调光台灯电路设计
摘要
为了节能和保护视力，市场上出现各种各样的调光台灯，也有很多的人研究更节能的调光方法。通过multisim10.0仿真，设计出一种调光台灯，通过控制单向晶闸管的导通角来改变灯泡的亮度。CD4017的输出接不同的电阻，高电平经过这些不同大小的电阻对电容进行充电，充电的快慢不一样，单向向晶闸管的触发脉冲移动，导通角发生变化，从而达到调光的目的。
关键词：
Multisim；调光；CD4017十进制计数译码器；单向晶闸管；单相桥式整流电路
目录
一设计任务 (3)
1.1设计目的和意义 (3)
1.1.1目的 (3)
1.1.2意义 (3)
1.2初始参数和要求 (3)
1.2.1 初始参数 (3)
1.2.2要求 (3)
二系统设计 (4)
2.1系统工作原理 (4)
2.1.1CD4017工作原理 (4)
2.1.2单向晶闸管 (6)
2.1.3单相桥式整流电路 (7)
2.1.4调光台灯电路原理 (8)
2.2 器件选择 (9)
2.3电路设计 (9)
2.4 电路仿真测试 (13)
三总结 (14)
3.1结论 (14)
3.2优点与不足 (14)
3.3 心得与体会 (15)
参考文献 (15)
一设计任务
1.1设计目的和意义
1.1.1目的
1、熟悉和学会multisim的使用；
2、学会进行设计电路的方法；
3、通过查资料了解各种元件的功能、参数等；
4、了解调光电路的工作原理并进行设计；
5、以节能和保护视力为目的设计调光台灯电路。
1.1.2意义
1、学会并熟练掌握multisim的使用；
2、培养创新的能力；
3、使台灯可以达到节能的目的；
4、学会应用已经学过的知识。
1.2初始参数和要求
1.2.1 初始参数
CD4017的输出端所接的电阻在10Ω-100Ω之间分散取，以达到多级的调光目的；电源选择220V 50Hz的交流电源；灯泡选用230V的，由于电源电压是220V，所以灯泡选择230V的可避免灯泡烧坏。触发电路的电阻阻值为100Ω，电容为47μF,起保护LED灯作用的电阻阻值为300Ω。
1.2.2要求
每次按动按钮开关，CD4017的10个输出就变换输出高电平“1”，并影响灯泡的亮度。
二系统设计
2.1系统工作原理
2.1.1CD4017工作原理
CD4017是调光电路中实现调光功能的主要执行者，它控制着调光的级数和各级
的亮度，其引脚图和方框图如图(1)和图（2）所示。
图（1）CD4017引脚图
图（2）CD4017方框图
数字电路CD4017是十进制计数／分频器，它的内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是Q0、Q1、Q2、…、Q9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。
CD4017有10个输出端（Q0～Q9）和1个进位输出端～Q5-9。
每输入10个计数脉冲，～Q5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。
CD4017有3个输（MR、CP0和~CP1），MR为清零端，当在MR端上加高电平或正脉冲时其输出Q0为高电平，其余输出端（Q1～Q9）均为低电平。CP0和～CPl是2个时钟输入端，若要用上升沿来计数，则信号由CP0端输入；若要用下降沿来计数，则信号由～CPl端输入。设置2个时钟输入端，级联时比较方便，可驱动更多二极管发光。由此可见，当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，故可直
接用作顺序脉冲发生器。
2.1.2单向晶闸管
单向晶闸管与CD4017组成调光电路的主体部分，CD4017控制晶闸管的触发电路，改变晶闸管的导通角。
晶体闸流管简称晶闸管，也称为硅可控元件，是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件，多用于可控整流、逆变、调压等电路，也作为无触点开关。
图（3）晶闸管的结构
晶闸管的内部结构示意图如图（3）（a）所示，它有四层半导体材料组成，四层材料有P型半导体和N型半导体交替组成，分别为P1、N1、P2和N2，它们的接触面形成三个PN结，分别为J1、J2和J3，故晶体管也称为四层器件或PNPN器件。P1区的引出线为阳极A，N2区的引出线为阳极C，P2区的引出线为控制极G0。为了更好的理解晶闸管的工作原理。常将其N1和P2两个区域分解成两部分，使得P1-N1-P2构成一只PNP型管，N1-P2-N2构成一只NPN型管，如图（b）所示；用晶体管的符号表示，如图（c）所示；晶闸管的符号如图（d）所示。
晶闸管的工作原理：当晶闸管的阳极A
和阴极C之间加上正向电压且控制极和阴
极之间也加上正向电压时，如图（4）所示，
J3处于导通状态。若T2管的基极电流为
iB2，则其集电极电流为β2 iB2；T1管的
基极电流iB1等于T2管的集电极电流β2
iB2，，因而T1管的集电极电流iC1为β1β2 iB2；该电流又作为T2管的基极电流，再一次进行上述放大过程，形成正反馈。在很短的时间内，两只管子均进入饱和状态，使晶闸管完全导通，这个过程称为触发导通过程。晶闸管一旦导通，控制极就失去导通作用，管子依靠内部的正反馈始终维持导通状态。晶闸管导通后，阳极和阴极之间的电压一般为0.6-1.2V，电源电压几乎全部加载负载上；阳极电流iA因型号不同可达几十~几千安。
（a）
(b)
图（4）晶闸管的工作原理
（a）实际电路（b）等效电路
2.1.3单相桥式整流电路
单相桥式整流电路在调光电路中的作用是为CD4017调光器提供电压。一般的家庭用电是220V的交流电，所以需要单相桥式整流电路变交流为直流，并且降压。
图（5）单相桥式整流电路的波形图
设变压器副边电压u2=√2·U2·sinωt，U2为其有效值。
