基于51单片机设计的人体感应台灯
基于51单片机的智能台灯设计
摘要LED台灯作为LED绿色照明光源产品，作为国家绿色照明推广使用的产品。
随着时代发展，节能环保、健康与人们的日常生活变得密不可分，科技的进步，也使家电更加智能化和人性化。
台灯作为家电中基础的，也是必不可少的，所以，提出PWM调光灯设计。
该设计是以STC89C51RC单片机为控制核心的集多种功能于一体的智能LED台灯。
该台灯实现了光亮度具有手动、自动两种调节方式；具有呼吸模式功能，还具有红外遥控功能。
硬件设计部分分为单片机控制模块、按键模块、照明模块、光敏模块、LED指示模块、遥控模块等多个部分。
单片机主控制芯片选用STC89C51RC，LED指示模块选用三种不同颜色的小LED来指示不同的工作模式，通过按键模块来调整工作模式和LED的亮度，照明模块选用12草帽型白光LED，光敏模块选用ADC0809芯片实现对光敏信号的采集，并利用PWM 调光技术对LED进行光度的自动调节。
可以通过红外遥控远距离无线遥控，通过单片机C语言编程进行软件设计，综合实现了全部控制功能。
关键词LED台灯光度PWM调光自动调节AbstractLED lamp as LED green lighting products, as the country to promote the use of green lighting products. With the development of the times,energy saving and environmental protection, health and the peopledaily life are inseparable, the progress of science and technology,also makes home appliances more intelligent and humanized. The lamp as home appliances based, so is also essential,, put forward PWM dimming the lights design.The design is based on STC89C51RC SCM as control core and multi functions in one of the intelligent LED lamp. The table lamp realizes the brightness with manual, automatic two types of regulation;respiratory mode function, but also has the function of infrared remote control. The design of the hardware part consists of MCU control module, keyboard module, lighting module, photosensitive module,LED module, remote control module instruction. The MCU main control chip STC89C51RC, LED indicating module with three kinds ofdifferent colors of small LED to indicate different working modes,brightness through the key module to adjust the working mode and the LED lighting module, using 12 straw hat type white LED,photosensitive module uses ADC0809 chip implementation of a signal acquisition, automatic regulation and luminosity of LED using PWM dimming technology. Through the infrared remote control, wireless remote control, software design of the MCU C language programming,integrated control functions are realized by.Key wordLED lamp dimming automatically adjust luminosity of PWM目录第1章绪论 (5)1.1 课题研究背景 (5)1.2 系统方案的提出 (5)1.2.1 LED优势 (5)1.2.2 方案简述 (6)第2章系统方案的选择 (7)2.1 控制芯片的选择方案 (7)2.1.1 STC89C51RC (7)2.1.2 A VR单片机 (7)2.1.3 FPGA (8)2.1.4 主控制芯片的确定 (8)2.2 照明模块的选择 (8)2.2.1 三极管驱动 (8)2.2.2 PWM芯片控制 (9)2.2.3 照明方案的确定 (10)2.3 遥控模块的选择 (10)2.3.1 超再生无线模块 (10)2.3.2 红外遥控 (11)2.3.3 遥控方案的确定 (11)第3章硬件设计 (12)3.1 单片机STC89C51芯片简介 (12)3.2 LED驱动电路 (16)3.3 按键控制电路 (18)3.4 LED指示电路 (19)3.5自动控制电路 (19)3.5.1 光敏电路 (20)3.5.2 ADC0809模数转换 (20)3.6遥控电路 (21)第4章软件设计 (23)4.1 Keil C51 (23)4.2 Protel99SE (23)4.3 程序流程图 (25)第5章调试 (26)5.1 硬件调试 (26)5.2 软件调试 (26)第6章总结 (27)参考文献 (28)附录一：protel99se 原理图 (29)附录二：源程序 (30)前言LED照明又称固态照明，作为继白炽灯、荧光灯后的第三代照明技术，具有节能、环保、安全可靠的特点，固态光源是被业界看好的未来十年替换传统照明器具极具潜力的新型光源，代表照明技术的未来。
基于51单片机的智能台灯的设计与应用毕业设计(论文)
编号本科生毕业设计（论文）题目：基于51单片机的智能台灯的设计与应用物联网工程学院微电子学专业二〇一四年六月摘要随着社会在不断进步，高科技含量决定着产品发展的新趋势和前景，智能化技术在电子产品领域的应用意义深远.电子产品的快速发展，家用电器也越来越智能化，目前已经应用于实际中的有智能洗衣机，智能空调，智能电磁炉等，而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点，都是利用单片机作为中央控制单元.结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比，使用更方便，安全可靠性也更高，效率更高，最重要的是它们为能源节约提供巨大的帮助.智能台灯以专门感应人体红外信号的红外传感器为基础，这意味着仅当有人的时候，红外传感器才输出一个信号，经放大处理后达到单片机的输入门限电压，单片机开始运行，台灯自动点亮.当人离开的时候，单片机控制台灯自动关闭，以达到节约用电的目的.此外，单片机内的计时器将会计时一小时，在此之前如果人未离开，计时结束后，台灯上的蜂鸣器将会响起，提醒使用者应该离开休息一会儿，同时台灯将自动关闭，这个功能可以帮助保护使用者的视力.关键词：单片机；智能台灯；红外传感器；信号放大ABSTRACTWith the progress of society, the development prospect of new products depends on its high-technology content. As electronic products become more and more advanced, some domestic appliance seems ‘intelligent’ to some extent, and some technology has been applied into real life at present, such as smart washing machine, smart air-condition and intelligent induction cooker, etc. All of them have a common characteristic, that is, they all use a MCU（Micro Controller Unit）as their ‘brain’. Comparing with those household appliances which have no MCU, they are more convenient, safe and efficient. More important, they make great effort to the project of electrical energy saving.The intelligent desk lamp depend on a kind of infrared sensor which can perceive human beings, that means, it will output a signal when there is someone near it, this signal will be amplified and reach the threshold voltage to trigger the MCU, and then, the desk lamp will be automatically opened. When you leave, the desk lamp with be shutdown by MCU, this will help saving electrical energy. Besides, the MCU will timing for an hour, if you haven’t left when that time is up, the buzzer on it will remind you to take a rest, and the light will automatically shutdown at same time. This feature can protect your eyesight.Keyword: MCU; Intelligent Desk Lamp; Infrared Sensor; Signal Amplification目录第1章绪论 (1)1.1研究课题的意义 (1)1.2智能家电的历史和发展概况 (1)1.3本课题的研究内容、研究方法和实施方案 (2)第2章硬件电路系统设计 (5)2.1硬件系统的架构 (5)2.2中央控制模块 (5)2.2.1 STC89C52RC型单片机 (6)2.2.2 数码管扫描电路 (9)2.2.3 蜂鸣器和发光二极管回路 (10)2.3信号采集放大电路设计 (11)2.3.1 红外传感器RE200B (11)2.3.2 运算放大电路 (11)2.3.3 信号处理电路 (14)第3章软件系统设计与仿真 (15)3.1K EIL编程软件 (15)3.2单片机程序设计 (18)3.2.1 数码管动态扫描程序 (18)3.2.2 中断程序 (20)3.3仿真测试 (21)第4章结论与展望 (24)4.1结论 (24)4.2展望 (24)参考文献 (25)致谢26附录1第1章绪论1.1 研究课题的意义随着科技的发展，人们的生活水平不断提高，高科技产品越来越普及，如何研发能够大大提高人们生活质量并且使用便捷的家用电器成为家电产业的重要研究领域．