基于stc89c51单片机的亮度自动调节台灯设计【字数：8683】
摘 要随着科技的发展与进步，以及当代人追求更便捷高效的生活，一款智能台灯也成为了生活中的必须品，但是当前市场上大多数台灯的功能都仅限于实现对灯光的灵活控制，本课题设计的这款智能台灯控制系统不仅具有同市面上大多数相关产品都具备的功能，还有一点就是本课题所设计的这款智能台灯系统还能够实现对周围是否有人、自然光线等参数进行实时检测，为了实现节能功效，周围无人时自动将台灯关闭，并且只有在自然光线较强时才能够开启台灯，与此同时本系统还能够通过红外遥控对台灯进行操控，通过液晶屏对时间日期等参数进行显示。为了提升整体的数据处理速度，这款系统在硬件电路方面采用的是STC89C51单片机芯片作为主控芯片，通过合理的电路结构搭建，使得主控微处理器能够与它片外的LCD1602显示器、时钟芯片、LS5V型光敏传感器、热释电红外传感器和红外遥控器接收头等器件实现高效高正确性的通信，从而能够保证整个硬件系统高效率工作。
目录
一、 引言 1
（一） 智能台灯的发展背景 1
（二） 智能台灯的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 智能台灯的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 智能台灯主控电路设计 4
（二） LCD1602液晶显示电路设计 5
（三） 北京时间计时电路设计 6
（四） 光线采集电路设计 7
（五） 人体检测电路设计 8
（六） HX1838红外一体接收头电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 智能台灯的主程序流程设计 11
（二） 参数显示子程序流程设计 11
（三） 北京时间计量子程序流程设计 13
（四） 光敏驱动子程序流程设计 13
（五） 人体检测子程序流程设计 14
五：系统的调试与结果分析 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
智能台灯的发展背景
科学技术以及电子技术的发展往往能够对社会的进步具有极大的促进意义，随着电子产品种类越来越丰富，市场上的各类电子产品层出不齐，有些电子产品不具备当前人的生活需求。本文将要研究的这款智能台灯系统也是电子技术发展进步过程中的一个具有里程碑式的产物，它的出现以及性能不断强大都是得益于电子技术的发展，在这个不断发展的过程中，电子技术、微处理器芯片生产技术、集成电路技术等一系列技术都对智能台灯系统的性能日益完善起到了巨大促进作用。当前科学技术的发展方向正在朝着高智能化方向发展，尤其是微处理器芯片研发以及应用表现的最为突出，这种微型芯片的外形体积不断缩小，但是内部所集成的基本元器件以及半导体器件密度越来越高，电路形式越来越复杂，这样就使得微处理器芯片能够实现更高的性能，与此同时自动控制技术的发展就得到了硬件基础。经过了几十年的发展历程，主控微处理器已经能够实现32位数据处理能力，目前市面上广为流通的STM32、ARM7或者ARM9等微处理器芯片都是采用的CORTEX架构，能够以单周期实现对指令的执行，并且芯片的主频速度也得到了极大的提升，能够保证对智能台灯系统采集进来的信号进行快速的识别和处理，为用户输出理想的处理结果。在课题设计过程中，对图书馆和互联网上广泛的资料进行查阅后可以发现，智能台灯系统在主控处理器的选择方面，出现了单片机等微处理器芯片以及PLC可编程控制器两种类型的主控器件，这两种不同类型的主控器件如今在生产生活领域都已经得到了广泛的应用。以PLC可编程控制器作为主控的核心的智能台灯系统主要应用场合是工业环境，由于工业环境噪声干扰、辐射或者高温高湿等较为突出，所以单片机等未加防护的微处理器芯片无法正常工作，只有依靠防干扰性能更为强大的PLC控制器来进行控制。其中以单片机等微处理器芯片作为主控的核心的智能台灯系统主要应用场景是一些民用场合或者个人用户，这些用户所处的环境条件较好，没有那么多的环境因素干扰，所以智能台灯系统对于主控芯片的防干扰性能没有那么高的要求。
智能台灯的国内外发展现状