当u2为正半周时，电流由A点流出，经D1、RL、D3流入B点，因而负载电阻RL上的电压等于变压器副边电压，即u0=u2，D2和D4管承受的反向电压为-u2.当u2为负半周时，电流由B点流出，经D2、RL、D4流入A点，负载电阻Rl上的电压等于-u2，即u0=-u2，D1、D3承受的反向电压为u2。
由于D1、D3和D2、D4两对二极管交替导通，致使负载电阻RL上在u2的整个周期内都有电流通过，而且方向不变，输出电压u0=\√2·U2·sinωt\。上图所示为单相桥式整流电路各部分的电压和电流的波形。
2.1.4调光台灯电路原理
调光台灯电路的主体组成由以上介绍的三部分构成。CD4017十进制计数译码器高电平“1”输出到不同大小的电阻，给电容充电，充电的快慢改变晶闸管的导通角，从而改变灯泡的亮度。220V的交流电通过单相桥式整流电路变成10V的直流，再经5V的稳压
管稳定在5V，接入到CD4017的VDD，为调光器供电。
2.2 器件选择
1、选择CD4017作为调光器，用CD4017十进制计数译码器集成电路制作的调光台灯，具有寿命长、安全、可靠性强和调光级数多并级数细的有点。它省掉了电位器，因而可以防止因电位器磨损而产生的台灯故障；
2、选择一个控制脉冲次数的开关，来控制CD4017的输出；
3、所有的二极管都选用1N4001。选择一个红色的LED灯作为变换亮度的指示灯；
4、单向晶闸管选用BT169；用双向晶闸管也可以，但是由于需要用单结晶体管BT32来触发双向晶闸管，而multisim元件库中没有BT32，所以用单向晶闸管和单向晶闸管触发电路；
5、稳压管用稳压值为5V的1N4689；
6、电源选用220V的交流电源；
7、5V1KHz的时钟信号发生器，来给CD4017输入脉冲信号。
2.3电路设计
1、单相桥式整流稳压电路
电源是220V的交流电源，变压器是10：220的电压器，将220V的电压变为10V，再经过整流管进行整流，整流后稳压二极管将电压稳定在5V。这样整个电路的电源供给设计完成。
图（6）单相桥式整流稳压电路设计
2、CD4017的工作电路
V2为一个脉冲发生器，它输出脉冲信号。CD4017有2个时钟脉冲输入端，设置2个时钟输入端，级联时比较方便。CLK1接脉冲信号输入，CLK2和R接地。当CD4017有连续脉冲输入时，其对应的输出端依次变为高电平状态，为控制高电平的输出，不让其一直连续依次输出高电平，所以加入一个碰触开关J1，按一下J1就发出一次脉冲。
图（7）CD4017工作电路
3、CD4017的输出电路
CD4017的十个输出端接不同阻值的电阻，按下J1后Q0输出高电平，电阻R2
接通，再次按下时，Q1输出高电平，电阻R3接通，依次类推，连续按动J1使高电平在Q0`~Q9之间依次输出。电阻前串联二极管来控制电流通过已导通的电阻为晶闸管触发电路的电容充电。
图（8）CD4017输出电路
4、单向晶闸管触发电路
电流整流过来之后的电压是一个个相连的向上拱的波形，当刚接电的时候C1是相当于导线，这时候要是Q9输出高电平的话，就可以触发单向晶闸管，这时候就是最亮的状态；当Q3输出高电平的时候，刚通电的瞬间C1还是相当于导线接地，这时
候要慢慢充电，等到到了一定的电压的时候就触发单向晶闸管，这时候导通已经是从波
图（9）单向晶闸管触发电路
的上升的过程中开始，所以通过灯泡的有效值就减小了，灯泡就暗了！一旦导通单向晶闸管就短路了，电容就立即放电，为下一周期做准备！
5、电路的总体设计
图（10）调光台灯完整电路
将以上的各部分电路设计组合到一起就可以组成一个调光台灯的电路。交流电通过变压器变压整流，经过LED与稳压二极管稳压在5V左右，供给调光器。CD4017构成脉冲上升沿触发、Q0~Q9端依次的“1”电平的计数译码电路。当按钮J1接通时，CD4017相当于输入一正向脉冲，若设此时输出端Q4为“1”电平，其余都为低电平，则“1”电平通过二极管、R6向电容充电，通过单向晶闸管触发电路触发晶闸管，使灯泡得电。要调整亮度，可再按动按钮J1，此时输出端Q5为高电平，此高电平通过二极管、R7向电容充电，由于R7的值比R6小，充电电流较Q4为高电平是大些，电容充电快些，晶
闸管的导通角大一些，使得灯泡亮度亮一些。根据所设电阻，控制电容C2的充电电流，以达到改变晶闸管导通角的目的。在开关J1的控制下灯泡连续调光，当Q0~Q9依次为高电平时，灯泡连续由暗变亮。
2.4 电路仿真测试
图（11）CD4017组成电路仿真测试
1、按上图接好电路，连续按动开关J1，发光二极管LED2~LED11应依次点亮，表明CD4017的输出端Q0~Q9可依次输出高电平。从而测试出CD4017可以正常工作，此部分设计正确。
2、在电阻R13两端加上万用表，测出电压为5V，测试出单向桥式整流稳压电路工
作正常，可以达到整流稳压的目的。
图（12）电源功能仿真测试
三总结
3.1结论
调光台灯电路可以分为三个大的组成部分：CD4017十进制计数译码器控制高电平的输出部分，单相桥式整流稳压电路部分和单向晶闸管触发电路。这三部分共同完成了调光电路的调光功能。
3.2优点与不足
优点：
1、用CD4017十进制计数译码器集成电路制作的调光台灯，具有寿命长、安全、可靠性强和调光级数多并级数细的有点。它省掉了电位器，因而可以防止因电位器磨损而产生的台灯故障。
2、多级的调光更能使人调到最舒适的光，更适合多种环境。
不足：
在调光过程中，变光时会有轻微闪烁，对眼睛有些影响。
3.3 心得与体会
通过本次课程设计，使自己对multisim有了更多的了解，基本可以熟练使用multisim的基本功能。学会了初步的电子仿真设计。锻炼了自己的思考能力和创新能力。自己对电路的设计和看课本上的电路感觉完全不同，在设计过程中要考虑很多的因素，比如器件的选择要考虑到参数，还要看软件中的元件库中有没有此元件，还要通过查资料了解元件的结构和原理。在仿真过程中会有一些错误，所以需要分部分分析电路的错误，因此而学会了如何对电路进行分析测试的方法，并想办法加以改正。
