摘 要台灯虽然已经成为了人们日常生活的基本必需品，不过由于现代科学技术的发展，以及人们对生活质量的追求，市面上的普通台灯已不能满足智能家居的应用要求，所以台灯也随着科技的进步走向智能化。在完成软硬件设计之后，此智能台灯便能够拥有多种功能，比如能够进行短距离无线遥控以及多级亮度调节等，使得台灯更加智能化，更方便。首先是台灯的多级调亮功能，本设计为了实现台灯不同亮度的调节，采用的是控制LED的闪烁间隔时长的方法。多级调亮可以满足人们对不同光照亮度的需求，比如睡前看书时可以选择较亮的亮度，睡觉时有开夜灯习惯的人就可以把亮度调低，以充当夜灯的效果。其次是触摸按键控制，触摸按键的增加使得台灯更加的简洁，只需要一个触摸按键就可以实现亮度的调高或调低。最后是人体感应功能，主系统可以通过此功能判断附近是否有人，做到更加智能的亮灭。这个功能主要是防止忘记关灯，已期节约能源。此次通过实验测试结合系统总体设计方案这一手段来展开研究，通过研究发现，由于使用了STM32，智能台灯能够展开多任务管理工作，这使得系统不但具备实时性特点，而且十分稳定。
目录
一、 引言 1
（一） 课题研究的意义及背景 1
（二） 本文主要研究内容 1
二、 智能台灯方案设计 2
三、 系统硬件设计 2
（一） 最小系统 2
（二） LED设计 4
（三） 触摸按键模块 5
（四） 人体传感器模块 6
（五） 光敏电阻模块 7
（六） 显示电路设计 8
四、 系统软件设计 9
KEIL操作平台 9
（二） 按键K1中断函数 10
（三） 按键K2中断函数 11
（四） 智能模式控制函数 12
五、 产品调试与结果 14
总结 16
参考文献 17
致 谢 18
附录一 电路原理图 19
附录二 实物图 20
附录三 元器件列表 21
附录四 源程序 22
一、引言
（一）课题研究的意义及背景
当今社会，在科学技术不断发展的背 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 
景下，人们的生活质量水平和以往相比有了飞一般地提升。因此，在各种家居中，对于智能化技术的运用也越加频繁。当前不论是嵌入式技术，还是半导体技术都有了极大改进，同时电子产品也愈发重视环保节能性能，所以人们对照明系统也提出了更高的要求，智能化的台灯也应运而生。
但是，我国在研发新能源上起步比较晚，而且在某些特定领域内我国所掌控的科技水平与发达国家相比也有着不小的差距。如今在我国市场翘板开关依旧为主流产品，人们长久以来的生活习惯以及翘板开关不方便控制的缺点，导致了大量的能源浪费。长明灯不仅会造成能源浪费，还会加速灯具的使用寿命，而开关和灯具的损坏会导致资金浪费，这是经济社会不可容忍的恶性循环。
通过对我国灯具市场进行分析能够发现，白炽灯或日光灯是目前市场上常见的光源，供电选择的是交流电源（220V）。此类台灯拥有诸多不足，首先，其电压比安全电压高的多，容易产生用电隐患；其次会消耗许多电量；最后，由于日光灯的使用，会产生频闪的效果，这在一定程度上会伤害眼睛。与上述台灯相比，人体智能台灯拥有诸多有点，比如它的供电选择是直流电源（+5V），没有频闪效应等，但是在市场上这类产品并不多见。
现在，智能台灯的开发基于LED，不论是色温还是亮度都是可以调整的，其主要技术方向是实现远程控制的同时能够提供诸多场景模式。而它的照明目标有三个，一是状态反馈；二是对光源进行控制；三是对环境情况进行自动识别。能够发现在照明控制系统里，三方面之间的协调与可靠的通信平台密不可分，这三方面首先是光源；其次是管理平台；最后是传感器。
（二）本文主要研究内容
本文共分为四章，具体内容如下：
第一章：详细介绍了智能台灯技术所涉及到的相关理论知识，然后根据系统具体要求的需求和设计目标，确定智能台灯的总体方案。
第二章：嵌入式硬件平台设计。主要包括主控模块、2.5G红外发送和接受模块、TTP223电容式触摸按键模块和LED模块，介绍各个模块芯片的特性以及与STM32的接口通信。
第三章：系统软件测试。详细分析系统启动流程，对系统的核心识别算法进行理论研究。同时分析了评价施行的条件、具体过程以及设施要求等内容。
第四章：总结部分。在总结此次设计系统的情况之后，提出了下一步研究方向。
二、智能台灯方案设计
使用功能强大的STM32F103C6T6单片机作为核心控制部分，使用光敏电阻传感器作为亮度采集部分，使用人体红外传感器来检测是否有人，使用三个独立按键来控制冷暖灯源的切换、控制模式的切换，使用OLED显示屏来显示当前的亮度值，使用L298N来控制灯的亮度。
本应用项目真正实现了智能化的人体感应，在灯光自动调节模式状态下亮度低并且附近有人的时候可以自动感应打开灯，人走后调到柔光，5秒延时后关灯。当自动开灯的时间达到提醒时间时，蜂鸣器进行提醒，可以使用按键功能来智能切换到冷暖光源，在手动照明模式下可通过按键开灯和关灯、切换光源。可以说是非常智能化。
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图1 智能台灯控制系统框图
三 系统硬件设计
（一）最小系统
STM32F103C6T6最小系统组成部分：电源电路、系统时钟、复位电路。
1.电源电路
在设计系统中，电源设计属于重中之重的工作。要想令系统运行足够稳定，就必须确保设计的电源电路足够稳定和优质。通过对STM32进行分析能够发现，它拥有四个引脚，其中两个为电源地，这两个一个式VSSA;一个式VSSB，而另外两个，一个式GPIO等的供电者，它就是VDD；一个是比较器以及复位模块等的供电者，它就是VDDA，两者电压范围都不低于2V，不超过3.6V.如果STM32并无VDD引脚，那么它就需要使用到一个备份域来负责供电工作，他就是VBAT。若是两类引脚拥有的电源也一样，这两类引脚一是VDDA引脚，一是VDD引脚，那么便可以利用外部滤波电路来令这两个引脚相连，从而保证两类电源足够稳定，这两类电源一个是参考电源；一个是模拟电源。如果上述两类引脚使用的电源不同，那么就必须令VDD引脚电源不超过VDDA引脚电源。到了上电环节，上电顺序为VDDA至VDD。如果已经关闭了电源，那么在短时间内，VDD可以以比VDDA高，然而两者差距也不能超过0.4V.

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