基于单片机的儿童智能台灯设计【字数：12357】
摘 要由于科技的快速发展，数字化和智能化的普及，人们对于生活用品也有了更高的要求，为了满足消费者的需求，市场做了相应的改变和调整。由于当下儿童近视的问题越发严重，而台灯作为儿童学习的必需品，也有了新的发展。本文设计了一款以STC89C52为核心的儿童智能台灯。它主要采用了超声波测距和蜂鸣器报警装置来提醒使用者距离书桌过近,并且还可以显示时间还可以显示当前环境下的温度和湿度。此外，为了响应国家对于“环保”的号召，本次设计中还添加了定时关闭的功能来避免使用者忘记关灯的问题。此设计本着方便、人性化等原则，完全符合生产要求。
目录
1.引言 1
1.1 课题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 论文章节安排 2
2.系统方案的选择 4
2.1 系统方案的比较设计与论证 4
2.1.1 主控模块的选择 4
2.2.2 显示屏的选择 4
2.2.3 恒流方案选择 4
2.2.4 测距模块的选择 5
2.2.5 温湿度模块的选择 5
2.2.6 数字时钟方案选择 6
2.2系统总体设计 7
3.电路设计 8
3.1 STC89C52单片机电路 8
3.1.1时钟电路 8
3.1.2复位电路 8
3.2 显示电路 9
3.3 DAC转换电路 9
3.4超声波测距电路 10
3.5温湿度检测电路 11
3.6蜂鸣器报警 12
3.7 DS1302时钟芯片电路 12
4.软件设计 14
4.1总流程图 14
4.2 显示程序流程图 15
4.3 超声波子程序流程图 16
4.4 DHT11工作流程图 17
4.5 DS1302工作流程图 18
5.调试 19
5.1 电路PCB布线图 19
5.2 硬件调试 19
5.3 软件调试 20
6.小结 21
参考文献 22< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
br /> 致谢 23
附录 24
部分程序 24
PCB设计图 30
电路原理图 31
1.引言
1.1 课题的目的和意义
由于科技的发展，人工智能化的深入研究，很多领域已经开始了人工智能的使用。单片机是从20世纪开始发展，它与人工智能的结合使得很多产业得到了改变，新型的智能的产品相应产出，其中家用电器也开始有了新的发展。台灯是生活中的必需品，传统的台灯是开关型，只有照明的作用，但由于现在社会的压力，很多儿童需要在夜晚进行学习，导致大部分的儿童开始近视，这主要是学习时坐姿的不正确导致的，所以台灯的改变也是必要的。虽然传统的台灯依然是现在使用的主流，但随着生活水平的提高，人民对于日用产品的需求越来越高，那么传统向智能的转变是必然的。智能台灯不光有传统台灯的照明作用，还有很多传统台灯没有的优势，它既响应了现在的“节能”口号又预防使用者的脊柱变形和近视，主要是智能台灯有个报警器，当使用者距离书桌过近，就会智能报警以此提醒使用者注意坐姿，从而达到了纠正坐姿的习惯，这很好的符合现在儿童的需求。并且此设计还有温湿度检测，可以实时检测当前环境的温湿度。
21世纪的当下，节省能源保护环境是一个至关重要的事情，传统的台灯需要人们时刻提醒随手关灯，但偶尔的忘记会导致大量的资源浪费。这与倡导节能减排相违背，另一方面台灯作为生活的必需品，当然是越简单越好，它可以定时自动关灯，并且有超声波测距，当坐姿不正确时，可以纠正使用者的坐姿。本次设计测距方面采用的是超声波测距，它可以有发射器和接收器，发射器发射出信号，该信号在空气中传播，当遇到障碍物的时候信号返回，接收器接收到信号，再根据使用者自己设置的报警距离的多少显示是否报警，为了防止近视，使用者靠近书桌太近，就会报警。而节能方面主要是这个设计可以设置自动关闭台灯时间，若使用者离开书桌忘记关灯，到达一定时间后，台灯将会自动关闭，以此达到节能的作用。
