摘 要

此次设计的课题名称为“基于单片机的智能台灯设计”，智能台灯的设计旨在解决以往台灯照明亮度的不可调节、颜色单一等问题，这些功能的实现主要通过手机、电脑等来完成。除此之外，还要考虑台灯的应用场合来完成外形上的设计，以此来迎合消费者。

本文采用逐步分析的方法来阐述方案的实现过程，主要目的是用来验证大功率LED的驱动并实现亮度和色度改变的方案，在这个过程中将会涉及到单片机控制定时器输出PWM波、单片机通过串口控制WIFI模块并与电脑通信、大功率LED的电压输入方案设计等内容。最后介绍了LED亮度、色度的实现方案，并讲解了远程操作方案的实现过程。在上述功能验证之后，对项目中涉及到的所有内容做了一个简单的概括。

这里使用STM8芯片的定时器功能外加PAM2861芯片的方法来完成大功率LED亮度和色度的改变，使用ESP8266实现远程控制的目的。使用的芯片外设功能恰好能够满足项目的设计要求，比较熟悉它的配置流程，这样极大地简化了项目开发的流程。

关键词：单片机；智能台灯；WIFI；颜色；亮度

Abstract

The design of the project name is "based on SCM intelligent lamp design", the design of intelligent lamp to solve previous lamp lighting brightness regulation, single color and other issues, the realization of these functions mainly through mobile phones, computers and so on to complete. In addition, but also consider the application of table lamps to complete the design of the shape, in order to cater to consumers.

The stepwise regression analysis method to elaborate the scheme of the implementation process, the main purpose is to verify the high power LED drive and scheme to realize the change of luminance and chrominance. In this process will involve to SCM control timer output PWM wave, microcontroller through the serial port to control WiFi module and computer communication, high power led with voltage input scheme design. At last, the implementation scheme of LED brightness and chroma is introduced, and the realization process of remote operation scheme is explained. After the above functional verification, all the content involved in the project to do a simple summary.

Here the use of STM8 chip timer function plus PAM2861 chip method to complete the change of high power LED brightness and color, the use of ESP8266 to achieve the purpose of remote control. The use of the chip peripheral functions just to meet the design requirements of the project, more familiar with its configuration process, so that greatly simplifies the process of project development.

Key Words：MCU; Intelligent desk lamp; WIFI; colour; brightness

目录

第1章 绪论 1

1.1 项目开发的背景 1

1.2 项目开发的目的和意义 1

1.2.1 意义 1

1.2.2 目的 2

1.3 项目开发在国内外发展现状 2

1.4 主要内容和章节安排 4

第2章 系统方案设计 5

2.1 项目实现内容 5

2.2 各模块选项与分析 6

2.2.1 主控芯片的选型与分析 6

2.2.2 WIFI模块的选型与分析 6

2.2.3 LED驱动芯片的选型与分析 7

第3章 硬件详细设计 8

3.1 STM8评估板的前期准备学习 8

3.1.1 STM8小型开发版的学习 8

3.1.2 主控板的任务设计 9

3.2 大功率LED的驱动电路设计与测试 10

3.2.1 LED的简单介绍 10

3.2.2 LED的连接关系确定 10

3.2.3 PAM2861的供电方案测试 13

3.2.4 LED亮度和颜色的调试测试 14

3.3 3.4 WIFI模块的电路设计与测试 18

3.3.1 ESP8261模块通信测试 18

3.3.2 AT指令和模块工作状态分析 19

3.3.3 ESP8266网络通信功能测试 21

第4章 软件设计 23

4.1 软件开发环境的搭建和测试 23

4.2 STM8工程文件的搭建和调试 23

4.3 程序总体设计 24

第5章 外观设计与安装 26

5.1 外观设计 26

5.2 安装步骤 28

第6章 实验结果 31

6.1 项目效果预览 31

6.2 物料清单 32

6.3 成本分析 33

第7章 总结与展望 34

7.1 总结 34

7.2 期望 34

参考文献 35

致 谢 37

绪论

项目开发的背景

自从“智能生活”这一理念被提及以来，生活中接触到的产品似乎都在朝着“智能化”这个方向飞速发展。在家电这个领域，也实现了从“传统家电”到“智能家电”的过渡，身边也似乎总不乏有“智能产品”带给大家与“传统家电”不一样的生活体验，在用户的亲身体验期间，这种智能产品也在日趋成熟并走入了普通百姓家庭的日常生活。从“智能生活”中分离出一个小的部分并把它命名为“智能家居”，这一小的方面也就是现在大家着力研究的方向，这个领域的突破所带给大家的实用性是其他领域所不能企及的。伴随着“智能家居”的不断发展也促进了消费者生活水平的不断提高，与“传统家电”功能单一的特点不同的是，以“智能家居”为理念打造的产品不但满足了广大消费者对产品功能上面的需求，而且还改进了以往产品自身的缺点与不足并专门针对不足增加了一些功能，这种针对不足而改进过的产品极大地带动了行业的发展，也使智能产品在这个领域更具有优势。从以往单一地追求台灯的照明功能到现如今追求台灯的多样化功能，这一现象也巧妙地反映了科技正在逐步伸入人们的日常生活。

在整个“智能家居”领域，对“智能台灯”的研究也仅仅停留在改变亮度或颜色方面，这种改变的实现方法并没有设计到太多嵌入式领域的技术，改变亮度的实现方法有通过改变灯的数目的、也有改变两段所加电压大小的方法。这些机械式地改变影响亮度的参数虽然达到了预期的目的，但是并不能随意地去改变相应的参数。为了贴合“智能”这一全新的理念，可以应用嵌入式领域的知识去实现想要完成的功能。

项目开发的目的和意义

这里所设计的这款台灯，主要目的是实现台灯亮度和色度的自动调节、爱护使用者的眼睛、防止近视并矫正使用者的坐姿，同时实现对台灯的远程控制。

意义

这款台灯的设计灵感来自于大家在生活中养成的一些有碍健康的不良习惯，例如：当台灯的开关距离使用者比较远时，大家也就懒得去关灯。甚至在有些情况下，看书时直接趴在桌子上，这种不良的习惯也就在不知不觉的中就养成了，并造成了许多人出现了近视、脊柱弯曲等情况。同时，由于许多人不爱随手关灯，造成了电能在一定程度上的浪费。而这里设计的这款智能台灯，一方面可以更加节省电能，有利于环保。另一方面可以纠正使用者的坐姿，预防发现脊椎变形和近视现象，改善大家不好的生活习惯。最重要的，这款智能台灯也可以远程控制，省去了在黑暗情况下寻找台灯开关的麻烦。

目的

最终所设计的台灯主要的使用群体是学生和上班族，使用环境也仅仅针对夜晚小范围的学习照明，并不能用来给普通家庭照明。但是，台灯具备颜色和亮度的调节功能，可以在工作或者学习之余调节或者舒缓心情，照明效果也不逊于家庭灯泡。另外，远程控制功能的实现也更加符合智能生活这一理念，有比较广泛的应用市场。希望它的诞生，能够为这个领域注入一丝活力。