参考文献
[1] 阎石数字电子技术基础第五版[M] 高等教育出版社2004年；
[2] 华成英童诗白模拟电子技术第四版[M] 高等教育出版社2006年。
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基于51单片机的智能台灯设计
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Abstract LED lamp as LED green lighting products, as the country to promote the use of green lighting products. With the development of the times,energy saving and environmental protection, health and the peopledaily life are inseparable, the progress of science and technology,also makes home appliances more intelligent and humanized. The lamp as home appliances based, so is also essential,, put forward PWM dimming the lights design. The design is based on STC89C51RC SCM as control core and multi functions in one of the intelligent LED lamp. The table lamp realizes the brightness with manual, automatic two types of regulation;respiratory mode function, but also has the function of infrared remote control. The design of the hardware part consists of MCU control module, keyboard module, lighting module, photosensitive module,LED module, remote control module instruction. The MCU main control chip STC89C51RC, LED indicating module with three kinds ofdifferent colors of small LED to indicate different working modes,brightness through the key module to adjust the working mode and the LED lighting module, using 12 straw hat type white LED,photosensitive module uses ADC0809 chip implementation of a signal acquisition, automatic regulation and luminosity of LED using PWM dimming technology. Through the infrared remote control, wireless remote control, software design of the MCU C language programming,integrated control functions are realized by. Key word LED lamp dimming automatically adjust luminosity of PWM
调光台灯电路的原理与安装教案
信息化教学设计 教案 参赛专业：《电子技术应用》 课程名称：《电子技能与实训》教案名称：《调光台灯电路的原理与安装》 时间：2010.11
调光台灯电路的原理与安装 一、【教材及学生分析】 1．教材及内容：中等职业教育国家规划实训教材《电子技能与实训》第2版（石小法编写）第四章中的一个实训项目，是晶闸管的综合应用，晶闸管又名可控硅，广泛应用于工业、家用电器中，是弱电控制强电的重要器件，调光台灯电路是它的一个典型应用电路，通过学习，同学们能掌握这类电路的基本检修方法。 2、学生分析 学生在学习这部分知识之前，已经学习了半导体基础知识，可控硅结构和工作特点，以及单结晶体管的特性，通过本节的学习，把零散的基础知识有机地联系在一起，是对所学知识的一个综合应用，锻炼分析电路和排除故障的能力。 中职学生理论基础较薄弱，但他们有较强的探索、创新欲望，喜欢动手实践课程，本节课的设计就是要因材施教、用实践促进理论的学习，引导学生动手实践、自主探索、合作交流，达到预设的教学目标。 二、【教学目标】 1、知识目标 (1) 巩固可控硅、单结晶体管等主要元件的特性及测量方法； (2) 了解台灯调光电路的工作原理； (3)了解电路板制作的初步知识。 2、技能目标 (1) 能正确识别各种元件； (2) 能根据电路图，在仿真软件上实现正确的电路连接与调试； (3) 能根据故障现象加以排除。 (4)会分析简单电路的原理。 3、情感、态度与价值观 (1) 培养学生的学习兴趣； (2) 养成严谨规范的操作习惯； (3) 培养学生的参与意识，树立学习的信心。 三、【教学重点与难点】 重点：电路安装与调试 难点：故障排除 四、【教学器材及环境】 1.多媒体教室（配备投影、屏幕、安装有电子教室广播软件系统、FLASH动画
