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基于红外感应的大功率LED工矿灯的设计
一、选题简介、意义
1、选题简介：
矿灯是各种矿场施工作业必不可少的工具之一，同时也是威胁作业工人生命安全的罪魁祸首，据不完全统计，中国矿难直接导致原因80%是因矿灯搭伙引起的。现在随着LED技术的进步直接带来的好处就是在矿灯行业的应用，LED矿灯的出现大大的降低了因为矿灯灯泡爆炸和井下拆换矿灯引爆瓦斯造成矿难的几率，同时LED的使用寿命和功率也小于传统的矿灯，再加上红外线感应的控制很好的节约了能源大大降低了矿难事故的发生率。
2、选题意义：
使用LED做为照明工具节相比传统照明工具有以下优点：
1）LED相比普通照明更加的节约能源，环保性能好，性价比高；
2）LED的响应时间要比普通的照明时间短；
3）LED的使用寿命长，不易损坏；
4）长时间工作温度要低于传统照明，理论上来说是冷光源，光电转换效率高。
LED的这些优点再加上用红外线感应做为控制，可以大大的节约人工，在有人经过时自动点亮，省去了人工操作的步骤，减少了开关闭合时的打火花的问题，增加了使用寿命减少了换灯的麻烦，降低了成本。该课题的实用价值比较高，更加的贴近生活实际，对大学中所学的知识也是一次较好的考察，对动手能力的考察也相对较高，设计所需原材料在市场上也比较容易买到，对自己的综合能力的提高是一次机会和挑战。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
课题研究：
1、主要研究内容：
主要针对一些需要大功率照明设备的场所设计，例如：大型井下作业照明、大型施工场所照明、大型停车场照明、大型活动现场照明和一些特殊场合的照明，设计只要改善传统照明不节能不环保不安全和易损坏等问题，充分利用LED的优点来补足传统照明的弊端，使产品更加的节能环保和安全，提高产品的使用寿命，降低照明所需的成本。
2、要解决的问题：
1）电源电路的设计，LED照明和传统照明电路对于电源的要求不同，所以需要设计新的照明电源电路；
2）传感器电路的设计，设计要求使用红外线对工矿灯进行控制，需要设计红外线传感器的电路；
3）延时电路的设计，设计要求在感应到人体后灯点亮，过一段时间后自动熄灭，需要设计延时电路控制电源的通断；
3、预期目标：
完成对各部分电路的设计然后进行焊接和组装，做出初步产品进行实验，对实验中所发现的问题进行及时的改正，进一步的完善产品的性能。
4、研究步骤、方法及措施：
1）到工矿灯市场进行调研，了解工矿灯的各项参数和顾客的需求；
2）根据市场调查回来的数据制定大致方案；
3）设计初步的电路图方案并加以完善；
4）确定最终的方案并做出实物找出不足进行改善；
5）将设计记录的方法和资料进行整理，编制出声明书。
基于红外感应的大功率LED工矿灯的设计
摘要：本课题所设计的大功率红外LED大功率矿灯控制系统，能够自动感知外接光线的强度和有人无人存在，当光线低于设定的最低值时，如果有人经过，单片机系统自动控制LED矿灯点亮，同时启动延时一段时间后自动关闭矿灯。系统具有1302时钟芯片能够显示实时时钟，具有键盘可以设定时钟及开灯最低值，显示采用LCD12864液晶，系统具有良好的人机交互。
关键词： 51单片机；LCD12864、光敏电阻、ADC0832、红外传感器。
Based on design of high-power infrared sensor LED mining lamp
Abstract ：High power infrared high power LED lamp control system designed by this topic, to strength with light perception and have no existence, when the light is lower than the minimum value set, if somebody passes, automatic control LED lamp lit the SCM system, at the same time start delay time after closing the miner's lamp. The system has 1302 clock chip can display real-time clock, with the keyboard can set the clock and turn on the lights the lowest value, using LCD12864 liquid crystal display, the system has a good human-computer interaction.
Key words：51 microcontroller;LCD12864,photosensitive resistor,ADC0832,infraredsensor.
