摘要：本文论述了基于51单片机控制的智能台灯设计分析，提出采用超声波测距，能实现智能识别阅读距离，并语音提醒，预防近视；采用256个LED点阵照明，亮度随意调节，灯管并具有静态与动态显字符、示图形与图案，个性化强，有一定的娱乐功能。本设计是单片机与传感器技术的一种产品创新，提供给人们在照明产品上更多的选择。

关键词：51单片机；超声波；LED智能台灯；点阵照明

中图分类号：G 文献标识码：A

随着经济的发展，人们生活水平的提高，台灯普遍用于日常生活照明。特别是随着LED灯的普及，LED台灯也得到广泛使用，但传统的LED台灯大多只限于照明，往往满足不了人们的需求，特别是满足人们个性化追求。目前市场上销售的台灯电子线路结构简单，功能较为单一。

本智能台灯的设计，功能多，智能化程度高，是数字电子技术领域51单片机应用技术与传感器技术的一种创新，重点体现在电路功能设计方面，具体表现在LED智能台灯的功能上。

一、智能台灯结构及工作原理

台灯硬件设计电路包括单片机主控电路、点阵照明电路、红外无线遥控电路、超声波距离检测电路、语音电路和按键控制电路、液晶显示电路、时钟电路等。

1.外观结构

主要包括灯管、灯臂、灯座、遥控器四部分。灯管部分由256个LED灯组成，单片机控制电路、及传感器模块内嵌在灯臂、灯座中，如图1所示。

2.电路组成

台灯的控制电路包括单片机模块、LED点阵模块、1602液晶模块、超声波模块、红外线模块、蜂鸣器模块、电子时钟模块等。

3.工作原理

图2是台灯总体电路设计原理图，图1是将电路原理图的各电路模块转换为对应实物的设计图。

1.台灯单片机主控电路：该电路由图中1 AT89C51单片机最小系统组成及相应的控制程序。

2.台灯的照明：照明采用4块8x8的LED点阵，该电路包含三块74HC573端口扩展模块，使用单片机的P0口和P2口控制。

3.台灯的液晶显示：台灯的信息显示采用1602液晶显示器，该电路包含1块74HC573端口扩展模块，1块1602液晶显示屏，数据端口采用单片机的P1口。

4.温度与时间：1602显示的温度与时间分别是通过采集温度传感器DS1802芯片与时钟DS1302芯片得到，这两个芯片是通过输入扩展芯片74LS224从单片机的P1口输进去的，采集到的温度与时间在液晶上显示。

5.无线遥控的实施：该台灯的无线遥控方式采用红外线，包括红外线遥控器与红外线接收管。红外线接收管通过输入扩展芯片74LS224连接到单片机的P1口，无线遥控器主要实现LED灯的开于关，亮度的调节，LED灯花样点亮显示控制。

6.看书距离提示：该功能电路的实现主要通过超声波距离检测芯片来实现，该芯片通过扩展芯片74LS224连接到单片机的P3口。

7.台灯面板控制：面板控制按键主要采用单片机独立按键来实现，由于单片机端口不够用，4个按键通过扩展芯片74LS224连接到单片机的P1口，一个直接连接到单片机的P1.7引脚，面板控制按键实现时间的设置，闹铃功能设置，台灯的开关控制，亮度调节。

8.声音提示：声音提示主要由连接到单片机P3.7的蜂鸣器实现，蜂鸣器主要功能是看书距离提示，按键操作声音提示，闹铃声音提示。

二、臺灯使用说明

1.默认功能：打开电源开关，台灯默认第5档照明，可根据照明亮度需要，使用遥控器设置档位亮度，液晶显示器上明显示时间、照明档位、当前阅读距离等。

2.阅读距离功能：台灯在正常照明的情况下，当人体靠近台灯前面一定距离时，蜂鸣器发出声音报警，提示阅读距离太近，这个阅读距离可根据个人情况通过遥控器设置。

3.定时功能：通过遥控器的功能按键设置，可实现闹钟功能，可实现定时开灯、定时关灯。

4.娱乐功能：通过遥控器的功能按键设置，可实现控制256个LED灯实现不同花样显示，动态显示图形与图案，如图3所示。

三、结束语

综上所述，本文论述了一种基于51单片机的智能台灯设计分析，采用单片机控制进行控制，除正常的照明外，并配备多种功能，整体结构简单，智能化程度高，操作方便，使用成本低。台灯能够很好地满足人们阅读照明的需求，并有阅读距离提示，使其养成良好的阅读习惯，保护眼睛，同时具备一些娱乐功能，达到劳役结合的目的。

参考文献

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[2]黄继昌：传感器工作原理及应用实例[A]，北京人民邮电出版社，2008.6，P35-P35

[3]吴爱萍：基于AT89C51的多功能红外遥控器设计[期刊论文]-仪表技术传感器 2008（8）

作者简介：黎有好（1983-），男，汉族，广西南宁人，研究生学历，广西理工职业技术学院电气自动化专业讲师，研究方向为自动控制技术、电子信息技术、传感器技术。

（作者单位：广西理工职业技术学院）