台灯是人们在日常生活中必不可少的家用电器.相对于普通的日光灯，其功耗更小，亮度更集中，是人们在夜晚进行阅读和工作的得力助手，但是由于人们在离开时经常忘记关掉台灯，会造成很大的电力能源浪费.如果台灯离门较远，每当夜晚来临时，人们又要摸黑去开灯，非常不方便，也有一定的安全隐患.虽然现在出现运用传感器和微控制器自动控制灯开启与关闭的技术，并广泛运用于建筑走廊等处所，但是在家居生活方面，自动控制灯具开关的系统却十分少见，而且功能不够完善，不够“智能”，比如楼道中的照明灯通常都是采用声音控制.采用声控的方法可以有效的检测声音信号，再通过中央处理单元控制灯的亮灭，但却无法做到精确识别和屏蔽干扰，当环境中有较多噪声时，如当有车经过或是有宠物的声响时，照明灯将不可避免的被噪声影响而产生不必要的点亮，这将造成很大的能源浪费.因此在这里通过研究以检测人体红外辐射为基础的传感控制电路，来解决目前自动控制电路的不足.目前已有专门用来感应人体红外辐射波长（约为9.5 um）的红外传感器，这便为自动控制照明灯系统提供性能优良的信号采集模块.本课题设计了以51单片机为基础，通过红外传感器检测人体红外辐射信号来控制台灯开启关闭的电路系统.当有人出现在红外线传感器的探测范围内，并且满足一定其它设定条件（如光照强度较暗）时，信号采集模块可以提供一个有效的激励信号，经过运算放大电路和滤波电路放大滤波后的信号进入中央处理单元，通过相应指令控制灯的开启与关闭.51系列单片机作为一种通用型单片机，可以通过外接模块如传感器、存储器等来实现许多功能，本课题运用51单片机的内部计时模块来实现其他的功能，例如在一定时间人未离开桌面，则发出警告并自动熄灭，当人离开时红外传感器产生的信号将通过51单片机控制灯自动关灯，以达到节约能源的目的.1.2 智能家电的历史和发展概况在介绍智能家电的历史和发展之前，需要引入一个新的概念——智能家居.智能家居是以住宅为平台，通过设计将电子线路技术、网络通信技术、自动控制技术以及其他相关技术融入到与生活密切相关设施中的一种技术，它能够帮助提升家居的便捷性和舒适性，同时又能达到环保节能的目的.智能家电是智能家居中很重要的一部分，它主导着智能家居的发展方向，也承载着智能家居的主要技术.由于人们还没有完全认识到智能家电为我们的生活带来的巨大改善，以及市场消费观念还未完全形成，智能家电的发展还是较为缓慢.但随着智能家电市场推广措施的进一步落实，消费者对智能家电认识的深入，智能家电市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明.智能家电在中国的发展历程约有20余载，从人们最初的梦想，到如今真真切切走入我们的生活，经历了一个漫长而又艰难的发展过程.智能家电在中国的发展可以概况为四个阶段，分别是萌芽期、开创期、徘徊期和融合演变期[1].萌芽期（1994年到1999年）又称智能小区期，这是智能家电在中国的第一个发展阶段，这时整个行业还处在一个认知的阶段，国内还没有出现专门生产智能家电的厂商，仅有几家从事智能家电代理销售的公司，产品也大多不是销售给中国用户.随着国内企业对国外技术的学习和自主创新，我国的智能家居行业步入了开创期（2000年到2005年），国内先后注册了五十多家智能家电生产企业，当时主要集中在北京、上海、深圳、厦门等地.智能家电的市场营销、技术培训体系逐步完善起来，在此阶段，国外智能家电产品基本没有进入国内市场.但是国内市场发展过快，一些问题也随之而来，自2005年以后，由于智能家电企业的野蛮成长和恶性竞争，给智能家电行业带来了很大的负面影响，智能家电行业进入徘徊期（2006到2010年），许多厂商过度“包装”智能家电，夸大智能家电的功能，而实际产品却达不到宣传的效果，产品的不稳定导致较差的用户体验.同时厂商们只顾着快速扩张代理商的覆盖范围来提高自己的市场占有率，却忽略了对代理商最基本的培训和服务保障，导致了代理商经营困难，售后服务难以保证.用户和媒体开始质疑智能家电的实用性和可靠性，在消费上也变得更加谨慎，市场的增长开始减缓，甚至部分地区出现销售额下降的现象.在2006和2007这两年，大约有20多家智能家电生产企业因经营不善退出市场，各地代理商结业转行的也不在少数.许多坚持下来的智能家电企业，在这两年也经历了缩减规模的痛苦.就在这一时期，国外的智能家电品牌却暗度陈仓，悄然进入中国市场，目前活跃在市场上的国外智能家电品牌都是这一时期进入中国市场的，如LEGRAND、Honeywell、Schneider Electric 等.国内部分存活下来的企业也逐渐找到自己的发展方向，成为工业智能控制的厂家.虽然国内厂商把方向瞄准了工业控制，但从未放弃过智能家居的梦想.进入2011年以来，市场有了明显增长的势头，智能家电市场的增长说明智能家电行业进入了一个新的拐点，由徘徊期进入一个很重要的时期——融合演变期（2011年到如今）.在该阶段，智能家电进入一个相对快速的发展阶段，同时吸取了过去的教训，国内厂商们将协议与技术标准主动互通和融合，形成一个新的行业标准，这大大缩短了研发周期，也规范了产品的标准，减小了研发的困难.预计在接下来的五到十年，将是智能家电行业快速发展的时期，也是最不可琢磨的时期，智能家电行业作为提高生活质量，拓展消费市场的制高点，是国内各企业竞相争夺的战略高地，如果有谁能够掌握智能家居的技术，那么他将掌握人们未来的生活方式!正因为如此，国内优秀的家居企业越来越重视智能家电的开发，特别是对适应客户需求的智能家电的研究，一大批国内优秀的智能家电品牌正迅速崛起，逐渐成为智能家居产业中的翘楚!1.3 本课题的研究内容、研究方法和实施方案本课题运用红外传感器作为“智能控制”的基础，目前已知红外传感器可对人体红外信号做出响应，但是其响应的幅度和工作频率等参数将直接影响到信号采集放大电路模块的正常工作，因此合理选择红外传感器对电路的设计是十分重要的.要实现自动控制的功能，不仅需要掌握单片机的工作原理，还需要熟悉常用单片机的编程语言，完成该设计系统的单片机控制模块的程序编辑，尤其是对单片机的中断结构和计时功能必须进行更加深入的了解.信号采集放大模块的具体要求：设计出对人体信号采集放大的电路结构，并且要考虑到外部噪声的干扰，设计合理的滤波电路抑制干扰，在广泛借鉴各种设计的优点的同时，充分考虑设计中的各个环节，并运用仿真软件对电路进行仿真测试，最后制作实物对本课题的正确性进行验证.自动控制模块的具体要求：以51单片机为核心，蜂鸣器、八段数码管、发光二极管等元件构成外围电路，运用C语言或者汇编语言编写程序并在51单片机开发板上调试，模拟人来人走的情景，测试自动控制模块的响应能力和正确性，最后与信号采集放大电路相结合，实现具体的功能.采用的研究方法：通过阅读书籍掌握红外线传感器工作原理；选择合适的电气元件，绘制电路原理图；设计单片机控制台灯的点亮与熄灭的程序，并利用相关工具进行功能调试；将程序烧入进单片机中.实施方案：在课题的前期，大量阅读参考文献，了解当前热释电红外传感器的应用情况，对设计所需要的知识，包括红外传感器，51单片机等进行详细的了解；在课题的中期，通过对电路的分析，设计应用电路，重点在于信号的收集和电路的控制；在课题的后期，对设计的过程进行全面的整理，分析仿真的结果，对于设计过程中出现的问题进行分析总结，最后完成实物的制作以及论文的书写.江南大学学士学位论文第2章硬件电路系统设计2.1 硬件系统的架构本设计的硬件系统主要分为两部分，一部分为信号采集放大模块，另一部分为自动控制模块.信号采集放大模块以红外传感器和光敏电阻为基础，以运算放大器构成的滤波放大电路为核心，通过外加电容和调节电阻大小来实现稳定的滤波放大功能，要求当有人进入检测范围时能够输出一个稳定的高电平.自动控制模块以STC89C52RC单片机为核心，通过外接发光二极管、蜂鸣器报警电路和八段数码管搭建完整的台灯控制电路，该模块可以在有信号输入的时候开始计时，并在八段数码管上显示计时的时间，在达到设定的时间（如一个小时）后，产生一个激励信号开启蜂鸣器并关闭台灯.系统架构如图2-1所示．其中光敏电阻感应光信号，在光线较暗的情况下产生一个激励信号以开启红外传感器感应电路，红外传感器检测其监测范围内是否有人出现，通过放大滤波后产生一个有效的激励信号传送至单片机，此后通过单片机内部程序处理一系列的外围I/O信号.图2-1 系统总体设计图2.2 中央控制模块中央控制模块俗称单片机，最初源于“Single Chip Microcomputer（SCM）”，在单片机诞生时，因为它的组成与原理是基于计算机的，所以SCM是一个准确的、流行的称谓.随着SCM在技术上、体系结构上的进步，其主要作用已经是控制而不是计算了.国际上逐渐采用微控制器（Micro Controller Unit，MCU）来代替SCM，形成了单片机领域公认的、最终统一的名词.在国内因为单片机一词已约定俗成，故继续沿用.单片机就相当于将组成微型计算机的各功能部件：中央处理器CPU、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、只读存储器（Read Only Memory，ROM）、可编程存储器（Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM）、并行及串行输入输出I/O接口电路、定时/计数器、中断控制器等部件集成在一块半导体芯片上，构成一个完整的微型计算机[2].单片机内部具体结构如图2-2所示.