一、选题简介、意义
1、选题简介：
矿灯是各种矿场施工作业必不可少的工具之一，同时也是威胁作业工人生命安全的罪魁祸首，据不完全统计，中国矿难直接导致原因80%是因矿灯搭伙引起的。现在随着LED技术的进步直接带来的好处就是在矿灯行业的应用，LED矿灯的出现大大的降低了因为矿灯灯泡爆炸和井下拆换矿灯引爆瓦斯造成矿难的几率，同时LED的使用寿命和功率也小于传统的矿灯，再加上红外线感应的控制很好的节约了能源大大降低了矿难事故的发生率。
2、选题意义：
使用LED做为照明工具节相比传统照明工具有以下优点：
1）LED相比普通照明更加的节约能源，环保性能好，性价比高；
2）LED的响应时间要比普通的照明时间短；
3）LED的使用寿命长，不易损坏；
4）长时间工作温度要低于传统照明，理论上来说是冷光源，光电转换效率高。
LED的这些优点再加上用红外线感应做为控制，可以大大的节约人工，在有人经过时自动点亮，省去了人工操作的步骤，减少了开关闭合时的打火花的问题，增加了使用寿命减少了换灯的麻烦，降低了成本。该课题的实用价值比较高，更加的贴近生活实际，对大学中所学的知识也是一次较好的考察，对动手能力的考察也相对较高，设计所需原材料在市场上也比较容易买到，对自己的综合能力的提高是一次机会和挑战。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
课题研究：
1、主要研究内容：
主要针对一些需要大功率照明设备的场所设计，例如：大型井下作业照明、大型施工场所照明、大型停车场照明、大型活动现场照明和一些特殊场合的照明，设计只要改善传统照明不节能不环保不安全和易损坏等问题，充分利用LED的优点来补足传统照明的弊端，使产品更加的节能环保和安全，提高产品的使用寿命，降低照明所需的成本。
2、要解决的问题：
1）电源电路的设计，LED照明和传统照明电路对于电源的要求不同，所以需要设计新的照明电源电路；
2）传感器电路的设计，设计要求使用红外线对工矿灯进行控制，需要设计红外线传感器的电路；
3）延时电路的设计，设计要求在感应到人体后灯点亮，过一段时间后自动熄灭，需要设计延时电路控制电源的通断；
3、预期目标：
完成对各部分电路的设计然后进行焊接和组装，做出初步产品进行实验，对实验中所发现的问题进行及时的改正，进一步的完善产品的性能。
4、研究步骤、方法及措施：
1）到工矿灯市场进行调研，了解工矿灯的各项参数和顾客的需求；
2）根据市场调查回来的数据制定大致方案；
3）设计初步的电路图方案并加以完善；
4）确定最终的方案并做出实物找出不足进行改善；
5）将设计记录的方法和资料进行整理，编制出声明书。
基于红外感应的大功率LED工矿灯的设计
摘要：本课题所设计的大功率红外LED大功率矿灯控制系统，能够自动感知外接光线的强度和有人无人存在，当光线低于设定的最低值时，如果有人经过，单片机系统自动控制LED矿灯点亮，同时启动延时一段时间后自动关闭矿灯。系统具有1302时钟芯片能够显示实时时钟，具有键盘可以设定时钟及开灯最低值，显示采用LCD12864液晶，系统具有良好的人机交互。
关键词： 51单片机；LCD12864、光敏电阻、ADC0832、红外传感器。
Based on design of high-power infrared sensor LED mining lamp
Abstract ：High power infrared high power LED lamp control system designed by this topic, to strength with light perception and have no existence, when the light is lower than the minimum value set, if somebody passes, automatic control LED lamp lit the SCM system, at the same time start delay time after closing the miner's lamp. The system has 1302 clock chip can display real-time clock, with the keyboard can set the clock and turn on the lights the lowest value, using LCD12864 liquid crystal display, the system has a good human-computer interaction.
Key words：51 microcontroller;LCD12864,photosensitive resistor,ADC0832,infraredsensor.
