基于蓝牙的STM32智能LED灯光控制系统论文含程序

编号：毕业设计说明书题目：智能LED灯光控制系统_____________________________学院：信息与通信学院专业：学生姓名：学号：指导教师单位：姓名：职称：题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发2014年06月05日桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第2页共50页摘要利用LED大功率灯珠来照明除具有高效率、长寿命及无汞环保的优点外，还可以连续大范围调光也是目前广泛使用的荧光灯所不具备的特色功能。充分开发LED的这个特色功能，使LED光源和灯具能够满足不同环境的用户需求，可突破其成本对市场推广应用的阻碍作用。系统采用ARM（STM32F103VET6）作为主控芯片，用以控制四路恒流源（基于PT4115）来驱动四种颜色的LED灯珠，以达到不同的灯光效果。设计的LED照明系统具有三种常用的灯光模式，分别是：舞厅模式、卧室模式及客厅模式，在运行过程中可用手机或者按键来自由调节。同时可以随时开关灯、调节RGB的光强比例以达到你想要的灯光颜色及亮度的调节。在系统的运行过程中都有LED指示灯来指示当前系统的工作状态。对灯光的控制方式采用按键和手机蓝牙的组合控制方式，既可用按键或者蓝牙达到同样的控制效果。因为当前Android手机得到了人们的广泛使用，一般都配有蓝牙模块，只要在驱动电源中加入蓝牙接收信号模块，打开电源后与手机配对成功即可通过手机上的APP软件对LED灯光系统进行调光和开关的蓝牙无线控制，不用添加红外遥控器。而且蓝牙非常适合于点到点的信号传输，故用其于LED无线遥控调光是非常合适的。关键词：LED照明；STM32；恒流源；PT4115；蓝牙调光桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第3页共50页AbstractUseHighPowerLEDlightingfeaturesinadditiontohighefficiency,longlifeandnomercuryenvironmentaladvantages,butalsoawiderangeoffluorescentlampscanbecontinuouslydimmingiscurrentlywidelyuseddoesnotpossess.ThisfeaturesthefulldevelopmentofLED,theLEDlightsourcesandluminairesabletomeettheneedsofdifferentuserenvironments,canbreakthecostofmarketingapplicationsimpedimentThesystemuseARM(STM32F103VET6)asthemainchipusedtocontrolfourconstantcurrentsource(basedPT4115)todrivefourcolorLEDlampbeads,toachievedifferentlightingeffects.DesignofLEDlightingsystemshavethreecommonlightingmodes,namely:ballroommode,bedroomandlivingroommodemode,thephonecanbeusedduringtheoperationorthekeystofreedomofadjustment.Meanwhileyoucanalwaysswitchlights,adjustingthelightintensityratioofRGBtoachieveyourdesiredlightingcolorandbrightnessadjustment.InthecourseofoperationofthesystemhasLEDlightstoindicatetheworkingstatusofthecurrentsystem.ForlightingcontrolmethodusingacombinationofkeysandBluetoothphonecontrol,whichcanusekeysorBluetoothtoachievethesamecontroleffect.BecausethecurrentAndroidphonestogetpeople'swidelyused,aregenerallyequippedwithaBluetoothmodule,thereceivedsignalafterjustaddaBluetoothmoduleinthedrivepowersupply,turnonthepowerandthephonepairedtoyourphoneviaAPPsoftwaretoadjustLEDlightingsystemBluetoothwirelesslightcontrolswitch,withoutaddinganinfraredremotecontrol.AndBluetoothisidealforsignaltransmissioninpointtopoint,sowithitsLEDwirelessremotecontroldimmingisveryappropriate.Keywords:LEDlighting;STM32;constantcurrentsource;PT4115;Bluetoothdimming桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第4页共50页目录引言……………………………………………………………………………61设计背景及内容……………………………………………………………61.1选题背景与现状…………………………………………………………………………61.2设计内容…………………………………………………………………………………62系统方案设计………………………………