随着大规模集成电路技术的发展，单片机内还可包含A/D、D/A转换器、高速输入/输出部件、DMA通道、浮点运算等新的特殊功能部件.图2-2 中央控制单元的内部架构图2.2.1 STC89C52RC型单片机目前世界上单片机生产厂商很多，如：Intel、Motorola、Philips、Atmel、SST、Winbond、Zilog等公司，本课题中使用的STC系列单片机是深圳宏晶公司的产品，其引脚如图2-3所示，它支持在线编程，烧录程序的时候不用再反复插拔单片机，使用方便，寿命较长.STC89C52RC型单片机在传承经典MCS-51内核设计理念的基础上，做了较多的技术改进与完善，使STC89C52RC芯片不仅具有传统51单片机具备的基础功能，还使单个芯片上拥有灵巧的8位CPU，功能上支持ISP（在系统可编程）与IAP（在应用可编程）等功能.STC89C52RC型单片机可为多种嵌入式控制应用系统提供更灵活、高效的应用系统解决方案.该单片机具有6时钟/机器周期和12时钟/机器周期的两种工作模式，其指令代码完全兼容传统8051；3.3 V~5.5 V的宽范围工作电压；0~40 MHz的可调工作频率，且实际工作频率可达48 MHz；采用PDIP封装8K字节程序存储空间，片上集成有512字节数据存储器；拥有32个通用I/O口：P0、P1、P2、P3，均为准双向口（弱上拉）；无需专用编程器和仿真器，可通过串口RXD（P3.0）和TXD（P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成较大程序的下载；内带2K字节EEPROM存储空间；具有3个16位定时器/计数器.即定时器T0、T1、T2；具有4个外部中断，触发方式可设置为下降沿中断或低电平触发，掉电模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒；通用异步串行口（UART），还可用定时/计数器编程实现多个UART；工作温度范围从0 ℃到75 ℃[3].此外，STC89C52RC型单片机支持两种节电模式，一种为空闲模式，另一种为掉电保护模式.当STC89C52RC在空闲模式下工作时，中央处理器停止工作，允许随机存取存储器、串行I/O口、定时/计数器、中断控制器维持工作；当STC89C52RC在掉电保护模式下工作时，随机存取存储器的内容被保存，振荡器被冻结，单片机的一切工作停止，直到下一次中断或硬件复位才开始正常工作.图2-3 STC89C52RC型单片机引脚图STC89C52RC的相关引脚定义如下：1)VCC/GND：两者为主电源引脚，GND为电源负端，一般视为接地；VCC为电源正端，STC89C52RC的VCC允许范围为3.3 V~5.5 V.2)XTAL1/XTAL2：这两个引脚为时钟电路的I/O端.XTAL1接外部晶体的一端，它是片内振荡器反向放大器的输入端.在采用外部时钟时，外部时钟振荡信号直接送入此引脚作为驱动端，其频率范围为0~40 MHz；XTAL2接外部晶体的另一端，它是片内振荡器反向放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率.若采用外部时钟电路时，此引脚应悬空不用[4].3)RST：复位输入端.在该引脚输入两个机器周期以上的高电平将使单片机复位.4)ALE/PROG：该引脚具有两种功能，即地址锁存允许输出/编程脉冲输入端.在访问片外存储器时，ALE作为锁存扩展地址低位字节的输出控制信号（称允许锁存地址），在一个指令周期中将丢失一个脉冲.在不访问片外存储器时，该端也以1/6的时钟振荡频率固定输出正脉冲，可供定时或其他需要使用，还可检测CPU是否已经工作.ALE端的负载驱动能力为8个LSTTL（低功耗高速TTL）.在固化片内存储器的程序（也称为烧录程序）时，此引脚用于输入编程负脉冲.5)PSEN：片外程序存储器选通控制信号端.在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为程序存储器读选通信号.CPU在向片外程序存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效.由于现在基本不再使用片外程序存储器，所以这个引脚也就没有用了.6)EA/VPP：该引脚有两种功能，即内、外程序存储器选择/编程电源输入端.当EA端接高电平时，CPU从片内程序存储器0000H单元开始执行程序，当地址超过4KB时，将自动执行片外程序存储器的程序.当EA端接低电平时，CPU仅访问片外程序存储器.即CPU直接从片外程序存储器0000H单元开始执行程序.在对片外程序存储器编程时，此引脚用于施加编程电压VPP.7)P0口：P0口是一个标准的双向8位并行接口，既可以作为通用I/O接口使用，也可以作为地址/数据线使用.由特殊功能寄存器P0管理P0口各位的工作状态，其地址为80H，各位地址为80H~87H.在访问片外存储器时，它分时提供低8位地址和8位数据，故这些I/O线有地址/数据总线之称，简写为AD0~AD7.在不做总线时，也可作为普通I/O接口使用.本课题采用P0口作为八段数码管字代码的输出口，由于P0口是漏极开路输出，在连接八段数码管时，需分别加上一个上拉电阻，同时可以防止LED数码管直接与高电位相连造成瞬间的大电流烧坏数码管.8)P1口：P1口是一个准双向的8位并行I/O口，主要作为通用I/O口使用，由特殊功能寄存器P1管理P1口各位的工作状态，其地址为90H，各位地址为90H~97H.STC89C52RC单片机的P1口除了可以作为一般的I/O接口，其中5位还有第二功能，见表2-1.由表可见P1.0、P1.1用于定时/计数器2，P1.5、P1.6、P1.7用于ISP功能，它的作用是把在PC上编号的程序通过所定义的这三根ISP接口线进行在线下载，即直接传输并固化到STC89C52RC单片机中的闪存中.固化时RST引脚要接到Vcc 端，编程前首先要擦除该芯片，接入SCK引脚的时钟频率不能大于单片机频率的1/16.这种方法比使用一般的编程器廉价、方便.表2-1 P1口的第二功能9)P2口：P2口是一个准双向的8位并行I/O口，既可以作为通用I/O接口使用，也可以作为高8位地址线使用.由特殊功能寄存器P2管理P2口各位的工作状态，其地址为A0H，各位地址为A0H~A7H.在访问片外存储器时，它输出高8位地址，即A8~A15.在不做总线时，也可以作为普通I/O接口使用.本课题中使用了P2.0~P2.3口通过电阻与PNP管的基极相连，PNP管的发射极与集电极分别接入电源和八段数码管的位选端相连，当P2.0~P2.3中有一位为低电平时，三极管导通，相应位选端被置高电平，对应位数码管显示数字.10)P3口：P3口是一个多功能的准双向8位并行I/O口，它的每一位既可以作为通用I/O接口使用，又具有第二功能，见表2-2.由特殊功能寄存器P3管理P3口各位的工作状态，其地址为B0H~B7H.本课题中使用了P3.0作为控制LED灯亮灭的输出端；P3.2口和P3.3口用做外部中断，P3.2和P3.3接入同一个信号接收端，分别用于控制灯的开启与熄灭；P3.4口与蜂鸣器回路连接，通过控制P3.4口的状态可以发出蜂鸣器警告.表2-2 P3口的第二功能P3.0口的各位第二功能的名称及作用P3.0 RXD（串行口的输入端）P3.1 TXD（串行口的输出端）P3.2 INT0（外部中断0输入端，两种触发方式：低电平触发和下降沿触发）P3.3 INT1（外部中断1输入端，两种触发方式：低电平触发和下降沿触发）P3.4 T0（定时/计数器0中断的外部输入端）P3.5 T1（定时/计数器1中断的外部输入端）P3.6 WR（片外RAM写入选通控制端）P3.7 RD（片外RAM读取选通控制端）2.2.2 数码管扫描电路本设计中所使用的数码管为共阳数码管.当段选为低电平时，所对应的灯段点亮，各位的段选通过一个电阻与P0口相连，这里必须接电阻，防止发光二极管过功率烧坏.位选端通过PNP型三极管与电源相连，PNP型三极管的基极通过一个电阻与P2口相连，控制数码管显示数值的位，其电路如图2-4所示：图2-4 数码管显示模块这里要特别注意数码管的位选端不能直接与P2口相连，在实际的电路调试中，若一开始将位选端与P2口相连，将会造成数码管各位显示的字段模糊，这是由于发光二极管属于二极管的一种，其发光主要是由于电子和空穴在该二极管的PN结处发生复合，并以光子的形式发出能量，当发出能量的波长恰好为某中可见光的波长时，就显示出该种颜色的光[5]，PN结的特性可知复合率和载流子的浓度等因素有关，因此必然和流过其内部的正向电流大小有关，而单片机的拉电流不足1 mA，这就造成了流过各数码管LED灯的电流很小，亮度较暗，显示的字段难以分辨.而通过PNP管接地后，形成一个完整的回路，可以通过改变与LED灯串联的电阻大小来调节电流，在选择合适的阻值后，数码管各位均可正常显示.两位共阳数码管（四位共阳数码管即为两个两位共阳数码管并接）电路原理如图2-5所示：图2-5 两位数码管内部结构图由图2-5原理图可知，当P2.0~P2.3口中的某一位为低电平时，其对应的PNP三极管导通，高电平VCC通过三极管输入到数码管对应位各段发光二级管的阳极，当P0.0~P0.7口中的某几位为低电平时，对应的发光二极管点亮，反之则是熄灭的.又由于编号为A~DP 的发光二极管在前面板中是以一定的位置关系摆放的，所以当输入特定的二进制代码的时候，在数码管的前面板上将会显示可见的数字形状，一般的共阳数码管可以显示0~F的字样，转换后的十六进制代码分别为：C0，F9，A4，B0，99，92，82，F8，80，90，88，83，C6，A1，86，8E[6].2.2.3 蜂鸣器和发光二极管回路因为要实现电路系统的定时警告功能，所以必须用到蜂鸣器，警报电路原理如图2-6所示，本设计采用的蜂鸣器为有源蜂鸣器，分正负极，必须正确的接在电路中才能正常工作.同理，发光二极管也有正负极，同时还要串联一个电阻，防止过功率烧坏[7].当外部激励信号输入（P3.1口）后，单片机通过P3.0口发送一个高电平信号开启发光二极管并通过内部程序开始计时，计时结束后，单片机将会改变P3.0为低电平关闭发光二极管并且通过P3.4口发送一连串的激励信号控制蜂鸣器有间隔的发出声响.该图中还包含两个按键开关，用来模拟外部中断0和外部中断1的输入.。
50-基于51单片机的智能台灯设计
50-基于51单片机的智能台灯设计具体实现功能系统由STC89C52单片机+L数码管+光敏电阻+人体感应模块+红外接近传感器模块构成。
具体功能：（1）亮度不够且有人靠近时台灯自动亮；（2）靠的太近会提醒坐姿不正（蜂鸣器）；（3）附近无人时台灯自动熄灭（30秒），时间可调；（4）根据环境亮度调节等亮度；（5）可手动调节台灯亮度；（6）设定学习时间。