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究的背景 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 设计的主要目标任务 2
第二章 系统方案论证与对比 3
2.1 主控制芯片的选择 3
2.2电源电路的比较与选择 3
2.3 AD转换电路的选择 3
2.4 输出控制电路的选择 4
第三章 系统的硬件设计 5
3.1 系统总电路框图设计 5
3.2系统模块电路设计及原理 5
3.2.1单片机最小系统设计 5
3.2.2 LCD12864液晶显示电路设计 7
3.2.3 按键电路电路设计 11
3.2.4 光信号放大与转换电路设计 12
3.2.5 继电器控制电路设计 13
3.2.6 DS1302时钟电路电路设计 14
3.2.7 热释电人体感应电路设计 15
3.2.8 LED驱动电路设计 15
第四章 系统软件设计 19
4.1 软件总流程图设计 19
4.2 子程序流程图设计 19
4.2.1 按键控制子程序设计 19
4.2.2 液晶现实子程序设计 21
4.2.3 ADC数据采集子程序流程图 22
第五章 系统的调试 23
5.1 电路板导通检测 23
5.2常见的硬件故障 23
5.3硬件调试力法 23
总结 24
参考文献 25
致 谢 26
附录 27
参考文献
[1] 臧财运．LED在矿灯应用的技术探讨[J]．煤矿机电，2004(5)：89-91
[2] 李健，田行．锂电池线性充电管理芯片LTC4054 及其应用[J]．重庆教育学院学报，2004，17(3)：20-25
[3] 王光峰．白光LED 驱动电路的研究及其电路的设计[D] ．硕士学位论文．杭州：浙江大学信息科学与技术学院．2005.3.10
[4]张有亮.LED辅助补光照明灯及驱动模块[J].电子设计应用，2009.6：86-95
[5]周志敏，周纪海，纪爱华编著.LED驱动电路设计与应用[M].北京：人民邮电出版社，2007：75-115
[6]魏惠风.大功率LED路灯驱动电源设计[J].电工技术，2009.5：175-200
[7]Silvestro Fimiani .充分发挥LED照明的能效优势[J].电子设计应用，2009.6：78-90
[8]周志敏.高效率开关电源设计[M].北京：中国电力出版社，2008：135-156
[9]王中平.开关电源设计技术与应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2007：85-98
[10] Heinz van der Broeck，Georg Sauerlander，Matthias Wendt．Power Driver Topologies and Control Schemes for LEDs[J]．IEEE，2007，58：1319-1325
[11] Yam F K，Hassan Z．Innovative Advances in LED Technology[J]．Microelectronics，2005，36(2)：129-137
[12] 陈鸣，傅诚，周毅人．一种新颖的大功率白光LED 驱动电路设计[J]．光源与照明，2006(4)：12-18
参考文献
[1] 臧财运．LED在矿灯应用的技术探讨[J]．煤矿机电，2004(5)：89-91
[2] 李健，田行．锂电池线性充电管理芯片LTC4054 及其应用[J]．重庆教育学院学报，2004，17(3)：20-25
[3] 王光峰．白光LED 驱动电路的研究及其电路的设计[D] ．硕士学位论文．杭州：浙江大学信息科学与技术学院．2005.3.10
[4]张有亮.LED辅助补光照明灯及驱动模块[J].电子设计应用，2009.6：86-95
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[7]Silvestro Fimiani .充分发挥LED照明的能效优势[J].电子设计应用，2009.6：78-90
[8]周志敏.高效率开关电源设计[M].北京：中国电力出版社，2008：135-156
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[10] Heinz van der Broeck，Georg Sauerlander，Matthias Wendt．Power Driver Topologies and Control Schemes for LEDs[J]．IEEE，2007，58：1319-1325
[11] Yam F K，Hassan Z．Innovative Advances in LED Technology[J]．Microelectronics，2005，36(2)：129-137
[12] 陈鸣，傅诚，周毅人．一种新颖的大功率白光LED 驱动电路设计[J]．光源与照明，2006(4)：12-18