1.2 国内外研究现状
由于智能化的普及，它在各个领域都有应用，而智能台灯就是属于家用电器方面的使用。智能化的家用电器可以很大程度减轻人们的负担，改善生活，提高生活品质。由于科技的发展和人民对于生活要求的提高，智能化产品的产生是必然的，同时智能产品的出现必然会对已有的传统产品造成冲击。例如智能台灯的出现，使得传统台灯受到冲击，不得不作出改变，来适应市场的需求。而单片机的快速发展，使得它的芯片价位越来越低，而智能化产品的核心就是单片机[9]，所以这样就使得智能产品的价位越来越亲民，使得它能更快的普及。
台灯作为生活中的必需品，它的存在必不可少，它主要是用来照明，当夜晚降临各家各户都会使用台灯。它主要分为立柱式和夹置式两种，一般采用白炽灯或者节能灯泡作为照亮的工具。它的工作原理是将台灯连上插座，有电流经过，灯泡开始发光，而发光的灯光主要是一小块区域，而这一小块区域便于使用者工作和学习。
当今社会，虽然台灯的种类很多，但是主流的台灯还是传统台灯，传统台灯一般使用按钮式或者触控式来进行开关控制，而灯泡往往采用白炽灯或者日光灯，同时使用220V的交流电源来供电[10]。同时传统台灯所带来的隐藏危险很多，如以下四个方面：第一由于灯泡采用的是日光灯，虽然价格便宜，但是这种灯得稳定性差，发光效率不高，这就会导致频闪效应，也就是我们平时看到的等一闪一闪的，长时间使用这种灯泡会给使用者的眼睛带来危险。第二日光灯消耗电量较多，不利于节能减排。第三采用220V的高压电源，存在安全隐患，最后一点也就是开灯方式，手动开关灯会在很多时候造成无意识的电能浪费，由于很多时候会忘记关灯，或者太过疲惫在桌上休息以至于台灯忘记关，这都是浪费资源。在现在的市场上，智能台灯的使用还是不多，但是它都可以很好地解决传统台灯的问题[11]，例如220V的交流电可以换成5V的直流电进行供电[12]等。它有节能、寿命长、 无辐射等优点。
目录
1.引言 1
1.1 课题的目的和意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 论文章节安排 2
2.系统方案的选择 4
2.1 系统方案的比较设计与论证 4
2.1.1 主控模块的选择 4
2.2.2 显示屏的选择 4
2.2.3 恒流方案选择 4
2.2.4 测距模块的选择 5
2.2.5 温湿度模块的选择 5
2.2.6 数字时钟方案选择 6
2.2系统总体设计 7
3.电路设计 8
3.1 STC89C52单片机电路 8
3.1.1时钟电路 8
3.1.2复位电路 8
3.2 显示电路 9
3.3 DAC转换电路 9
3.4超声波测距电路 10
3.5温湿度检测电路 11
3.6蜂鸣器报警 12
3.7 DS1302时钟芯片电路 12
4.软件设计 14
4.1总流程图 14
4.2 显示程序流程图 15
4.3 超声波子程序流程图 16
4.4 DHT11工作流程图 17
4.5 DS1302工作流程图 18
5.调试 19
5.1 电路PCB布线图 19
5.2 硬件调试 19
5.3 软件调试 20
6.小结 21
参考文献 22< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
br /> 致谢 23
附录 24
部分程序 24
PCB设计图 30
电路原理图 31
1.引言
1.1 课题的目的和意义
