基于LPC1114的智能節能LED臺燈控制器設計

摘要：本設計采用NXP基于ARM Cortex M0的MCU--LPC1114作為核心控制器，利用其豐富的片內外設，通過環境光線傳感器和超聲波測距傳感器實時采集環境光線強度和用戶到LED臺燈的使用距離，并與通過用戶按鍵設置的LED臺燈使用距離和亮度進行對比，從而調節LPC1114的PWM輸出占空比，驅動LED臺燈驅動器，在保證LED臺燈使用視野亮度恒定的情況下，實現人走燈滅和根據環境光線強度智能調節LED臺燈亮度兩大功能，實現智能節能效果。本設計是一個高效、低成本且有良好用戶體驗的解決方案。

關鍵詞：LPC1114；LED臺燈；智能節能；控制器

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.2.015耗控制不精確，無法實現智能節能，用戶體驗較差[4]。

為了克服現有LED臺燈控制器的以上缺點，基于LED驅動器芯片大多數具有PWM（脈寬調制）控制輸入，而基于ARM Cortex M0的半導體微控制器（MCU）具有豐富的片內外設和低功耗特點[1]，正好能夠產生和控制一定頻率的PWM輸出。本設計提供了一種基于MCU、超聲波測距及光線強度傳感器的解決方案。以NXP

整個智能節能LED臺燈控制器由LED臺燈本身的220V-AC交流輸入，經臺燈的電源AC-DC模塊之后獲得的LED驅動器工作電壓9V[4]，經LDO電源轉換芯片AMS1117-5.0和AMS1117-3.3轉換得到5V和3.3V電壓，分別給LED驅動電路、超聲波傳感器、LCD1602液晶顯示屏和LPC1114及環境光線強度傳感器供電。

LPC1114的ADC通過采集環境光線傳感器輸出的環境光線強度，據此改變PWM占空比，PWM的輸出經后級的LED驅動電路濾波放大后自動控制LED亮度；超聲波測距傳感器實時測量用戶到lED臺燈的距離，從而為LPC1114智能控制LED臺燈的開啟/關閉提供可靠依據。用戶設置按鍵用

亮度Y0賦系統默認值；

第2步，讀取LED臺燈使用距離X0和使用亮度Y0并在液晶顯示器上顯示；

第3步，讀取超聲波測距傳感器測得的當前用戶到LED臺燈的實際距離X；

第4步，比較用戶設置的LED臺燈使用距離X0和當前用戶到LED臺燈的實際距離X：若X>X0，則轉到第5步執行，否則轉至第6步；

第5步，關閉LED臺燈，LPC1114進入睡眠低功耗模式，然后返回第2步繼續循環；

第6步，讀取環境光纖傳感器采集的當前LED臺燈視野內的光強Y；

第7步，比較用戶設置的LED臺燈使用亮度Y0和當前LED臺燈視野內的光強Y：若Y=Y0，則返回第2步；否則轉至第8步執行；

第8步，根據環境光線強度調節LPC1114的PWM輸出占空比，然后返回第2步繼續循環。

用戶設置的LED臺燈使用距離X0和使用亮度Y0在按鍵中斷處理程序得到更新。詳細軟件設計流程圖如圖7所示。

圖7中X0表示LED臺燈使用距離用戶設置值，X表示用戶當前到LED臺燈的實時距離；Y0表示LED臺燈光強（亮度）用戶設置值，Y表示當前實時的LED臺燈視野內的環境光線強度。圖7中左側流程為main（）函數循環，右側流程為按鍵中斷務函數。