设计背景台灯已是千家万户的必需生活用品，经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费。
当夜晚来临时，人们又摸黑去开灯，非常不方便。
在这里设计了以人体红外辐射（波长为9.5um）传感控制电路。
当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时，自动感应开灯；当人体太靠近桌面时，台灯自动感应，警告纠正坐姿，若在一定时间内未离开桌面则自动熄灭。
当人离开时则自动关灯，达到节约能源的目的。
硬件设计整体硬件电路是以51单片机为控制核心，主要由热释电红外传感器，光敏电阻信号处理电路，提醒电路，灯光控制电路，故障报警电路等组成。
单片机可将热释电红外传感器检测到的人体辐射红外信号及光强信号的模拟量转换成数字量。
（1）LED驱动电路LED驱动电路采用3路串联、每路4颗的LED灯，使用三极管S8050来控制LED灯的亮灭。
在软件上采用PWM控制方式，以此达到控制LED灯的亮度。
（2）光敏感应电路对于台灯亮度的感应采用了光敏电阻，利用光敏电阻的阻值随着亮度的改变而改变，电阻值的改变会改变光敏电阻上的电压值。
这时，通过AD转换器采集电压，转换成相应的光强数据传输给单片机。
（3）人体感应电路人体感应电路采用了HC-SR501基于红外线技术的数字传感器。
当传感器感应到人体时，传感器IO引脚输出高电平；当无人体时，传感器输出低电平。
（4）红外接近传感器红外接近传感器采用了E18-D80NK数字型传感器，检测到目标是低电平输出，正常状态是高电平输出；此传感器的功能为检测用户是否坐于台灯前。
软件设计程序开始后，对程序进行初始化。
基于51单片机的红外线遥控智能台灯设计-智能台灯的控制系统电路设计
基于51单片机的红外线遥控智能台灯设计-智能台灯的控制系统电路设计摘要随着社会的发展，智能产品也随着变化，电子产品快速发展，我们家用电器智能化越来越多，常见的智能家居如电饭煲，电磁炉，台灯等主要系统都具有一个共同的特点，那就是利用单片机控制系统作为本次的核心系统，因此带来巨大的方便，本次针对智能家居的台灯控制系统设计，对我国的智能家居发展是十分必要的，有着巨大的市场价值和市场潜力。
本设计以STC89C52为控制芯片，通过对红外传感器和光敏电阻的输出信息信号采集实现对LED灯的控制，达到模拟控制灯光的目的。
论文的主要的目的是完成智能灯光的硬件设计和软件设计，硬件设计的选择包括选型和电路设计；软件是对硬件的每个部分模块进行驱动，对于软件程序的编写可以将硬件部分传感器的数据采集和控制输出功能，从而做到灯光的智能控制。
关键词：STC89C52，智能台灯，光敏电阻，红外传感器Design of infrared remote control intelligent table lamp based on 51 single chip microcomputer-The control system circuit design ofintelligent table lampAbstractWith the development of society, intelligent products are also changing, and electronic products are developing rapidly. More and more intelligent home appliances are used. Common intelligent home systems such as rice cooker, electromagnetic stove, table lamp and so on have a common feature. That is to use the single-chip microcomputer control system as the core system of this time, which brings great convenience. This time, for the intelligent home The design of lamp control system is very necessary for the development of smart home in China, and has great market value and market potential.This design is based on STC89C52 as the control chip, through the acquisition of the output information signal of photoresist and infrared sensor to achieve the control of LED lamp, to achieve the purpose of analog control of light. The main purpose of this paper isto complete the hardware design and software design of intelligent lighting. The choice of hardware design includes selection and circuit design. The software is to drive each part of the hardware module. For the preparation of software program, the data acquisition and control output function of the hardware part of the sensor can be achieved, so as to make the lighting intelligent control.Key words: STC89C52; intelligent table lamp; photosensitive resistance; infrared sensor目录1 绪论 (3)1.1 本设计研究背景 (3)1.2 本设计的目的和意义 (3)1.3 设计方案的提出 (2)2 总体方案的选择 (2)2.1 主控芯片的选择 (2)2.2 三极管驱动模块 (3)2.3 热释电红外传感器 (3)2.4 光敏电阻 (3)2.5 报警模块的选择 (4)2.6 按键控制模块 (4)2.7 信号处理模块的选择 (5)2.8 手势模块的选择 (5)2.9 智能灯光方案的确定 (5)3 硬件设计 .................................................. 错误!未定义书签。
基于C51单片机的智能台灯的设计与实现精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版基于C51单片机的智能台灯的设计与实现摘要：本文简要论述了本次课题智能台灯的背景意义及台灯的发展历程，着重论述了以一款STC12为控制核心，选用ESP8266wifi模块为无线传输方式，设计并制作的一款新型只能台灯。
该款智能台灯系统独特的设计了两种不同的工作方式。
模式一：本地模式，通过红外感应是否有人靠近，光线感应模块感应环境光亮度，当有人靠近时打开台灯，并根据环境光调节亮度；模式二：远程控制模式，通过ESP8266作为wifi信号传输工具，在利用手机上的上位机实现台灯的远程操作，包括打开关闭台灯以及亮度控制，其亮度利用单片机的PWM输出进行调节实现。
通过测试可知，这款新型智能台灯能够实现预定功能。
具有响应速度快，便携、节能等优点，在智能家居领域具有很大的应用价值。
关键词：台灯；STC12；亮度；红外；wifi；Title：Design of intelligent desk lamp based on 51 single chipmicrocomputerAbstract: This paper briefly discusses the background meaning of the smart table lamp and the development history of the table lamp, focusing on the STC12 as the control core.the selection of ESP8266wifi module as the wireless transmission mode, the design and production of a new only table lamp.The smart desk lamp system is uniquely designed to work in two different ways.Mode 1: in the local mode, the light sensor module can sense the ambient brightness by infrared sensing whether someone is near, turn on the lamp when someone is near, and adjust the brightness according to the ambient light;Mode 2: remote control mode, ESP8266 as a wifi signal transmission tool, the use of mobile phone on the upper computer to achieve the remote operation of the table lamp, including turning on and off the table lamp and brightness control, the brightness of the use ofMCU PWM output to adjust the realization.Tests show that this new smart desk lamp can perform the intended function.With the advantages of quick response, portability and energy saving, it has great application value in the field of smart home.Keywords: Desk lamp；STC12；Brightness；Infrared；Wifi；目录摘要 (1)ABSTRACT (1)1 绪论 (2)1.1课题研究背景 (3)1.2智能台灯的优势 (3)1.3课题研究目标及本文主要内容 (4)2 系统总体设计方案 (4)2.1总体设计方案 (5)2.2模块选型 (5)2.2.1 单片机主控 (5)2.2.2 ESP8266 WIFI模块 (8)2.2.3 人体红外感应模块HC-SR501 (9)2.3软件开发平台 (10)3硬件电路实现 (11)3.1单片机最小系统 (11)3.1.1复位电路 (11)3.1.2时钟振荡电路 (11)3.2WIFI模块及电源电路 (12)3.3HC-SR501人体红外感应电路 (12)3.4环境光检测模块 (13)3.5LED驱动电路 (13)4 程序设计 (14)4.1主程序流程图 (14)4.2本地操作模式 (14)4.3远程操作模式 (15)4.4PWM输出 (16)5 实物调试 (18)6 结语 (19)附录1 (19)1 绪论1.1 课题研究背景在如今高速发展的科技生活及社会中，各式各样的产品都普遍科技化、很多越来越智能化的家具及电器进入人们生活，这样的高科技发展的前提下人们的工作效率得到非常大的提高、人们的生活也被改善，智能化的生活是人类追求的理想生活，所以这也是科技社会发展的一个趋势。
