基于msp430超低功耗單片機溫度控制器設計(已修改)
2025-06-30 16:48 本頁面
【正文】 開放實驗報告課 題 名 稱 基于msp430單片機的超低功耗智能護眼燈的設計 學 生 姓 名 系、年級專業(yè) 信息工程系、112級電子信息 指 導 教 師 于建坤 2014年 6月 20日基于msp430單片機的超低功耗智能護眼燈的設計1． 實驗目的了解pwm控制燈光亮度的原理，設計基于單片機的智能護眼燈控制裝置。學習電子電路、PCB板設計，產品制作與調試。2． 實驗內容本智能護眼燈以MSP43G2553為核心，完成護眼燈的照明，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，恒流驅動，無頻閃,不傷害眼睛，保護視力。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度，根據光照強度控制燈珠亮度，用人體熱釋紅外檢測人遠近。 三．系統(tǒng)方案設計 系統(tǒng)整體方框圖如下：高亮LED驅動顯示部分電源供電環(huán)境采集和人距感應部分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，人距感應部分采用熱釋紅外。當人靠近臺燈，產生信號給MCU控制器，打開臺燈。光敏電阻采集當前亮度值，根據使用者選擇的模式作出調整。( 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。具體函數如下：typedef struct PID{ double SetPoint。 //設定目標 double Proportion。//比例常數 double Integral。 //積分常數 double Derivative。//微分常數 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。 //當前微分 pidPrevError = pidLastError。 //Error[2] =Error[1] pidLastError = Error。 //Error[1] = Error rOUT = pidProportion * Error + pidIntegral * pidSumError + pidDerivative * dError。//比例項 //積分項 //微分項 return (rOUT)。 }( 3 )顯示部分因為管腳不足，若用液晶或點陣屏或OLED，則需要串轉并器件，在速度上對整體控制不利。故用74LS138器件，簡單的將3個I/O口轉為8個I/O口，用8個LED顯示，在整體控制上，簡單明了。四．硬件設計 高亮LED驅動模塊：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，短路等保護功能沒有，,大電流,高壓DC/DC升壓恒流XL6004恒流驅動，其具有寬電壓輸入，大電流輸出，且其效率可以達到92%，原理圖如下： 高亮LED驅動模塊 無影的實現(xiàn)：無影燈原理參照手術無影燈通過多個光源實現(xiàn)無影效果的，手術無影燈用來照明手術部位，以最佳地觀察處于切口和體腔中不同深度的小的、對比度低的物體。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。手術無影燈如下： 手術無影燈布局本設計也采用多個光源實現(xiàn)無影效果，其特點是照度高，因為采用恒流驅動，使高亮燈能長時間工作，由于在設計中能充分散熱，故不會發(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：人體感應采用熱式紅外采集，其工作方框圖如下：人遠離開始工作有人體靠近待機（5）電源：電源由變壓器、整流橋、和濾波電路組成，再由開關電源器件LM2596構成，設計較簡單，不再敘述。 程序設計。系統(tǒng)流程圖如下：系統(tǒng)創(chuàng)新 燈珠亮度自動可控，使臺燈發(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。 燈盤設計模擬手術室用的無影燈，避免寫字時手得遮擋引起照明度不足，保護視力。 環(huán)境探測，解決用戶強光久照傷眼，弱光久視傷眼，用眼過度。突然離 開忘記關燈費電情況等各種情況。 優(yōu)秀的電池管理方案，更高效率，增長電池和燈珠壽命。 自動
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