大学生电子设计大赛 PWM调光的多功能LED台灯电路设计
PWM调光的多功能LED台灯电路设计 LED（发光二极管）作为一种新型光源，具有高效节能、绿色环保、使用寿命长等其他光源无法比拟的优点，代表着未来照明技术的发展方向。本文设计了一种以AT89S51单片机为核心的家用多功能白光LED台灯系统，采用PT4115大功率LED恒流驱动方案，可实现对LED台灯的PWM多级调光控制；同时，系统兼有时间日历、温度检测、液晶显示、声光闹钟等多项功能。本文详细给出系统的硬件与软件设计过程。实验证明，该多功能LED 台灯稳定高效，功能丰富，能够满足家庭实际应用的要求。 0引言 随着全球能源危机和气候变暖问题的日益严重，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式。照明是人类消耗能源的重要方面，在电能消耗中，发达国家照明用电占发电总量的比例是19%,我国也达到12%.随着经济发展，我国的照明用电将有大比例的提高，因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。LED作为一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源。基于白光LED的固态照明，是一种典型的绿色照明方式，与传统光源相比，具有节能、环保、寿命长、体积小、安全可靠等特点，代表着照明技术的未来，并符合当前政府提出的"建设资源节约型和环境友好型社会"的要求。可以预见不久的将来，LED必然会进入普通照明领域取代现有的照明光源。 目前，市场上采用白炽灯、卤素灯、荧光灯为光源的台灯普遍存在着低效率、高能耗、不易调光等缺点；至于寿命结束的含汞灯，一旦处理不当，将对环境造成严重危害；而且部分台灯产品功能单一，缺少亮度调节、时钟日历、温度显示等功能，无法适应现代家庭生活的实际需求。为解决当前问题，本文设计了以AT89S51单片机为核心的多功能白光LED 台灯系统，采用PT4115大功率LED恒流驱动方案，可实现对LED台灯的PWM调光控制；同时兼有时钟日历、声光闹钟、温度检测、液晶显示等多项功能。在实现高效节能的同时，为家庭使用提供了极大的便捷。 1系统硬件电路设计 该多功能LED台灯系统采用20只5mm高亮白光LED灯珠为光源，以AT89S51单片机为主控芯片，由LED恒流驱动系统、时钟系统、测温系统、液晶显示系统、蜂鸣系统、按键系统组成。系统结构框图如图1所示。 该系统可具体实现LED台灯的10级PWM调光控制；液晶屏实时显示时钟、日历与环境温度信息；闹钟功能采用声光报警方式，即一旦到达闹钟时间，LED台灯自动点亮，
智能台灯课程设计.教程文件
计算机控制技术与应用课程设计基于单片机的智能台灯设计 姓名＿张良浩＿＿ 系（部）电气工程与自动化 专业电气工程及其自动化 学号＿B10040436 2013年5月19 日
摘要 社会在不断进步，人类在不断追求，市场在不断变化，高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景，智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。随着电子产品的快速发展，家用电器也越来越偏向智能化，已经应用于实际中的有智能洗衣机，智能电饭锅，智能电磁炉等，而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点，都是利用单片机作为中央控制单元。结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比，功能上更强，使用更方便，安全可靠性也更高，最重要的是更节省电能，提高了家用电器的品质。 智能台灯以专门感应人体红外信号的热释电红外传感器为基础，以 BISS0001信号处理电路，利用单片机进行处理，以达到便于控制的目的。当房间亮度不够时，且有人在附近时，台灯便会自动点亮，省去了黑暗中摸开关麻烦；当学习时由于靠桌面太近，造成坐姿不正，系统就会提示，以纠正坐姿，防止近视；学习太累了时，趴在桌子上睡会儿时，台灯就会自动熄灭；当无人在时，系统也会使台灯自动熄灭，以达到节省能源的目的。 关键词：智能台灯 BISS0001 单片机 AT89C51
目录
第一章绪论 1.1 智能台灯系统概述 随着科技的高速发展，各种各样的科技产品、家用电器开始走入人们的生活，这一切都大大地提高了人们的工作效率、改善了人们的生活，现在电器的发展趋势是智能化，这样会使人们使用起来更加方便。随着智能控制理论和人工智能研究的深入，各种更加逼真地模拟人类智能的家用电器会更多地出现，而单片机和智能理论的结合，将来不但更多地改进现行家用电器，而且将会产生全新的家用电器。家用电器因为单片机的加入而走向智能化，并且随着人们生活水平的提高日益走向平民化，我们的生活也随着家用电器的发展越来越方便、舒适。随着家用电器的发展，作为家用电器当中的小台灯也要顺应科技的发展步伐走向智能化。 台灯是人们生活中用来照明的一种家用电器。它一般分为两种，一种是立柱式的，一种是有夹子的。它的工作原理主要是把灯光集中在一小块区域内，集中光线，便于工作和学习。一般台灯用的灯泡是白炽灯或者节能灯泡，有的台灯还有应急功能，用于停电时无电照明。 目前，灯具市场上出售的灯具种类繁多，一般台灯均采用220V交流电源供电，日光灯管、白炽灯泡为光源，手动开关或触摸感应式开光来控制。但这类台灯存在很多弊端，一是电压是不安全电压，给人们使用带来不安全因素；二是日光灯还具有频闪效应，经常使用会给人的眼睛带来一定的伤害；三是耗电量大、台灯通常都是以日光灯为主，在几瓦到几十瓦之间；四是人工化，人们由于手工操作，往往会忘记关灯，这也造成电能的浪费，到目前为止，在灯具市场上，很少见到采用+5V的直流电源供电的一种人体智能台灯，它具有既不会出现触电，使用寿命长、无辐射、又不污染等优点，有许多普通按键台灯所无法比及的优势，智能化台灯一方面可以更节省电能，有利于环保，另一方面可以纠正使用者的坐姿，预防脊椎变形和眼睛近视。同时，智能台灯在黑暗的时候自动开关灯的功能也让使用者使用起来更方便，省去黑暗摸灯的麻烦。