基于51单片机的智能LED台灯设计
基于51单片机的智能LED台灯设计智能LED台灯是一种基于51单片机的智能家居产品，它结合了LED照明技术和智能控制技术，能够实现远程控制、光线感应、色温调节等多种功能。
下面将详细介绍智能LED台灯的设计。
1.设计要求智能LED台灯的设计要求包括以下几个方面：1.1外观设计：台灯外观简洁大方，符合人体工学原理，便于使用和操作。
1.2光线感应：根据环境光强度感知灯光亮度，实现自动调光。
1.3远程控制：利用无线技术实现对台灯的远程控制，实现开关、调光、调色等功能。
1.4色温调节：根据不同需求调节台灯的色温，例如白天使用冷色光照明，晚上使用暖色光。
1.5电源管理：具备过载、过压、过流保护功能，确保台灯的安全使用。
1.6节能环保：尽量采用低功耗的LED光源，减少能源消耗。
2.设计方案2.1硬件设计智能LED台灯的硬件设计主要包括单片机、LED光源、传感器和电源。
2.1.1单片机：选择51单片机作为控制核心，具有较高的性能和稳定性。
2.1.2LED光源：选择高亮度、节能的LED作为光源，使用PWM调光技术实现亮度的调节。
2.1.3光线传感器：使用光敏电阻作为光线传感器，通过检测环境光强度来实现自动调光功能。
2.1.4温度传感器：使用温度传感器，实时检测环境温度，并根据温度调节台灯的色温。
2.1.5无线模块：选择合适的无线模块，实现远程控制功能。
2.1.6电源管理：设计适当的电源管理电路，确保电源的稳定性和安全性。
2.2软件设计智能LED台灯的软件设计主要包括系统架构设计、功能实现和外设驱动。
2.2.1系统架构设计：将整个系统分为传感器数据采集模块、控制模块、通信模块和驱动模块。
2.2.2自动调光功能：通过光线传感器检测环境光强度，根据设定的光照亮度范围，控制LED光源的亮度。
2.2.3远程控制功能：利用无线通信模块，实现远程控制台灯的开关、调光和调色功能。
2.2.4色温调节功能：通过温度传感器监测环境温度，根据设定的温度范围，控制LED光源的色温。
基于51单片机的智能台灯设计
近 视 的 目的 。
目前，第三类智能台灯功能完善，智能化高，但 市面上
的价格 一般比较高，制约 了智能台灯的推广 与发展。 基于以
上 的背 景，本文设计了一种 以 ＳＴＣ８９Ｃ５１单片机为控制核心 ，
图 ｌ 系统 硬 件 结 构 框 图
以人体 红外辐 射 （波长 为 ９．５Ｎｍ）传感 器控 制 电路 的智 能
基于 ５ ｌ单片机 的智 能 台灯 设计
作者／魏炽旭、林泉康 ，三明学院机 电工程学院
文章摘要 ：目前市面上的台灯多以普通 白炽灯、节能灯作 为光源 ，采 用的是手动调节亮度，存在耗 电量大 ，损害视力等 问题。本文提 出一 种 以５ｌ单片机为主控芯片 ，以感应 人体红 外信号的热释电红外传感器为基础的智能 台灯设计。 当有人且Ｉ不境亮度较低 时，台灯 自动开 灯， 且 台灯亮度随着环境光强变化而变化 ；在学 习中，当使用 者的身体太靠近桌面时，台灯警报 ；在无人时 ，台灯 自动熄灭。本 设计一 方面可 以做 到节约 能源，有利于环保 ，另一方面可以纠正 使用者的坐姿 ，预防脊椎变形 和眼睛近视。 关键词 ：智能化技术 ；智能台灯；单片机
两种 模 式 分 别 检 测 。
醒改正坐姿。在使用者离开相应 的时 间则 自动关灯 ，起 到了
在 系 统 软 件 设 计 初 始 ，对 系 统 上 电 后 的 初 始 工 作 模 式 设 节 约 能 源 的 作 用 。 手 动 模 式 是 台灯 灯 光 的 亮 度 不 随 外 界 环 境
台灯 ，具有 自动和手动两种工作模式。在 自动模式下 ，台灯
本设 计在对 系统功 能要求 以及硬性条件进行考虑外 ，还
通 过 检 测 环 境 的 光 强 以及 是 否 检 测 到 人 来 自动 开 启 台灯 。 手 要考虑控制 中心与外部各个模块 的通信 以及各模块之间能够
基于单片机的智能台灯设计
基于单片机的智能台灯设计摘要社会在不断进步，人类在不断追求，市场在不断变化，高科技应用含量决定着产品发展的新趋势和前景，智能化技术在电子产品领域的应用意义深远。
随着电子产品的快速发展，家用电器也越来越偏向智能化，已经应用于实际中的有智能洗衣机，智能电饭锅，智能电磁炉等，而所用的智能化家用电器都用一个共同的特点，都是利用单片机作为中央控制单元。
结合了单片机的智能家用电器和普通家用电器相比，功能上更强，使用更方便，安全可靠性也更高，最重要的是更节省电能，提高了家用电器的品质。
智能台灯以专门感应人体红外信号的热释电红外传感器为基础，以BISS0001信号处理电路，利用单片机进行处理，以达到便于控制的目的。
当房间亮度不够时，且有人在附近时，台灯便会自动点亮，省去了黑暗中摸开关麻烦；当学习时由于靠桌面太近，造成坐姿不正，系统就会提示，以纠正坐姿，防止近视；学习太累了时，趴在桌子上睡会儿时，台灯就会自动熄灭；当无人在时，系统也会使台灯自动熄灭，以达到节省能源的目的。
关键词：智能台灯 BISS0001 单片机 AT89C51Title：Intelligent desk lamp design Based on MCUAbstractSocial progress and human in the constant pursuit, the market in a constantly changing, high-tech application content decided the new trend of development of the product and prospects, intelligent technology in the electronic products in the fields of application of meaning. With the rapid development of electronic products, household appliances, has more and more is also turn to intelligent applied in practice of intelligent washing machine, intelligent electric, intelligent induction cooker etc, and the intelligent household appliances are used with a common characteristics, are using single chip microcomputer as the central control unit. Combined with MCU intelligent household appliances and ordinary household appliances, stronger than on the function, use more convenient, safety reliability also higher, the most important is the more to save electric energy, improve the quality of the household appliances.Intelligence desk lamp for specifically induction human heat-releasing infrared signal based on infrared sensors, BISS0001 signal processing circuit, using single chip computer processing, in order to achieve the purpose of easy control. When the room and someone when insufficient brightness around, desk lamp will be lighted, tell the darkness touch switch trouble; When learning on the desktop is too close, due to causes posture is not straight, the system will hint, in order to correct posture, preventing myopia; Learning too tired, sleep on his desk lamp when, it will automatically out; When no one in, the system also can make desk lamp extinguishes, in order to achieve automatic save energy purposesKeywords：Intelligence desk lamp BISS0001 microcontroller AT89C51目录摘要 (II)Abstract (III)1 绪论 (1)1.1 智能台灯系统概述 (1)1.2 毕业设计内容 (2)2.系统主要器件介绍 (4)2.1 AT89C51 (4)2.2 BISS0001 (7)2.3 DAC0832 (8)2.4 74LS138 (9)3.系统组成及电路设计 (12)3.1 系统组成部分 (12)3.2 电路设计部分 (13)4.传感器部分 (18)4.1热释电红外传感器的原理特性 (18)4.2热释电红外传感器的工作原理 (18)4.3光敏电阻 (19)5. 软件程序设计 (21)5.1 总体程序框图 (21)5.2 主程序流程图 (21)总结及展望 (23)致谢................................................. 错误!未定义书签。
