在政府引导和技术进步的推动下,LED作为新一代的环保型高科技光源逐步取代了白炽灯和荧光灯等低效高功耗产品,并逐渐应用于室内照明领域中台灯的设计。随着市场需求的变化,台灯的设计开始融入新颖的设计理念和设计元素并朝着节能化,功能多样化以及智能化方向发展。研究基于绿色照明理念和科学技术元素的台灯系统具有重要的理论意义和实用价值。本文主要对台灯的照明系统和控制系统进行了研究,利用LED光源的特点和优势,结合单片机原理和应用技术,针对青少年学生群体设计了一种学习型台灯系统,并基于STM32单片机实现对台灯系统的控制。本文首先根据非成像光学理论采用等量划分原理完成照明系统中自由曲面透镜的设计,利用Trace Pro建立照明系统实验仿真模型,通过反馈优化理论对透镜进行优化。同时根据选择的合适光源设计LED驱动电路,使台灯有效照明区域内的照度达到大小的标准和均匀的分布。然后基于STM32,传感器模块以及2.8寸液晶触控屏搭建控制系统硬件平台,完成了硬件驱动设计。研究并设计了基于自适应调光算法和坐姿矫正算法的视力保护系统。最后设计了台灯的液晶显示系统,实现了数据显示、文件浏览、USB连接、记事编辑、系统设置以及应用中心六个功能模块。通过移植μC/OS-II操作系统实现了LED台灯系统中多任务实时和准确的运行。