………………………………72.1方案论证…………………………………………………………………………………72.1.1主控芯片………………………………………………………………………………72.1.2调光方式………………………………………………………………………………72.2系统框图说明……………………………………………………………………………83关键芯片说明………………………………………………………………93.1电源芯片LM2596………………………………………………………………………93.2微控制芯片STM32F103VET6…………………………………………………………103.3恒流源芯片PT4115……………………………………………………………………114硬件电路设计部分………………………………………………………124.1电源模块………………………………………………………………………………124.2微控制（STM32）模块…………………………………………………………………124.2.1复位电路……………………………………………………………………………134.2.2时钟电路……………………………………………………………………………134.2.3下载口………………………………………………………………………………144.3恒流源模块……………………………………………………………………………144.4风扇速度控制模块……………………………………………………………………184.5蓝牙模块………………………………………………………………………………194.6按键模块………………………………………………………………………………214.7LED指示灯模块………………………………………………………………………224.8灯座模块及AT24C16…………………………………………………………………234.9灯座温度传感模块……………………………………………………………………245程序设计模块……………………………………………………………245.1软件总流程图…………………………………………………………………………245.2恒流源控制模块………………………………………………………………………255.3蓝牙信号接收模块……………………………………………………………………255.4按键控制模块…………………………………………………………………………265.5LED指示灯模块………………………………………………………………………285.6温度采集及风扇控制模块……………………………………………………………28桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第5页共50页6软硬件调试………………………………………………………………296.1硬件调试………………………………………………………………………………296.2系统组装………………………………………………………………………………296.3软件调试………………………………………………………………………………306.4测试参数………………………………………………………………………………317总结………………………………………………………………………32谢辞……………………………………………………………………………33参考文献………………………………………………………………………34附录……………………………………………………………………………35桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸第6页共50页引言在不久的将来，智能照明将代替一般的照明器件，将会成为照明行业的新锐主流产品。照明产物，将要进入到“遥控时期”，不需要手触摸开关，只需要轻轻一按遥控，照明灯就能够自动开关或变换模式。选用LED集中监控及控制的智能照明体系，可根据灯具环境之需求，对LED路灯、院灯等进行智能调整光强，可节电约20%到30%，并可加长灯具使用寿命。本设计针对LED室内家庭照明进行智能化，扩展LED照明的功能和改善家庭照明质量。设计一种市电220VAC供电的大功率光源LED恒流控制电路、调光信号接收与处理电路。其中调光信号可通过无线和按键方式传输。将蓝牙模块和单片机嵌入在LED驱动电源中，利用Android智能手机与蓝牙模块实现无线连接，可在图形操作界面上对LED实现调光调色，系统兼备家庭舞台灯光的功能，同时可以通过按键实现对灯光的控制。1设计背景及内容1.1选题背景与现状智能照明概念自从上世纪90年代进入华夏市场以来，受市民的消费意识、市场环境、LED价钱、推行力度等各方面的响应，发展一直相对迟钝的形式。行业人士均认识到，使用者对智能照明的不了解是智能照明市场还处于初级阶段是最主要原因。近些年来，大陆LED智能化照明行业快速成长，呈现出了各类技术类公司。还显现出多种类型，别具特色的智能化开关器件。尽管当前智能灯控部分市场尚无构成大规模性全国消费，但大数智能照明公司还在尽力指引大陆的LED照明市场，在通道的建立上也一直在寻求着适合这个行业的商业形式，靠近现实需求的产品在慢慢加多。在灯具的功能定位和使用可靠性均已赢得了长足的进步。现在LED光源公司关于智能化概念的理解不是太清楚，公司对智能化是盲目研究，是看到眼前好处;而国外对智能化的了解是比较深入的，以人与环境的和谐为起点。一个原因是智能化是照明市场发展的方向，另一方面，现在出现的所谓的“智能化灯具”产品材料成本比较便宜，但是利润是较高的。其LED灯具的智能化主要呈现在以下几方面：能够根据场景对颜色和亮度等进行调节和控制的能力；可以根据个性化来设定系统：能够设置为“卧室模式”、“客厅模式”及“舞厅模式”等灯光情况，控制模式可选手机、红外遥控器、普通按键、红外线自动感应开关、光敏电阻等方式对照明系统状态模式进行一到一、一到多、多到一的机动管理。具备LED照明系统的光强连续调节，能够有效散热，使整个体系的运用加倍安全稳定。1.2设计内容（思路与结构）在本论文中，将对整个系统设计的软硬件进行全面的描述。大致分为以下几部分来说明本设计的内容：桂林电子科技大学毕业设计