基于51单片机的多功能智能台灯设计
3 硬件设计
HARDWARE DESIGN
3.1 系统概述
整个系统以STC89C52单片机为核心器件，加上阻容晶体振荡器构成单片机最小系统。其他模块围绕单片 机最小系统展开。其中照明设备采用USB小灯模拟，使设计在外观上更加美观。USB小灯内部，有6颗白色 LED灯；光照强度采集模块，是使用光敏电阻和ADC0832方案；指示灯模块由一颗绿色的小灯构成，指示灯 亮时是自动模式，熄灭时是手动模式；人体感应采用红外热释传感器，该传感器灵敏度高，操作控制简单； 按键模块由3个按键组成，包括模式切换按键、亮度减少按键和亮度增加按键；供电采用常用的USB 5V进行 供电方式。系统框图如图下图所示。
低、功耗低等优点，得到了迅速发展和广泛普及。单片机具有强大的算术运算功能，软件编程灵活，自由度大，可以用软 件编程实现各种逻辑功能。自带定时器和计数器，可用于定时和计数，具有功耗低、体积小、计数成熟、成本低等优点。 在以上分析的基础上，拟定了以STC89C52单片机为控制器的第二种方案。
选题 总体实现功能为：
4 软件设计
4.2 程序代码
SOFTWARE DESIGN
4 软件设计
4.2 程序代码
SOFTWARE DESIGN
4 软件设计
一方面，我国政府非常重视节能和经济，目前我国城市公共照明每年支出数百亿元，应积极推广国际流 行的全数字智能路灯节能控制技术，即智能光源降压、稳压、调光技术。另一方面，近年来，我国青少年近 视发病率越来越高，病例数居世界第一。关注我国青少年视力健康，加强中小学生近视防治迫在眉睫。我国 中小学生之所以出现这么严重的近视问题，原因一是因为坐姿不当，二是由于没有正确使用台灯。当光线开 始昏暗时忘记及时打开台灯，或者长时间在高亮度的台灯下工作，久而久之，都会对视力开始一定的影响。 虽然目前市场上已经开始有调节亮度的台灯出现了，但是还是不具备自动调节亮度功能，所以还称不上所谓 的智能台灯。本设计所制作的多功能智能台灯，同时具备手动调节和自动调节两种模式，还加入人体检测功 能，实现了人走灯灭的效果。在保护眼睛视力的同时，还能为节能环保做出一份贡献。
单片机人体感应的光感智能台灯设计
单片机人体感应的光感智能台灯设计
单片机人体感应的光感智能台灯设计是一种以人体活动作为控制和调节台灯开关的新型设计。
它充分体现出了以用户为中心的设计理念，在传统的台灯装置上采用了单片机技术、光感技术和人体运动感知的功能，使得台灯能够根据人体的进出而自动调整亮度，以节省电源并提供安全的照明环境，并且可以通过手机APP远程控制。
首先，通过单片机模块实现台灯的开关，台灯的一端装有光感模块，当人体进入照射区域时，光感模块将发出信号，单片机接收到信号后会通过执行程序来控制台灯的亮了，当人体出去后，单片机会检测到光感模块的信号，然后关闭该台灯。
此外，单片机还可以通过检测人体的动作来调节台灯的亮度，比如当人体进入照射区域时，台灯会自动亮起低亮度，当人体在该区域内存在一定时间后，台灯就会自动调节到高亮度，以提供良好的照明环境，并节省电源。
最后，用户还可以通过手机APP来远程控制台灯，调整台灯的开关以及亮度等等，实现灯光的自主控制。
以上就是单片机人体感应的光感智能台灯设计的主要内容，它是一种全新的应用，用于解决传统台灯的不足，让用户有更好的使用体验。
基于51单片机的智能台灯的设计与实现
基于51单片机的智能台灯的设计与实现一、本文概述随着科技的不断发展，智能家居逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
智能台灯作为智能家居的一个重要组成部分，其功能多样性和使用便捷性受到了广大用户的青睐。
本文旨在探讨基于51单片机的智能台灯的设计与实现。
我们将从需求分析、硬件设计、软件编程和系统测试等方面，全面介绍如何利用51单片机构建一个功能完善的智能台灯。
本文将首先分析智能台灯的市场需求和技术要求，确定台灯应具备的基本功能和性能指标。
在此基础上，我们将设计并搭建智能台灯的硬件平台，包括光源选择、驱动电路、传感器模块和51单片机等关键部件的选型和连接。
随后，我们将通过软件编程实现台灯的智能化控制，包括定时开关、光线自动调节、手势识别等功能。
我们将对系统进行测试和优化，确保台灯的稳定性和可靠性。
通过本文的介绍，读者可以了解到基于51单片机的智能台灯的设计与实现过程，掌握相关的硬件和软件技术，为开发类似智能家居产品提供参考和借鉴。
二、系统总体设计本设计的目标是基于51单片机开发一款智能台灯，实现自动亮度调节、定时开关、手势识别控制等基本功能，并通过用户界面提供友好的交互体验。
智能台灯还应具备节能环保、操作简便、稳定可靠等特点。
系统总体架构包括硬件设计和软件设计两部分。
硬件设计主要涵盖单片机选型、传感器选择、电源电路、LED驱动电路、人机交互界面等。
软件设计则包括系统初始化、传感器数据采集与处理、LED亮度控制算法、定时任务管理、手势识别算法等。
自动亮度调节模块：利用光敏传感器检测环境光线强度，通过算法计算得出LED灯应调节到的亮度值，实现自动亮度调节功能。
定时开关模块：用户可设定台灯的开启和关闭时间，系统根据设定时间自动控制台灯的开关状态。
手势识别控制模块：通过集成在手台灯上的手势识别传感器，识别用户的手势动作，实现开关灯、调节亮度等控制功能。
人机交互界面：设计简洁明了的用户界面，展示当前台灯状态、环境光线强度等信息，并提供用户设置接口。
基于51单片机的智能台灯设计
基于51单片机的智能台灯设计智能台灯设计基于51单片机，可以通过人体红外感应和光敏电阻等传感器，实现自动感应开关和亮度调节等功能。
以下是该设计的详细描述：1.硬件设计：-使用51单片机作为主控芯片，具有强大的计算和控制能力。
-人体红外传感器，用于感知人体的存在和活动。
-光敏电阻，用于感知周围环境光照强度。
-LED灯作为光源，可以实现亮度的调节。
-按钮开关，用于手动控制台灯的开关和亮度调节。
2.软件设计：-使用C语言编程，通过51单片机的IO口与传感器和LED灯进行通信和控制。
-通过人体红外传感器的信号，判断人体的存在和活动，从而实现自动感应开关。
当人体靠近台灯时，台灯自动开启；当人体离开一段时间后，台灯自动关闭。
-通过光敏电阻的信号，实时感知周围的光照强度。
根据环境光照强度的变化，自动调节LED灯的亮度。
在环境光照强度较暗时，台灯亮度增加；在环境光照强度较亮时，台灯亮度减小。
-通过按钮开关，实现手动控制台灯的开关和亮度调节。
用户可以根据实际需求，手动调节灯的亮度或关闭台灯。
-通过数码管或LCD显示屏，显示当前台灯的亮度等信息。
3.功能拓展：-可以通过无线通信模块，实现与手机APP的连接。
用户可以通过手机APP远程控制台灯的开关和亮度调节，实现更便捷的操作和控制。
-可以添加语音控制功能，通过语音指令控制台灯的开关和亮度调节，提高用户体验和交互性。
-可以添加定时开关功能，根据用户设定的时间，在指定的时间点自动开启或关闭台灯，方便用户的生活和工作需求。
-可以添加多色温调节功能，支持冷光和暖光的切换，满足用户不同光源需求。
综上所述，基于51单片机的智能台灯设计可以通过人体红外感应和光敏电阻等传感器，实现自动感应开关和亮度调节等功能。
同时，还可以根据用户需求添加更多的功能和拓展。
通过该设计，可以提高台灯的使用便利性和人体感知能力，为用户创造更舒适的灯光环境。
基于单片机的智能台灯设计
汇报人：xxx
-
01
引言
02 系统设计
03 详细设计
04
结论
LITLE THE HERE
LITLE THE HERE
PART 1
引言
引言
01
随着科技的进步，智能化家居产品 越来越受到人们的青睐
其中，智能台灯作为一款集成了传
02
统照明功能与智能化控制功能的家
居产品，具有广泛的应用前景
03
本文将介绍一种基于51单片机的智 能台灯设计
LITLE THE HERE
LIT
系统设计
硬件组成
单片机：采用8051单片机作为主控制器，负责处理 输入和控制输出 传感器：使用光敏传感器采集环境光强数据，用于 调节台灯亮度 人体感应模块：使用红外传感器检测人体信号，实 现人来灯亮、人走灯灭的功能 电源模块：为整个系统提供稳定的工作电压 LED灯珠：作为光源，提供照明功能
通过使用合适的硬件和 软件方案，可以实现稳 定可靠的智能台灯控制 效果
LITLE THE HERE
LITLE THE HERE
-
谢谢观看
XXXXX
XXXXXX XXXXX
LITLE THE HERE
LITLE THE HERE
LITLE THE HERE
LITLE THE HERE
详细设计
软件设计
环境光强调节：通过ADC0809芯片将光敏传感器采集的环境光强数据转换为数字信号， 然后根据预设的亮度调节算法调整LED灯珠的亮度
人体感应：通过读取红外传感器HC-SR501的输出信号，当检测到人体信号时，触发台 灯点亮
定时功能：使用定时器中断函数实现，根据用户设定的时间，自动控制台灯的开启和 关闭
基于51单片机的智能台灯的设计与实现
基于51单片机的智能台灯的设计与实现一、概述随着科技的快速发展和人们生活水平的提高，智能家居已经成为现代家居生活的重要组成部分。
智能台灯作为智能家居的重要一环，不仅可以为人们提供舒适的光照环境，还可以实现节能环保、智能化控制等功能。
基于51单片机的智能台灯设计与实现，旨在利用51单片机的强大控制功能和灵活性，结合现代电子技术和传感器技术，打造一款具有自动亮度调节、定时开关、手势控制等功能的智能台灯。
51单片机作为一种经典的微控制器，具有功耗低、性能稳定、价格亲民等优点，在智能家居、工业自动化等领域得到了广泛应用。
通过51单片机对台灯进行智能化改造，可以实现人机交互、环境感知、智能决策等功能，提高用户体验和家居生活的智能化水平。
1. 智能家居背景介绍随着科技的快速发展和人们生活水平的提高，智能家居作为现代生活的一部分，正逐渐融入人们的日常生活。
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
智能台灯作为智能家居中的一个重要组成部分，不仅具备传统台灯的基本照明功能，还能根据环境和使用者的需求进行智能调节。