智能台灯近些年来在市场上逐步普及，款式也多种多样，所以对于智能台灯这款必须的生活用品来说，还具有很好的发展前景，智能台灯虽然当前还没有发展的更完善，还没有具备更多实用的功能，但是却有很好的销售市场。根据一份电子科学方面的刊物报道，目前市面上有一种智能台灯系统的研发成果的推出，这款产品的研究者称在内部硬件电路方面，为了提升智能台灯系统对于外部数据的高速运算速度，他们采用了多核共存方式的ARM型CPU作为主控，通过多个CPU内核并行工作，使得智能台灯系统的多项智能功能被研发出来，对于外部信号的响应具有极快的速度。随着这款产品的推出，市面上的许多台灯的平均售价均下调，所以智能台灯的前景还是很好的。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成四大部分。
首先对本课题将要设计的这款智能台灯系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的智能台灯系统的。
第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。
第三部分主要是通过对STC89C51主控微处理器和各个功能模块的电路构建，实现整个硬件系统，在设计过程中将整个硬件系统划分成了单片机最小系统电路、液晶屏显示电路、RTC计时电路、光线检测电路、HCSR501热释电传感器电路和红外遥控电路等。
第四部分则是对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
智能台灯的方案设计
在对智能台灯系统的硬件电路和软件系统进行设计之前，为了能够更加方便的对各个功能模块进行实现，这里需要对智能台灯系统的总体实现方案以及各个功能子模块的实现方案进行设计，通过绘图软件绘制了如图1所示的结构框图，由于STC89C51单片机是主控核心，所以各个功能子模块都与主控微处理器之间有信号交互，要实现STC89C51单片机的主控功能，还需要将图中的复位电路和晶振电路两个子模块与STC89C51单片机芯片进行连接，其它各个模块的功能是：人体检测模块用于检测台灯周围是否有人，如在台灯周围没有人时，人体检测模块将输出的低电平给51单片机管脚，单片机此时检测到该管脚为低电平时，将灯光关闭；光线检测电路用于实现台灯周围光强检测的功能；RTC时钟模块用于产生实时时间和日期；DS1302时钟芯片电路用于实现北京时间计时的功能；HX1838红外一体接收头电路用于实现远程控制的功能，使用者通过红外遥控器发射控制指令，实现对台灯的无线控制；LCD1602液晶屏电路用于实现对参数的高清晰显示的功能，单片机通过控制其内部的液晶点阵中晶格的亮与灭从而来实现字符的显示，这就是各模块的主要功能介绍。
目录
一、 引言 1
（一） 智能台灯的发展背景 1
（二） 智能台灯的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 智能台灯的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 智能台灯主控电路设计 4
（二） LCD1602液晶显示电路设计 5
（三） 北京时间计时电路设计 6
（四） 光线采集电路设计 7
（五） 人体检测电路设计 8
（六） HX1838红外一体接收头电路设计 9
四、 系统软件设计 11
（一） 智能台灯的主程序流程设计 11
（二） 参数显示子程序流程设计 11
（三） 北京时间计量子程序流程设计 13
（四） 光敏驱动子程序流程设计 13
（五） 人体检测子程序流程设计 14
五：系统的调试与结果分析 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
智能台灯的发展背景