调光台灯电路设计
摘要 为了节能和保护视力，市场上出现各种各样的调光台灯，也有很多的人研究更节能的调光方法。通过multisim10.0仿真，设计出一种调光台灯，通过控制单向晶闸管的导通角来改变灯泡的亮度。CD4017的输出接不同的电阻，高电平经过这些不同大小的电阻对电容进行充电，充电的快慢不一样，单向向晶闸管的触发脉冲移动，导通角发生变化，从而达到调光的目的。 关键词： Multisim；调光；CD4017十进制计数译码器；单向晶闸管；单相桥式整流电路
目录 一设计任务 (3) 1.1设计目的和意义 (3) 1.1.1目的 (3) 1.1.2意义 (3) 1.2初始参数和要求 (3) 1.2.1 初始参数 (3) 1.2.2要求 (3) 二系统设计 (4) 2.1系统工作原理 (4) 2.1.1CD4017工作原理 (4) 2.1.2单向晶闸管 (6) 2.1.3单相桥式整流电路 (7) 2.1.4调光台灯电路原理 (8) 2.2 器件选择 (9) 2.3电路设计 (9) 2.4 电路仿真测试 (13) 三总结 (14) 3.1结论 (14) 3.2优点与不足 (14) 3.3 心得与体会 (15) 参考文献 (15)
一设计任务 1.1设计目的和意义 1.1.1目的 1、熟悉和学会multisim的使用； 2、学会进行设计电路的方法； 3、通过查资料了解各种元件的功能、参数等； 4、了解调光电路的工作原理并进行设计； 5、以节能和保护视力为目的设计调光台灯电路。 1.1.2意义 1、学会并熟练掌握multisim的使用； 2、培养创新的能力； 3、使台灯可以达到节能的目的； 4、学会应用已经学过的知识。 1.2初始参数和要求 1.2.1 初始参数 CD4017的输出端所接的电阻在10Ω-100Ω之间分散取，以达到多级的调光目的；电源选择220V 50Hz的交流电源；灯泡选用230V的，由于电源电压是220V，所以灯泡选择230V的可避免灯泡烧坏。触发电路的电阻阻值为100Ω，电容为47μF,起保护LED灯作用的电阻阻值为300Ω。 1.2.2要求 每次按动按钮开关，CD4017的10个输出就变换输出高电平“1”，并影响灯泡的亮度。
电力电子技术调光台灯的设计报告
目录 调光台灯的设计 (2) 1. 设计目的 (2) 2. 调光灯电路 (3) 3. 元器件选择 (3) 4. 元器件认识 (4) 4.1 单向晶闸管 (4) 4.1.1 单向晶闸管的工作特点： (4) 4.1.2 单向晶闸管的主要参数 (4) 4.1.3 单向晶闸管简易检测 (5) 4.1.4触发电路 (6) 5 电路仿真 (9) 6 总结： (9)
调光台灯的设计 1. 设计目的 电力电子技术是研究应用电力半导体开关器件实现电能的变换及控制的一门技术，又称为功率电子技术。它有4种电能转换方式：AC→DC，DC→AC，AC→AC，CD→DC。电力电子技术的创新已成为世界各国工业自动化控制和机电一体化领域竞争最激烈的阵地，各发达国家均在这一领域投入了大量的人力、物力和财力进行研发。 电力电子技术的作用及发展： (1) 优化电能使用。 (2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。 (3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。 (4) 电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。
2. 调光灯电路 各组成部分作用如下： ?整流电路——将交流电变成单方向的脉动直流电。 ?触发电路——给晶闸管提供可控的触发脉冲信号。 ?晶闸管——根据触发信号出现的时刻（即触发延迟角α的大小），实现可控导通，改变触发信号到来的时刻，就可改变灯泡两端交流电压的大小，从而控制灯泡的亮度。 3. 元器件选择 表1 调光台灯电路元件明细表
电容器 序号 分类名称型号规格数量1 VD 1～VD 4整流二极管IN400742 VU 单结晶体管BT3313VT 晶闸管3CT15114R 1、R 3 电阻器100Ω2R 2电阻器 470Ω1R 4电阻器 1k Ω15HL 灯泡 220V 、25W 16C 0.1μF 17RP 带开关电位器100k Ω 18其他实验板（万能板）、导线 4. 元器件认识 4.1 单向晶闸管 4.1.1 单向晶闸管的工作特点： 1）单向晶闸管的导通条件是阳极与阴极间加正向电压，同时在门极与阴极间也加上正向电压。 2）晶闸管一旦导通后，门极即失去控制作用。要使导通后的晶闸管关断，可将阳极电压降低到一定程度或改变阳极电压的极性。 3）晶闸管具有以弱电控制强电的作用，即利用弱电信号（即触发信号）对门极的控制作用，就可使晶闸管导通去控制强电系统 4.1.2 单向晶闸管的主要参数 （1）断态重复峰值电压UDRM ：结温为额定值时，门极断开，
基于单片机的智能台灯设计
基于单片机的智能台灯设计 The design of Intelligent Table Lamp Based on Microcomputer 制作人员： 2015.5.14 摘要