由于科技的发展，人工智能化的深入研究，很多领域已经开始了人工智能的使用。单片机是从20世纪开始发展，它与人工智能的结合使得很多产业得到了改变，新型的智能的产品相应产出，其中家用电器也开始有了新的发展。台灯是生活中的必需品，传统的台灯是开关型，只有照明的作用，但由于现在社会的压力，很多儿童需要在夜晚进行学习，导致大部分的儿童开始近视，这主要是学习时坐姿的不正确导致的，所以台灯的改变也是必要的。虽然传统的台灯依然是现在使用的主流，但随着生活水平的提高，人民对于日用产品的需求越来越高，那么传统向智能的转变是必然的。智能台灯不光有传统台灯的照明作用，还有很多传统台灯没有的优势，它既响应了现在的“节能”口号又预防使用者的脊柱变形和近视，主要是智能台灯有个报警器，当使用者距离书桌过近，就会智能报警以此提醒使用者注意坐姿，从而达到了纠正坐姿的习惯，这很好的符合现在儿童的需求。并且此设计还有温湿度检测，可以实时检测当前环境的温湿度。
21世纪的当下，节省能源保护环境是一个至关重要的事情，传统的台灯需要人们时刻提醒随手关灯，但偶尔的忘记会导致大量的资源浪费。这与倡导节能减排相违背，另一方面台灯作为生活的必需品，当然是越简单越好，它可以定时自动关灯，并且有超声波测距，当坐姿不正确时，可以纠正使用者的坐姿。本次设计测距方面采用的是超声波测距，它可以有发射器和接收器，发射器发射出信号，该信号在空气中传播，当遇到障碍物的时候信号返回，接收器接收到信号，再根据使用者自己设置的报警距离的多少显示是否报警，为了防止近视，使用者靠近书桌太近，就会报警。而节能方面主要是这个设计可以设置自动关闭台灯时间，若使用者离开书桌忘记关灯，到达一定时间后，台灯将会自动关闭，以此达到节能的作用。
1.2 国内外研究现状
由于智能化的普及，它在各个领域都有应用，而智能台灯就是属于家用电器方面的使用。智能化的家用电器可以很大程度减轻人们的负担，改善生活，提高生活品质。由于科技的发展和人民对于生活要求的提高，智能化产品的产生是必然的，同时智能产品的出现必然会对已有的传统产品造成冲击。例如智能台灯的出现，使得传统台灯受到冲击，不得不作出改变，来适应市场的需求。而单片机的快速发展，使得它的芯片价位越来越低，而智能化产品的核心就是单片机[9]，所以这样就使得智能产品的价位越来越亲民，使得它能更快的普及。
台灯作为生活中的必需品，它的存在必不可少，它主要是用来照明，当夜晚降临各家各户都会使用台灯。它主要分为立柱式和夹置式两种，一般采用白炽灯或者节能灯泡作为照亮的工具。它的工作原理是将台灯连上插座，有电流经过，灯泡开始发光，而发光的灯光主要是一小块区域，而这一小块区域便于使用者工作和学习。
当今社会，虽然台灯的种类很多，但是主流的台灯还是传统台灯，传统台灯一般使用按钮式或者触控式来进行开关控制，而灯泡往往采用白炽灯或者日光灯，同时使用220V的交流电源来供电[10]。同时传统台灯所带来的隐藏危险很多，如以下四个方面：第一由于灯泡采用的是日光灯，虽然价格便宜，但是这种灯得稳定性差，发光效率不高，这就会导致频闪效应，也就是我们平时看到的等一闪一闪的，长时间使用这种灯泡会给使用者的眼睛带来危险。第二日光灯消耗电量较多，不利于节能减排。第三采用220V的高压电源，存在安全隐患，最后一点也就是开灯方式，手动开关灯会在很多时候造成无意识的电能浪费，由于很多时候会忘记关灯，或者太过疲惫在桌上休息以至于台灯忘记关，这都是浪费资源。在现在的市场上，智能台灯的使用还是不多，但是它都可以很好地解决传统台灯的问题[11]，例如220V的交流电可以换成5V的直流电进行供电[12]等。它有节能、寿命长、 无辐射等优点。
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