基于msp430超低功耗單片機(jī)溫度控制器設(shè)計(jì)(已修改)
2025-06-30 16:48 本頁面
【正文】 開放實(shí)驗(yàn)報(bào)告課 題 名 稱 基于msp430單片機(jī)的超低功耗智能護(hù)眼燈的設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 系、年級(jí)專業(yè) 信息工程系、112級(jí)電子信息 指 導(dǎo) 教 師 于建坤 2014年 6月 20日基于msp430單片機(jī)的超低功耗智能護(hù)眼燈的設(shè)計(jì)1． 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈖wm控制燈光亮度的原理，設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的智能護(hù)眼燈控制裝置。學(xué)習(xí)電子電路、PCB板設(shè)計(jì)，產(chǎn)品制作與調(diào)試。2． 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本智能護(hù)眼燈以MSP43G2553為核心，完成護(hù)眼燈的照明，電源管理，環(huán)境采集和中央處理及控制功能。燈珠采用高亮白光LED，恒流驅(qū)動(dòng)，無頻閃,不傷害眼睛，保護(hù)視力。電源管理，由專用電源管理方案，管理系統(tǒng)充電和用電。環(huán)境采集，用光傳感器采集光照強(qiáng)度，根據(jù)光照強(qiáng)度控制燈珠亮度，用人體熱釋紅外檢測(cè)人遠(yuǎn)近。 三．系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)整體方框圖如下：高亮LED驅(qū)動(dòng)顯示部分電源供電環(huán)境采集和人距感應(yīng)部分MSPG2553控制 系統(tǒng)方框圖( 1 ) 環(huán)境采集用光敏電阻采集環(huán)境亮度，人距感應(yīng)部分采用熱釋紅外。當(dāng)人靠近臺(tái)燈，產(chǎn)生信號(hào)給MCU控制器，打開臺(tái)燈。光敏電阻采集當(dāng)前亮度值，根據(jù)使用者選擇的模式作出調(diào)整。( 2 ) MCU控制亮度和環(huán)境采集采用閉環(huán)控制，具體算法用PID算法的增量式模式。具體函數(shù)如下：typedef struct PID{ double SetPoint。 //設(shè)定目標(biāo) double Proportion。//比例常數(shù) double Integral。 //積分常數(shù) double Derivative。//微分常數(shù) double LastError。 //Error[1] double PrevError。 //Error[2] double SumError。 //Sums of Errors }PID。double PIDCalc(PID *pid, double NextPiont){ double dError, Error, rOUT。 Error = pidSetPoint NextPiont。 // 偏差 pidSumError += Error。 // 積分 dError = pidLastError pidPrevError。 //當(dāng)前微分 pidPrevError = pidLastError。 //Error[2] =Error[1] pidLastError = Error。 //Error[1] = Error rOUT = pidProportion * Error + pidIntegral * pidSumError + pidDerivative * dError。//比例項(xiàng) //積分項(xiàng) //微分項(xiàng) return (rOUT)。 }( 3 )顯示部分因?yàn)楣苣_不足，若用液晶或點(diǎn)陣屏或OLED，則需要串轉(zhuǎn)并器件，在速度上對(duì)整體控制不利。故用74LS138器件，簡(jiǎn)單的將3個(gè)I/O口轉(zhuǎn)為8個(gè)I/O口，用8個(gè)LED顯示，在整體控制上，簡(jiǎn)單明了。四．硬件設(shè)計(jì) 高亮LED驅(qū)動(dòng)模塊：傳統(tǒng)的大功率LED電源，大部分是用220V AC~DC后面再用LM358或者三極管來做恒流，此電路恒流精度低，并且過溫，短路等保護(hù)功能沒有，,大電流,高壓DC/DC升壓恒流XL6004恒流驅(qū)動(dòng)，其具有寬電壓輸入，大電流輸出，且其效率可以達(dá)到92%，原理圖如下： 高亮LED驅(qū)動(dòng)模塊 無影的實(shí)現(xiàn)：無影燈原理參照手術(shù)無影燈通過多個(gè)光源實(shí)現(xiàn)無影效果的，手術(shù)無影燈用來照明手術(shù)部位，以最佳地觀察處于切口和體腔中不同深度的小的、對(duì)比度低的物體。并能將色彩失真降到最低程度。此外，無影燈還要求在工作過程中不散發(fā)出過量的熱。手術(shù)無影燈如下： 手術(shù)無影燈布局本設(shè)計(jì)也采用多個(gè)光源實(shí)現(xiàn)無影效果，其特點(diǎn)是照度高，因?yàn)椴捎煤懔黩?qū)動(dòng)，使高亮燈能長(zhǎng)時(shí)間工作，由于在設(shè)計(jì)中能充分散熱，故不會(huì)發(fā)出過量的熱量影響使用者的使用。 光照采集:采用可見光光敏電阻作為光照采集器件，其工作原理方框圖如下圖所以：光照減小低加PWM降低低加電阻減小光照增加電壓減小 光照采集原理方框圖（4）人體感應(yīng)：人體感應(yīng)采用熱式紅外采集，其工作方框圖如下：人遠(yuǎn)離開始工作有人體靠近待機(jī)（5）電源：電源由變壓器、整流橋、和濾波電路組成，再由開關(guān)電源器件LM2596構(gòu)成，設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，不再敘述。 程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)流程圖如下：系統(tǒng)創(chuàng)新 燈珠亮度自動(dòng)可控，使臺(tái)燈發(fā)出亮度與環(huán)境亮度之和保持一固定值，無需人為頻繁操作。 多模式選擇，不同情景用不同模式。 燈盤設(shè)計(jì)模擬手術(shù)室用的無影燈，避免寫字時(shí)手得遮擋引起照明度不足，保護(hù)視力。 環(huán)境探測(cè)，解決用戶強(qiáng)光久照傷眼，弱光久視傷眼，用眼過度。突然離 開忘記關(guān)燈費(fèi)電情況等各種情況。 優(yōu)秀的電池管理方案，更高效率，增長(zhǎng)電池和燈珠壽命。 自動(dòng)
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