随着科技的发展，单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹，台灯已是千家万户的必需生活用品，当夜晚来临时，人们摸黑去开灯，非常不方便，而当离开时，人们又经常忘记关灯而造成巨大的能源浪费。 因此我们设计制作了一种智能台灯，主要是以热释电红外传感器re200b，光敏电阻传感器和单片机组成的红外传感控制电路。其原理是：以人体红外辐射为传感信号，当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时，自动感应开灯，省去黑夜摸灯的麻烦；当人离开台灯传感器检测范围，自动感应关灯。智能台灯还可以进行光亮（4档）的调节，以便达到最舒适的光亮；台灯还具有显示时间与室温的功能。 关键词：智能台灯；at89s52；热释电红外传感器re200b；时钟芯片ds12c887；温度传感器ds18b20；光敏传感器。 一.智能台灯功能介绍
（1）、光亮调节：在不同的情况下需要不同的光亮来满足需求，因此我们通过给单片机四个IO 口不同的电平，设置了四种光亮强度，以便达到不同的需求。 （2）、“天暗时，人来灯亮，人走灯灭”功能的实现：运用51单片机产生的方波信号驱动红外发射管发射红外线；运用三脚的红外接收头接收红外信号，当人挡住红外信号，红外信号就会反射被红外接收头接收；并且通过光敏传感器对外界的光强进行判断，在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO 端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO 端输出低电平。由单片机检测红外接收头是否接收到红外信号，以及光敏传感器的DO 端的电平高低，从而决定led 灯部分的亮度。由此实现“天暗时，人来灯亮，人走灯灭”。 （3）、时钟部分：运用时钟芯片DS12C887产生时钟信号，由单片机读取其信号，并将数据处理之后送到液晶显示。由于DS12C887内部有集成的电池，所以即使断电，时钟仍会走时准确，从而使该台灯更实用、更省电。此时钟还配有按键，通过按键即可方便的调节时钟，还有闹钟功能。 （4）、温度显示：运用DS18B20芯片感应温度，由单片机读取其信号，并将数据处理后送到液晶显示，从而显示当时的温度。 二、传感器的选择及功能介绍 传感器 传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它通常由敏感元件和转换元件组成，它的性能直接影响到整个检测电路，对检测系统起着重要的作用。 热释电红外传感器re200b 智能台灯 温度 显示 闹钟 部分 人体红外感应 4档 光亮 调节 光敏传感器
基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案
基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案 2012-04-26 站长统计 中心议题： 基于PWM调光的多功能LED台灯设计方案 解决方案 探究系统硬件电路设计方法 设计基于PWM 调光的多功能LED 台灯 引言 随着全球能源危机和气候变暖问题的日益严重，绿色节能已经成为全球普遍关注的话题，人们正通过各种途径寻找新的节能方式。照明是人类消耗能源的重要方面，在电能消耗中，发达国家照明用电占发电总量的比例是19%,我国也达到12%.随着经济发展，我国的照明用电将有大比例的提高，因此绿色节能照明的研究越来越受到重视。LED 作为一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯、高强度放电灯（如高压钠灯和金卤灯）之后的第四代新光源。基于白光LED 的固态照明，是一种典型的绿色照明方式，与传统光源相比，具有节能、环保、寿命长、体积小、安全可靠等特点，代表着照明技术的未来，并符合当前政府提出的"建设资源节约型和环境友好型社会"的要求。可以预见不久的将来，LED 必然会进入普通照明领域取代现有的照明光源。 目前，市场上采用白炽灯、卤素灯、荧光灯为光源的台灯普遍存在着低效率、高能耗、不易调光等缺点；至于寿命结束的含汞灯，一旦处理不当，将对环境造成严重危害；而且部分台灯产品功能单一，缺少亮度调节、时钟日历、温度显示等功能，无法适应现代家庭生活的实际需求。为解决当前问题，本文设计了以AT89S51 单片机为核心的多功能白光LED 台灯系统，采用PT4115 大功率LED 恒流驱动方案，可实现对LED 台灯的PWM 调光控制；同时兼有时钟日历、声光闹钟、温度检测、液晶显示等多项功能。在实现高效节能的同时，为家庭使用提供了极大的便捷。 1 系统硬件电路设计 该多功能LED 台灯系统采用20 只5mm 高亮白光LED 灯珠为光源，以A T89S51 单片机为主控芯片，由LED 恒流驱动系统、时钟系统、测温系统、液晶显示系统、蜂鸣系统、按键系统组成。系统结构框图如图1 所示。 该系统可具体实现LED 台灯的10 级PWM 调光控制；液晶屏实时显示时钟、日历与环境温度信息；闹钟功能采用声光报警方式，即一旦到达闹钟时间，LED 台灯自动点亮，并发出蜂鸣声报警，以唤醒用户；用户可通过按键系统实现对时钟日历与闹钟参数的设置、LED 亮度的调节以及闹钟报警的解除。
可控智能小台灯设计毕业设计
目录 第一部分设计任务与调研 (3) 第二部分设计说明 (4) 第三部分设计成果 (9) 第四部分结束语 (10) 第五部分致谢 (11) 第六部分参考文献 (12)
