基于单片机控制的LED应急灯答辩稿

题目：基于单片机控制的 姓名： 院系： 机 电 学 院 专业： 应用电子技术教育 导师： 目 录 1 摘要 2 传统应急灯的分析与改进 3 设计方案的研究 4 应急光源与电源的选择 5 硬件功能电路分析与设计 6 结束语 7 致谢 摘 要 本文阐述了 分析应急灯技术概况，提出采用 照明控制系统的主控制器以 据相关技术规范的要求，在完成传统应急灯基本控制要求的基础上，完善电路的控制要求，增加辅助控制功能。提高电路的可控性和可视性。主控制器在接收到外部电路送来的信号后，发出命令控制应急灯实现开启、关闭、定时控制等功能。 2 传统应急灯的分析 目前 ， 普通的应急灯多数是采用断电 启用式 ， 只要检测到外部断电 ， 就点亮应 急灯 。 不考虑当前是否有应急需要 。 通过在长期的使用中观察 ， 存在以 下的不足和缺点 。 一是消耗电能大 。 二是控制电路过于简单 。 三维修费用高 ， 蓄电池和照明灯泡易损坏 。 针对耗电量大 ， 可以改变照明光源 。 控制电路主要解决应急灯外部电源断电就开始工作 ， 首先考虑应急场所需要具备那些条件时才会实现灯亮照明 。 如下表所示 。 3 系统设计功能与结构 根据国家标准 消防应急灯具 (7945 2006) 应急灯具的要求 控制系统需要完成以下功能： (1) 光线充足或市电正常时，应急灯不亮； (2) 光线不强，且市电断开时，应急灯亮，且满足一定的时间要求。同时当市电恢复正常后，应急灯熄灭。 (3) 应该有工作状态指示灯用于分辨消防应急灯具工作状态是否正常 (4) 能够对电路进行测试功能。用于试验消防应急灯具能否转换到应急工作状态。 (5) 在长时间（一个月）不断电的情况下能够对充电电池进行放电处理。 系统设计主要包括硬件和软件两大部分 ， 依据控制系统的工作原理和技术性能 ， 将硬件和软件分开设计 。 硬件电路框图如下图所示 。 中央处理单元 光源及控制电路 辅助控制电路 应急判断电路 电源电路 应急灯电源电路 4 应急光源与电源的选择 传统应急灯发光体采用低压白炽灯 ， 直接采用 12 缺点是效率低 。 节能灯虽然耗电省 、 亮度高 。 但需要增加直流逆变部分 ， 成本升高 。 而且会产生高频电波辐射 ， 对手机 、 收音机等造成干扰 。 随着 由于 耗电量少 、 使用寿命长 、 安全可靠性强 、 有利于环保等优点 。 现在照明光源已逐渐发展为白光 因此本设计的光源选用高亮白光 作电压为 3V， 电流为 20 常用的容量较大的可充电电池有：镍 镍氢电池 ，铅酸电池等 ， 但铅酸蓄电池因其容量大 ， 价格廉价 充电技术成熟 ， 维护要求低 ， 而广泛用作应急灯的电源 。 故本设计选用小型免维护密封铅酸蓄电池 。 选标准系列： 12V、 2AH 5 硬件功能电路分析与设计 按照应急灯实际工作中的作用，设计系统的硬件电路可分为主要的几个部分。 央处理单元电路 电池充电电路 经过前面的分析 ， 我们知道恒压充电对蓄电池有很大的好处 ，蓄电池的充电电路我们采用恒压充电来设计 。 该电路主要有电源变压器 桥式整流滤波电路和集成三端稳压器 它主要是由调电阻 其中 R是可调电阻 12等综合作用后的等效电阻 ， 其值略小于可调电阻 所以选择 3 R 2352240)1)0 急监测电路 应急监测电路有两部分组成，一个是市电检测电路（市电显示电路），另一个是光控检测电路。任何一个条件满足时都不会点亮应急灯。只有同时满足这两个条件时，中央处理单元才会给外围电路发出控制信号，驱动应急灯点亮。这部分电路不仅要有硬件电路，同时还需要软件辅助完成。电路如下图所示。 在需要使用比较多 果将所有 需要 果将所有 需要所有 但限制着 且并联 动器的成本也会大增。解决办法是采用混联方式。选择工作电压为 3V，电流为20 灯亮时间为： 限流电阻： 02010 2 15 020 3312 期放电电路 在现实的生活当中，市电并不会经常地断开，因此蓄电池可能在一段长时间内用不到，但是经研究发现电池中电解溶液的硫酸铅闲置时间过长时，就会 “ 抱成 ” 团，结成小晶体，结晶后的硫酸铅充电时不但不能再还原成氧化铅，还会沉淀附着在电极板上，造成了电极板工作面积下降，这一现象叫老化。这时电池容量会逐渐下降，直至无法使用。电池 定期进行一次放电，有利于活化电池， 可以略微提升电池的容量。 过放保护电路 研究发现 12电电压不能低于 先给压比较器的两个管脚采集到电压。如果蓄电池放电电压使其端电压低于预先设定的过放电压值时，集成运放 脚电位低于 2脚电位， 6脚输出低电平，集成运放 脚接单片机 单片机送一个低电平信号，通过内部程序控制放电电路断开。 6结束语 本 文论述了采用单片机控制 传统应急灯的照明光源以及控制电路进行分析改进。分别提出改进措施，首先采用高亮白光 高了光源的发光效率，减少对电源的损耗，节约资源，降低成本。采用单片机 强电路的控制功能，提高了电路的可控性和可视性。但由于资料和水平有限，在电源显示和保护方面做的还不够完善，在以后的学习和设计中将会加以改进。 7 致谢 在大学的学习阶段，我要感谢机电学院的全体老师对我们的培养，使我们受益匪浅，在此，向您们致以崇