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基于stm32自适应台灯的设计(附件)【字数:6425】

2024-11-03 15:06编辑: www.jxszl.com景先生毕设
本设计可以根据光照数值来判断是否需要开灯,真的是黑夜需要用到灯的时候,也会定时使用,可以很好的保护眼睛,而且还可以检测当前环境温湿度,根据阈值做出相应调节,这样就可以让眼睛处于很适宜用眼的环境,可以缓解眼部疲劳,降低近视的几率。本设计以STM32F103C8T6单片机为核心,光照度传感器BH1750,OLED显示模块,led灯,蜂鸣器报警电路,电源电路。光照度传感器BH1750对周围环境光照度值进行检测,再将检测得到的数据发送给主控芯片,当检测到光照数据不在用眼的正常范围内,就会自动调节到用眼的合适光照,周围灯光暗下来了,台灯就变亮一点,如果周围环境变量了,台灯灯光就会暗下来,如果台灯灭了后的环境光照值还是不适合用眼的光照值,就会发出警报,提醒用户强光不适合用眼。
目 录
一、引言 1
(一)本课题的研究背景和意义 1
二、硬件电路设计 2
(一)整体设计原理 2
(二)核心元器件 2
(三)主要功能模块 3
1.温湿度检测电路 3
2.光照强度检测电路 4
3.OLED显示电路 4
三、软件系统设计 5
(一)自适应台灯的设计主程序流程设计 5
(二) 温湿度检测子程序设计 6
(三) 光照强度检测程序设计 7
(四) OLED显示子程序设计 8
四、 实物制作与功能调试 9
(一) 实物制作 9
(二) 功能调试 10
五、 总结 11
致谢 11
参考文献 12
附录一 原理图 13
附录二 元器件清单 14
一、引言
(一)本课题的研究背景和意义
光线会影响近视的发展,光照度尽量维持比较亮,但是又不要过于刺眼。有研究表面充足的光照度可以预防近视的发生,也可以延缓近视的发展。昏暗的光线会促进近视的发展。所以,专业一般都是建议看近写字的时候尽量维持在光照度5003000LUX的强度。一般室内的灯开起以后,光照亮度都达不到100LUX,所以为什么建议学生看书写字一定要在充足光线的台灯下面,不要在昏暗的地方写字 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: *351916072
看书,更不要晚上躲在被子里看小说。但是这个亮度不是越亮越好,比如夏天的中午户外光照度可以达到10万LUX之强,这个时候你在这种强度下看书,是很刺眼的,眼睛是很不舒服的。眼睛在使用的时候,很多环境因素都会引起不适的症状,比如环境湿度,合适的湿度,一般是超过50%,这个环境用眼是比较舒适的,如果低于这个值或者更加的干燥的话,用眼时会非常的不舒服,会感觉到酸痛,会不自主的增加眨眼频率来湿润眼球,降低不适感。
人眼是视觉效果感知的输入器官,是比较精密的器官,用眼的时候对于光线的要求比较高,太强的光照和太弱的光照都是不适合用眼的,虽然人眼会根据光线的强弱以及光线照射角度调整瞳孔大小来控制照射进入眼球的光线通量,这个调节能力非常强大,利用晶状体和周围眼部肌肉的拉伸调节,也能够适应大部分的光线状况,但是相对于用眼规范及舒适度来讲,是使用眼睛的时候有一个光线感应的适用范围,如果高出或者低于这个范围值,眼睛也会根据当前环境去调节,但是呢这样的调节幅度和频率都是比较大的,属于过度调节,长时间这样,会让眼部肌肉长时间处于同一种状态,这样就会导致眼睛的调节能力下降,进而导致近视。这样的光照强度变化,人体感知不明显,往往很容易忽略,等到近视后才会后知后觉,那么本设计的智能感光系统,会获取外界光照强度,根据人眼使用最佳光照范围,选择调节合适的光照强度输出,达到保护眼睛的效果。
(二)主要研究目标
本次设计的应该具有的功能:
(1)该设计可实现光照强度,温湿度的检测;
(2)该设计采用OLED 屏幕显示
(3)该设计采用STM32单片机处理;
(4)该设计检测数据准确,响应迅速。
二、硬件电路设计
(一)整体设计原理
智能光线照明系统是由STM32F103C8T6微控制器,电源,温湿度检测电路,光照强度检测电路构成,如图21所示。
电源是5V直流电源输入,经过一LM1117降压到3.3V给芯片提供电源,传感器负责采集数据,再将数据发送到单片机做逻辑判断,然后将数据发送至主控芯片,经过处理后,调节合适的光照强度给用户,最大程度保护眼睛;相关检测数据会通过OLED 屏幕显示输出,达到检测,调节于一体的智能光线照明系统。
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图21 智能光线照明系统总体设计框图
(二)核心元器件
最小系统电路包括用于数据逻辑判断的主芯片,用于给主芯片提供震荡源的两路晶振电路,给单片机提供复位的复位电路,给单片机提供软件启动位置选择的BOOT选择电路,该芯片一共有48个引脚,除了复位,晶振,BOOT选择以外,还有很多的IIC,IIS,SPI,CAN,232,485等通信接口,最多的是GPIO口,用于控制输入输出的,可以设置推挽输出,可以设置开漏输出,用于驱动外设,比如传感器,屏幕,LED等外设。下图22所示:
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图22 STM32F103C8T6微控制器
(三)主要功能模块
1.温湿度检测电路
该系统的温湿度传感单元选用的是DHT11,它采用单总线的通信协议,只需要一根信号线就可以与单片机进行数据交互了,响应迅速,测量精度比较高,占用资源少,一共有四个引脚,第一脚是电源脚,连接3.3V电源,第二脚是数据脚,一共发送出40位数据,分别是湿度整数信息,湿度小数信息,温度整数信息,湿度整数信息,校验位信息,连接单片机,用于数据传输,第三脚和第四脚接地,如图23所示。
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图23 温湿度传感器原理图
2.光照强度检测电路
BH1750是一个数字型光照度传感器,可对获取的光照强度做出反应,该器件有个可以模拟人眼的光电二极管,可以随着光线强弱的改变电压,利用它的高分辨率可以探测较大范围的光强度变化(1lx65535lx),BH1750FVI测量分为3种模式,如表1所示:

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