第一部分设计任务与调研 主要内容 制作一个自动调光台灯。 1.以人体红外辐射传感控制电路实现人体距离台灯的自动检测，实现自动感应开关灯（1m范围），达到智能控制。 2.用光敏电阻根据外界的光照实现自动调光。 3.采用可控硅驱动40w白炽灯（或采用5WLED灯）。 1.1设计方法 （一）检测光的传感器称为光传感器，通常是指将光信号转换为电信号的一种传感器。用光电传感器进行非电量的测量时，只需将非电量信号转化成为光信号即可。由于光传感器都具有结构简单、非接触性、可靠性高、反应快等优点，在军用及民用中极为广泛，因此，其种类繁多，常用的光传感器包括：光敏电阻、光电管、光电倍增管、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。 图1.1 光电式传感器的组成 光传感器的物理基础是光电效应。光电效应通常分为内光电效应、外光电效应和光生伏特效应。 光敏电阻主要是根据敏感材料CdS、CdSe的内光电效应（光电导效应：高电阻率半导体受光照吸收光子能量后，产生电阻率降低而易于导电的现象）制成的。它是一种物质半导体充电器件，它具有灵敏度高、光谱响应范围宽、体积小、重量轻、机械强度高，耐冲击、耐振动、抗过载能力强和寿命长等特点。内光电效应的物理过程是：光照射到半导体材料上，材料中处于价带的电子吸收光子能量，越过禁带跃入导带，从而形成自由电子，与此同时价带也会相应地形成自由空穴，即激发出电子—空穴对，从而使导电性能增强，光线越强，阻值越低。
调光台灯的设计与制作
《电气自动化课程设计报告》 题目：调光台灯的设计与制作 系别：机电工程系 专业：电气自动化 班级：零九电气二班 学号：2009010102039 姓名：宋顺勋 指导教师：冯凯 2012年3月1日星期四
内容摘要 调光台灯是日常生活中必不可少的照明工具，和我们的生活息息相关。可是大家知道它的工作原理和制作方法吗？下面我们来介绍一下晶闸管相控调光台灯的工作原理和制作方法。 调光台灯是通过旋转调光旋钮进行调光的，也就是改变流过灯泡的电流强度，实现调光的。调光的方法有许多种，下面我们来介绍一下晶闸管相控调光法。 晶闸管相控调光法就是通过改变控制晶闸管的导通角，改变输出电压的大小，从而实现调光的。调光台灯由整流电路和触发电路组成，通过改变滑动电阻的来控制电压的大小，从而实现调光的。
目录 一、课程设计的目的 (1) 二、课程设计要求及内容 (2) 三、课程设计报告内容 (3) 四、课程设计的心得体会 (4) 五、参考文献 (5)
1.课程设计目的 毕业课程设计是课程的总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关先修课程的基本知识去解决某一实际问题的 基本训练，加深对该课程知识的理解。在整个教学计划中,它起着培养学生独立工作能力的重要作用。 通过本课程设计, 主要训练和培养学生的以下能力: 1. 通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础知识、基础理论、基本技能进行分析和解决问题的能力； 2.通过该系统的设计使学生进一步熟悉可控整流的应用，掌握印制电路板设计与制作的方法； 3. 培养查阅搜集与本设计有关书籍的资料(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜集)的能力； 4. 树立既考虑技术上的可行性,又考虑经济上的合理性,并注意提高分析和解决实际问题的能力； 5. 用简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 2.课程设计的要求及内容 1)晶闸管调光台灯电路的设计 2)晶闸管调光台灯元器件的选择与使用 3)调光台灯的波形仿真 4)调光台灯印制电路板制作与安装 3.课程设计报告内容
基于PWM调光的智能多功能台灯设计毕业设计
本科毕业设计 题目基于PWM的智能多功能台灯设计
郑州科技学院毕业设计（论文）任务书 题目基于PWM的智能多功能台灯设计 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： （1）功能要求：台灯能够自动调整光强亮度，检测环境温度，显示日历等。（2）硬件要求：整个系统的硬件部分包括单片机，键盘、显示和信号输出等。上述内容为基本要求，可按照自己的理解增加功能使之更完善。 基本要求： （1）明确毕业设计任务，复习与查阅有关资料。 （2）对设计进行简要说明，总体设计方案，设计电路，使用计算机绘图，画出详细的电路接线图，列出元器件清单。电路图要求工整、清楚、正确，并标明管脚。 （3）软件编程必须有流程图，程序必须加注释，各程序段的开始要注明该段功能和作用。 （4）要求使用A4打印稿，不少于2万字。格式遵照学校规定。 主要参考资料： （1）周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京航空航天大学出版社 （2）中国期刊全文数据库。 （3）“电子技术应用”、“电子设计应用”、“单片机与嵌入式系统应用”等期刊。（4）张毅刚.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨工业大学出版社 （5）https://www.360docs.net/doc/205483179.html,/a/zuopinzhanshi/diqijiedasaizuopin/ （6）https://www.360docs.net/doc/205483179.html,/forum/357/1 完成期限： 指导教师签名： 专业负责人签名： 年月日
