夜里亮，任意開關(guān)。（5）定時時間為01h，節(jié)能。（6）直流供電,四、相關(guān)說明和代替考慮實際電路實際的簡化以及為了方便調(diào)試，特做以下幾點近似。近似對于課程設(shè)計的相關(guān)功能沒有影響。（1）100個LED燈亮近似用9個LED燈亮代替（2）2個LED燈亮近似用1個LED燈亮代替（3）為方便仿真觀察,定時時間用0255s代替五、工作原理及仿真結(jié)果下圖為設(shè)計的總電路，主要構(gòu)成部件有：51單片機、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)就點亮9

4、個LED燈、斷開開關(guān)就會熄滅9個LED燈。在實際設(shè)計中，按下K2按鍵可直接實現(xiàn)該功能。按下K2后將P1.6口電平拉低，單片機檢測到P1.6口為低電平時執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)1.1口電平拉低，從而使9個LED燈點亮。當(dāng)彈開K3按鍵時P1.7口電平變?yōu)楦?，P1.1口置為高，從而使9個LED燈熄滅。（2）自動模式在自動模式下，要求光控電路判定目前所在環(huán)境的光強度的強弱。如果當(dāng)前環(huán)境光強度高于光控電路判為黑天的光強度或無人體時，燈不亮。同時此模式加入了漸亮漸滅功能。在實際設(shè)計中，按下K1按鍵可直接實現(xiàn)該功能。在黑天且有人體時，光敏電阻較大，相連的與非門電平為高。則在按下K1按鍵時，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，單片機檢測到P1.5口為低電平時執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)1.1口電平拉低，從而使8個LED燈點亮。當(dāng)彈開K1按鍵時P1.5口電平變?yōu)楦?，P1.1口置為高，從而使8個LED燈熄滅。在白天或無人體時，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。單片機同時控制選通DA轉(zhuǎn)換器，使DA轉(zhuǎn)換器輸出一個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LED燈的陰極端。漸亮過程為Vout輸出一個逐漸減小的電壓，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,該模塊有四個引線,紅黑為電源正極和電源負極,白藍兩線接入K1左右兩端,上電后,當(dāng)有人體時右端輸出低電平.電路接通后led燈漸亮,其負端電壓電壓由6V漸降至2.9V。其余情況電路斷開,led負端電壓由2.9V升至6V實現(xiàn)led燈漸滅（3）定時模式在定時模式下，分別預(yù)置開燈時間和關(guān)燈時間后相應(yīng)地開啟或關(guān)閉LED燈。在實際設(shè)計中，按下K4按鍵可直接實現(xiàn)該功能。按下K4后將P1.4口電平拉低，單片機檢測到P1.4口為低電平時執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)1.1口電平拉低，單片機從P0口置入撥碼開

7、關(guān)設(shè)置的定時初值，并開啟定時器，當(dāng)定時器溢出后置位中斷標志位，單片機執(zhí)行中斷子程序，將P1.1口電平置為高電平，從而使8個LED燈熄滅。下圖為按下K4按鍵時：下圖為定時一段時間后：（4）手電模式在手電模式下，要求閉合開關(guān)就點亮1個LED燈、斷開開關(guān)就會熄滅1個LED燈。在實際設(shè)計中，按下K3按鍵可直接實現(xiàn)該功能。按下K3后將P1.7口電平拉低，單片機檢測到P1.7口為低電平時執(zhí)行相應(yīng)程序?qū)1.2口電平拉低，從而使1個LED燈點亮。當(dāng)彈開K3按鍵時P1.7口電平變?yōu)楦?，P1.2口置為高，從而使1個LED燈熄滅。六、PCB七、總結(jié)與體會通過本次EDA課程設(shè)計，我們小組三人加深了對于EDA技術(shù)的理

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

9、分器這一模擬電路完成，但在測試時積分器的狀態(tài)永遠斷路，影響了工作的進程，所以最后使用了數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊來代替積分器的功能，達到了要求。最后，感謝劉金龍老師對于我們悉心指導(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，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