这种台灯可以通过传感器感知环境光线强弱，自动调节亮度或者通过人体感应，实现人来灯亮、人走灯灭的智能化控制。
智能台灯还可以与智能手机、平板电脑等智能设备连接，实现远程控制、语音控制、定时开关等多种功能，为用户带来更加便捷和舒适的照明体验。
基于51单片机的智能台灯的设计与实现，正是基于这样的背景和需求。
51单片机作为一种经典的微控制器，具有成本低、功耗低、可靠性高、编程简单等优点，在智能家居领域有着广泛的应用。
通过51单片机，我们可以实现对台灯的智能控制，满足用户对照明环境的不同需求，推动智能家居的普及和发展。
2. 智能台灯的市场需求与前景随着科技的不断发展，智能家居已经成为现代生活的重要组成部分。
一种基于51单片机的智能台灯设计
link appraisement佳木斯大学 信息电子技术学院禹凯歌 一种基于中国科技信息2020年第17期·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Sep.2020科技先锋禹凯歌《中国科技信息》杂志微智库成员吴建成《中国科技信息》杂志微智库成员个人简介教育背景吴建成，年龄，31，性别，男，最高学历，硕士研究生，学科专业方向，职务，助理研究员，职称，硕士学位，所在单位，国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，Email，601387846@。
2003—2006 ：福建省明溪一中2006—2010 ：河海大学2010-2013：河海大学（硕士）工作经历2013—今 ：国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心建议观点1. 我国绳轮式升降器领域的专利申请量近些年来大幅增长，但仍然与日、德等强国有一定差距，主要体现在核心技术匮乏、重点专利较少，因此仍然处于探索和模仿的阶段，自主创新的意识有待加强。
2. 绳轮式电动车窗升降器的改进，主要围绕基础构件样式、布置方式和驱动方式三方面进行改进优化，基本上都是朝着轻量化、紧凑化和动力传递高效化等目标进行的。
禹凯歌，年龄，21，性别，男，最高学历，本科，学科专业方向，电气工程及其自动化，职称，学生，所在单位，佳木斯大学-信息电子技术学院，微信，Kaige5s，Email，robert5s@，手机，187********，兴趣爱好，读书，掌握语言，英语四级。
个人简介教育背景工作经历2014—2017：汝州市实验中学2017—2021：佳木斯大学2019—2020 ：志远教育在新兴科技革命兴起，人类步入智能时代的当下，高科技发展具备任重道远的意义，它加快发展了高科技产业，推进互联网、大数据、人工智能等新一代高科技技术与实体经济深度融合，并运用新技术、新业态、新模式科技深圳行，激发市场活力和社会创造力。
近年以来，随着互联网产业发展日趋成熟，产业链及基础生态环境相当完善，市场容量已趋饱和，物联网作为下一个风口，成为众多设备制造商、网络供应商、系统集成商看好的突破方向。
基于单片机的智能台灯
基于单片机的智能台灯一、智能台灯的工作原理基于单片机的智能台灯的工作原理主要是通过传感器采集环境信息，如光照强度、人体接近等，然后将这些信息传输给单片机进行处理和分析。
单片机根据预设的算法和逻辑，控制台灯的亮度、颜色、开关等功能，以实现智能化的照明效果。
例如，当环境光照强度较弱时，单片机控制台灯自动调亮；当检测到人体靠近时，台灯自动开启；当人体离开一段时间后，台灯自动关闭，以达到节能的目的。
二、硬件组成1、单片机单片机是智能台灯的核心控制部件，负责处理各种输入信号和控制输出动作。
常见的单片机型号有 STM32、Arduino 等，它们具有性能稳定、编程简单、成本低等优点。
2、传感器（1）光照传感器用于检测环境光照强度，常见的有光敏电阻、光敏二极管等。
光照传感器将光信号转换为电信号，传输给单片机进行处理。
（2）人体感应传感器通常采用红外热释电传感器或微波雷达传感器，能够检测人体的接近和离开。
当人体进入传感器的检测范围时，传感器输出高电平信号，单片机接收到信号后控制台灯开启。
3、驱动电路驱动电路用于控制台灯的灯光亮度和颜色。
常见的驱动方式有PWM（脉冲宽度调制）调光和恒流驱动。
通过调节 PWM 信号的占空比或改变恒流源的电流大小，可以实现灯光亮度的连续调节。
4、显示模块显示模块用于显示台灯的工作状态和相关参数，如亮度值、色温值等。
常见的显示方式有液晶显示屏（LCD）和数码管。
5、电源模块为整个智能台灯系统提供稳定的电源供应，通常采用交流转直流的电源适配器或锂电池供电。
三、软件设计1、编程语言智能台灯的软件编程通常使用 C 语言或 C+＋语言，这些语言具有语法简洁、执行效率高、可移植性强等优点。
2、程序流程（1）系统初始化在程序开始运行时，首先进行系统初始化，包括单片机端口配置、传感器初始化、定时器初始化等。
（2）数据采集通过传感器采集环境光照强度和人体感应信号，并进行 A/D 转换（如果是模拟信号）。
智能台灯的设计【范本模板】
开放实验报告实验名称基于单片机控制的智能台灯的设计学生姓名汤神根系、专业信息工程系、电子科学与技术指导教师许建明2015年7 月5 日基于单片机控制的智能台灯的设计一、实验目的1.综合应用所学电子课程，用单片机设计控制模块.2.通过本次设计，加强学生对单片机的深刻理解，提高学生的设计能力和动手能力.3。
了解PCB板制造过程.二、实验内容设计一款通过单片机控制的智能台灯，能够自动根据环境的亮度和桌前有无人体来关闭和开启台灯。
三、实验原理本系统采用51单片机为控制芯片，集成HC-SR501 探头人体红外感应模块来感应人体的有无，光敏电阻为环境亮度感应器.该设备外围元件少简化了电路设计,提高了系统的可靠性。
AT89C52简介AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS—51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，2 个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
基于单片机的智能台灯的设计与实现
基于单片机的智能台灯的设计与实现摘要：随着科学不断发展进步，让人民的生活越来越便利。
生活中常见的智能技术有智能洗衣机、智能电饭锅、智能电磁炉等，它们都是运用单片机来控制各种功能以达到智能化。
智能化产品比过去更方便、功能更优秀，它提高了人们的生活品质。
本产品是采用人体感应、集成电路BISS和测距传感器等技术组成并用单片机进行控制。
当夜晚来临时传感器感应到人体信号时，台灯便点亮，人走开时便熄灭，并且测距传感器感应人体坐姿来预防坐姿不良，还可以设置时间来用于学习，这些便是它的几大优点。
关键词：BISS0001；STC89C51单片机Abstract: With further development and progress of technology, people's lives are becoming more and more convenient. The common products of intelligent technology include intelligent washing machine and intelligent electric cooker and intelligent electromagnetic furnace and so on, in which the SCM is applied to control all kinds of functions in order to achieve intelligence. Intelligent products are more convenient and has more outstanding features than before, which improve people's quality of life.This product is applied with technology such as human body induction and integrated circuit BISS and distance sensor and other components and is controlled by single chip microcomputer. When the sensor induces the human signal in the night, the lamp will turn on. And when people walks away, the lamp will turn off. And the range sensor can induce the sitting posture of people to prevent the bad habit.Time can also be set for learning, and these are its advantages.Keywords: BISS0001; STC89C51SCM目录摘要 (I)Abstract (I)目录............................................................ I I 1引言.. (1)1.1研究背景与价值 (1)1.2系统分析 (2)2系统主要器件介绍 (2)2.189C51芯片介绍 (2)2.2BISS0001集成电路 (3)2.3模数转换芯片ADC0809 (3)3系统电路设计 (6)3.1系统组成部分 (6)3.2电路设计部分 (7)3.2.1传感器电路 (7)3.2.2灯光电路组成 (8)3.2.3数码管电路 (9)4传感器 (10)4.1感应人体信号传感器的原理及特性 (10)4.2感应人体信号传感器的特点 (11)4.3距离感应传感器 (11)5产品代码设计 (12)5.1程序代码运行结构 (12)5.2产品功能代码 (13)参考文献 (16)致谢.............................................错误!未定义书签。
基于51单片机设计的人体感应台灯
基于51单片机设计的人体感应台灯
张浩嘉;王仲夏
【期刊名称】《电脑知识与技术》
【年(卷),期】2017(013)034
【摘要】STC89C52单片机是本系统的核心部分,本系统实现在夜间时有人自动开灯无人自动关闭台灯以及当人体过于靠近台灯时发出警报的功能,主要包括
STC89C52单片机、传感器、数模转换芯片、光敏电阻、运算放大器等部分.本系统给人们的生活提供了便利,同时也参与到低碳环保的活动中,是一项与人们生活息息相关的项目.