郑州科技学院毕业设计（论文）开题报告 课题名称基于PWM的智能多功能台灯设计 课题来源教师拟定课题类型AX 指导教师曹卫峰 学生姓名韦洋学号201042004 专业自动化 开题报告内容：（调研资料的准备，设计的目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段内容及时间安排；完成设计（论文）所具备的条 件因素等。） 1. 调研资料的准备 毕业设计是对我们在大学所学知识的一次系统而全面的总结，要求有一定的深度和广度，只有这样才能把所学知识融会贯通，将知识转化为能力。为了为我们的老师、家长和我们自己画下一个完美的句号，调研资料准备如下：（1）在图书馆查阅与单片机、传感器、PWM脉宽调制相关电路等有关的文字书籍； （2）通过互连网查阅所使用芯片相关的电子资料，以及国内外相关技术； （3）通过老师的指导与解惑，对设计内容有基本的了解，确定所使用的单片机类型和芯片型号，掌握各种硬件原理。避免设计误区，争取高效率。 2. 设计的目的与要求 目的：利用单片机微控系统和各个集成电子模块设计出一款能够调节台灯亮度，能够显示时间，万年历，能够检测室内温度，拥有闹钟功能，有硬件设计图和软件设计流程图。 要求： （1）设计显示模块以及恒流驱动模块，时钟模块，按键系统，蜂鸣系统，温度检测等硬件电路； （2）设计PWM调光系统能够对LED进行调节。 （3）对设计的电路进行分析。 （4）设计软件程序流程图及软件主控制程序。 （5）设计调试程序与硬件电路相匹配完成智能控制。 3. 设计思路 为了达到设计的目的，经过反复查阅资料，设计出电路原理，熟悉为实现
自动调光台灯的设计毕业设计
酒泉职业技术学院 毕业设计（论文）2012级机电一体化专业
毕业设计（论文）任务书 学生姓名 专业班级：12机电一班 设计（论文）题目;自动调光台灯 一、设计要求 1．分析题目需完成的功能，问题描述准确．规范。 2．拟定实施方案,描述设计思路（框图）； 3．详尽规划内容 4．体现完整设计过程及交付最终作品 二、主要内容（提纲式的内容要求） 用光敏电阻制作一个自动调光台灯。使台灯的亮度根据周围环境照度自动调节，当周围环境照度较弱，亮度增大，反之则较小。 基本要求： 1．工作在常温、常压、静态、环境良好； 2．精度：0.1%FS； 3．分辨率：按参考文献上常用传感器类比； 4．测量范围：按参考文献上常用传感器类比； 5．传感器及其辅助结构设计（传感器结构简图1张）； 6．电路设计（控制流程图1张；硬件电路及分析，系统电路图1张）。 三、完成任务 1．设计思路与内容文档。 2．设计过程参考资料清单及资料文档。 3．最终作品。 指导老师（签名）： 教研室主任（签名）： 2014 年 4 月 28 日
毕业论文（设计）成绩评定表
目录 一、课题研究背景 (2) 二、基本原理简述 (2) 三、设计总体方案拟定 (8) 四、传感器的结构设计及计算 (8) 五、测控电路设计与计算 (9) 六、精度误差分析 (11) 七、抗干扰措施 (11) 1.参考文献 (12) 八、附录 (13)
自动亮度控制台灯 摘要：本课程设计的是一种供夜间阅读和书写有的光控制台灯，使周围书写区域内的照度免受电源电压、环境光变化的影响，使台灯周围的光线保持在人眼适宜的范围内，具有自亮度控制的功能。从而实现台灯的光线可以随着台灯周围的光线的变化而自动的调节自身为管的光量。当环境照度弱时，它发光亮度大；环境照度强时，它发光亮度就暗，从而起到节能和护眼睛的作用。 它涉及一种自动调节光照亮度的照明灯具。它包括一个带有光敏传感器的台灯，所述的台灯由电源插头、开关、灯泡和聚光灯罩构成，使用220伏交流电供电。在所述的台灯底座的上面设置一个光敏传感器，内有光敏电阻，它可以随桌面上亮度的变化而调节内部电流的变化，从而调整台灯亮度的变化，使桌面始终保持适宜的亮度。而当台灯周围的环境亮度超过一定的限度时，台灯会自动关闭；当环境亮度低于某一限度时，可以自动打开。本实用新型主要用于照明，亮度自动调节，保护视力。 关键词:自动调光；光敏电阻；光传感器
基于C51单片机和PWM调光的LED台灯设计
. . .. . . 摘要 LED台灯作为LED绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品。在实际的应用中，发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光，存在电能浪费；在周边亮度小时LED灯不能提供足够和恰当的光度。本文介绍了以STC89C51为控制核心，通过光敏电阻感应光度，并利用PWM调光技术对LED 进行光度的自动调节。同时设置手动控制。该LED台灯电路简单，很大程度上节省电能，延长LED灯寿命，适宜阅读。 关键词 LED台灯光度PID PWM调光自动调节 原创性声明 本设计所用到的程序代码和电路均是来自本团队，如没有经过允许，不得复制和。
目录 前言 (4) 总体方案设计 (5) 硬件设计 (5) 软件设计 (9) 总结 (12) 附录1：作品照片 (13) 附录2：程序 (15)
前言 LED照明又称固态照明，作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术，具有节能、环保、安全可靠的特点，固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源，代表照明技术的未来。发展新固态照明，不仅是照明领域的革命，而且符合当前政府提出的“建设资源节约型和环境友好型社会”的要求。 LED台灯就是以LED(Light Emitting Diode)即发光二极管为光源的台灯，LED是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED台灯是典型的绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品，具有广阔的应用前景。 在实际的应用中，发现LED灯在周边亮度大时依然以同一功率发光，存在电能浪费。另外一方面，因为LED的发热量和电流存在正相关的关系，发热影响了LED的寿命，所以在不必要的亮度下也减少了LED的寿命。然而，当LED 在周边亮度小时，LED灯不能提供足够和恰当的光度，这样又影响了阅读，造成视觉疲劳。