【总页数】3页(P226-227,241)
【作者】张浩嘉;王仲夏
【作者单位】河南省实验中学,河南郑州450000;河海大学文天学院,安徽马鞍山243000
【正文语种】中文
【中图分类】TP393
【相关文献】
1.一种基于51单片机的智能台灯设计 [J], 禹凯歌
2.基于人体感应的智能台灯设计 [J], 王健;高靖;武政;张兆颖
3.基于人体感应的智能台灯设计 [J], 王健;高靖;武政;张兆颖
4.基于STC89C51单片机的乡村家用智能台灯系统设计 [J], 李玲;郭泓序;田真子
5.基于51单片机智能台灯的设计 [J], 黄华斌
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于51单片机设计的人体感应台灯
作者：张浩嘉王仲夏
来源：《电脑知识与技术》2017年第34期
摘要：STC89C52单片机是本系统的核心部分，本系统实现在夜间时有人自动开灯无人自动关闭台灯以及当人体过于靠近台灯时发出警报的功能，主要包括STC89C52单片机、传感器、数模转换芯片、光敏电阻、运算放大器等部分。
本系统给人们的生活提供了便利，同时也参与到低碳环保的活动中，是一项与人们生活息息相关的项目。
关键词：单片机；传感器；智能；节能环保
中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）34-0226-02
Abstract： STC89C52 microcontroller is the core part of the system， this system can automatically turn on the lights at night when someone close and the alarm lamp automatic function when the body is too close to the lamp， mainly including STC89C52 microcontroller， sensor，DAC， light sensitive resistor， amplifier etc.. This system has provided the convenience for people's life， simultaneously also participates in the low carbon environmental protection activity， is a project which closely relates with the people's life.
Key words： singlechip； sensor； intelligent； energy saving and environmental protection
现如今随着社会生活水平的不断提高，人们对台灯的要求也越来越多，传统台灯已经无法满足人们的需求，台灯智能化发展是未来的趋势。
本系统设计的台灯正是符合人们对台灯智能化需求。
本系统具有自动开关灯、预防报警功能，可以节能环保以及纠正用户错误坐姿预防青少年近视发生。
所以，台灯智能化系统的设计是符合市场需求，具有较强的实用价值和广阔的市场前景。
1 系统硬件电路设计
1.1 台灯系统结构图
由功能要求，单片机、传感器信号处理电路、报警电路、按键电路、显示电路、灯光控制电路组成了本系统的结构。
台灯的系统结构如图1所示。
1.2 台灯的工作原理
当光照强度较强时，由于光敏电阻特性光敏电阻的阻值较小，单片机接收到光敏电阻模块发送的低电平信号，此时热释电传感器模块停止工作LED灯不亮，台灯处于等待状态。
反
之，在光照强度较弱时单片机会接收到光敏电阻模块发送的高电平信号，热释电传感器开始工作。
没人的时候，热释电传感器会发送低电平信号给单片机。
如果有人靠近台灯时，热释电传感器将检测到的高电平信号发送给单片机，单片机通过灯光控制电路点亮LED灯。
当人体坐姿错误过于靠近台灯时会进入红外传感器的检测范围，单片机接收到红外传感器模块检测到的高电平信号，根据优先级顺序关系单片机会只对红外传感器发送的高电平信号处理，而不处理热释电传感器发送的信号。
此时报警电路会接收到单片机发送的高电平信号，蜂鸣器发出警报声，提醒使用者靠近台灯距离太近，同时灯光控制电路使得LED灯闪烁，一定时间后LED灯会自动熄灭。
当使用者纠正错误坐姿离开红外传感器检测范围时，红外传感器模块将检测到的低电平信号发送给单片机，此时单片机重新接收热释电传感器输出的高电平信号，LED灯重新点亮。
如果使用者想要改变LED灯光照强度，可以通过电容式触摸开关实现，电容式触摸开关给单片机发送信号，在通过灯光控制电路就可以实现灯光强度的改变。
当人体离开后，热释电传感器将低电平信号发送给单片机使得LED灯自动熄灭，台灯重新进入等待状态。
本系统的原理图如图2所示。
2 硬件设计
2.1 主控单元
本系统采用的是STC公司生产的一种较成熟的低功耗、高性能的八位微控制器。
它使用的是MCS-51内核，并且在性能上有很多的改进，有传统51单片机的不具备的功能。
例如，它拥有8位CPU和在系统可编程Flash，众多嵌入式控制应用系统有效的解决方案是由
STC89C52单片机提供的。
2.2 检测单元
传感器是本系统的核心组成部分，是用来检测信号的发生。
本系统的信号检测电路由热释电传感器、红外测距传感器以及光敏电阻模块等组成。
其工作原理如下：在光线较强时光敏电阻阻值减小，单片机通过信号处理电路接收到低电平信号，此时热释电传感器停止工作；反之单片机接收到光敏电阻模块的高电平信号，热释电传感器开始工作。
当人体进入传感器检测范围内时，传感器将检测的信号发送给单片机，单片机处理信号后通过数模转换点亮LED灯。
2.3 报警单元
报警单元是用来提醒使用者不要距离台灯过近，纠正使用者的错误坐姿以免造成近视的发生。
当红外测距传感器检测到人体过于靠近台灯时，传感器会将高电平信号发送给单片机，当51单片机接收到红外测距传感器发送的信号时蜂鸣器开始工作，发出报警信号。
报警电路图如图3所示。
2.4 显示单元
本系统显示单元采用的数码管显示，选用一位共阴极数码管显示台灯的当前档位。
数码管段选信号与单片机P0口一一对应连接。
数码管的显示档位分别为“A”、“1”、“2”、“3”四个档位，A档位时台灯光源亮度在强弱之间循环变化，1档位时台灯光源亮度为弱，，2档位时台灯光源亮度为强，3档位时台灯关闭。
台灯的档位变化是通过手动方式改变的，本系统采用的是较安全的电容式触摸开关。
2.5 灯光控制单元
本系统的灯光控制单元是由数模转换芯片DAC0832和运算放大器芯片LM324组成的电路组合而成的。
数模转换芯片DAC0832广泛地应用于单片机的设计系统中。
输入锁存器、DAC 寄存器、D/A转换电路及转换控制电路构成了数模转换芯片DAC0832。
直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式这三种方式是芯片的工作方式，DAC0832芯片采用的是电流输出方式。
在本系统中，由于只需要单个模拟量输出则DAC0832芯片的工作方式采用的是单缓冲方式，还需要DAC0832芯片输出的信号是电压信号，那么可以通过连接线性运算放大器实现，运算放大器的反馈电阻采用外接方式。
本设计中采用的是四运算放大器LM324芯片，由于只需放大电压信号，那么只要选用其中一个运算放大器就可以了。
DAC0832芯片和LM324芯片的引脚图如图4所示。
3 软件设计图
软件流程图如图5所示：
4 总结
本设计实现了台灯自动开关灯以及预防报警的功能，从前期设计分析、资料的查找，到原理图绘制、仿真、程序编写以及最后实物焊接等整个系统的设计完成我们每个参与者都付出了艰辛的努力。
在本设计过程中也有各种各样的问题，我们分析问题出现的原因找到解决问题的方法直到解决问题。
在整个设计的过程中我们学到了很多，也意识到自身还有很多的不足，在以后的学习中我们还要继续努力，争取取得进步。
参考文献：
[1] 李朝青. 单片机原理及接口技术[M] . 北京航天航空大学出版社.
[2] 张毅刚.单片机原理及接口技术[M] . 人民邮电出版社.
[3] 郭天祥. 新概念51单片机C语言教程[M] ..
[4] 谭浩强. C语言程序设计[M]. 清华大学出版社.
[5] 曲波，肖圣兵，吕建平.工业常用传感器选型指南[M.清华大学出版社.
[6] 何希才，薛永毅.传感器及其应用实例[M].机械工业出版社.
[7] 李军，贺庆之.检测技术及仪表[M].中国轻工业出版社.。