科学技术以及电子技术的发展往往能够对社会的进步具有极大的促进意义，随着电子产品种类越来越丰富，市场上的各类电子产品层出不齐，有些电子产品不具备当前人的生活需求。本文将要研究的这款智能台灯系统也是电子技术发展进步过程中的一个具有里程碑式的产物，它的出现以及性能不断强大都是得益于电子技术的发展，在这个不断发展的过程中，电子技术、微处理器芯片生产技术、集成电路技术等一系列技术都对智能台灯系统的性能日益完善起到了巨大促进作用。当前科学技术的发展方向正在朝着高智能化方向发展，尤其是微处理器芯片研发以及应用表现的最为突出，这种微型芯片的外形体积不断缩小，但是内部所集成的基本元器件以及半导体器件密度越来越高，电路形式越来越复杂，这样就使得微处理器芯片能够实现更高的性能，与此同时自动控制技术的发展就得到了硬件基础。经过了几十年的发展历程，主控微处理器已经能够实现32位数据处理能力，目前市面上广为流通的STM32、ARM7或者ARM9等微处理器芯片都是采用的CORTEX架构，能够以单周期实现对指令的执行，并且芯片的主频速度也得到了极大的提升，能够保证对智能台灯系统采集进来的信号进行快速的识别和处理，为用户输出理想的处理结果。在课题设计过程中，对图书馆和互联网上广泛的资料进行查阅后可以发现，智能台灯系统在主控处理器的选择方面，出现了单片机等微处理器芯片以及PLC可编程控制器两种类型的主控器件，这两种不同类型的主控器件如今在生产生活领域都已经得到了广泛的应用。以PLC可编程控制器作为主控的核心的智能台灯系统主要应用场合是工业环境，由于工业环境噪声干扰、辐射或者高温高湿等较为突出，所以单片机等未加防护的微处理器芯片无法正常工作，只有依靠防干扰性能更为强大的PLC控制器来进行控制。其中以单片机等微处理器芯片作为主控的核心的智能台灯系统主要应用场景是一些民用场合或者个人用户，这些用户所处的环境条件较好，没有那么多的环境因素干扰，所以智能台灯系统对于主控芯片的防干扰性能没有那么高的要求。
智能台灯的国内外发展现状
智能台灯近些年来在市场上逐步普及，款式也多种多样，所以对于智能台灯这款必须的生活用品来说，还具有很好的发展前景，智能台灯虽然当前还没有发展的更完善，还没有具备更多实用的功能，但是却有很好的销售市场。根据一份电子科学方面的刊物报道，目前市面上有一种智能台灯系统的研发成果的推出，这款产品的研究者称在内部硬件电路方面，为了提升智能台灯系统对于外部数据的高速运算速度，他们采用了多核共存方式的ARM型CPU作为主控，通过多个CPU内核并行工作，使得智能台灯系统的多项智能功能被研发出来，对于外部信号的响应具有极快的速度。随着这款产品的推出，市面上的许多台灯的平均售价均下调，所以智能台灯的前景还是很好的。
本文主要研究内容
本文在论文结构方面主要划分成四大部分。
首先对本课题将要设计的这款智能台灯系统的发展历程以及每个重要阶段能够实现的最佳性能进行归纳总结，找寻出前人是如何通过中低端性能器件设计出高性能的智能台灯系统的。
第二部分主要对本课题将要使用的实现方案以及系统的大体结构和信号流通关系进行设计，并且通过绘制模块框图来阐述方案设计方法。
第三部分主要是通过对STC89C51主控微处理器和各个功能模块的电路构建，实现整个硬件系统，在设计过程中将整个硬件系统划分成了单片机最小系统电路、液晶屏显示电路、RTC计时电路、光线检测电路、HCSR501热释电传感器电路和红外遥控电路等。
第四部分则是对软件系统进行了设计，使用C语言构建程序代码，从而实现对各个功能电路的控制。
智能台灯的方案设计
在对智能台灯系统的硬件电路和软件系统进行设计之前，为了能够更加方便的对各个功能模块进行实现，这里需要对智能台灯系统的总体实现方案以及各个功能子模块的实现方案进行设计，通过绘图软件绘制了如图1所示的结构框图，由于STC89C51单片机是主控核心，所以各个功能子模块都与主控微处理器之间有信号交互，要实现STC89C51单片机的主控功能，还需要将图中的复位电路和晶振电路两个子模块与STC89C51单片机芯片进行连接，其它各个模块的功能是：人体检测模块用于检测台灯周围是否有人，如在台灯周围没有人时，人体检测模块将输出的低电平给51单片机管脚，单片机此时检测到该管脚为低电平时，将灯光关闭；光线检测电路用于实现台灯周围光强检测的功能；RTC时钟模块用于产生实时时间和日期；DS1302时钟芯片电路用于实现北京时间计时的功能；HX1838红外一体接收头电路用于实现远程控制的功能，使用者通过红外遥控器发射控制指令，实现对台灯的无线控制；LCD1602液晶屏电路用于实现对参数的高清晰显示的功能，单片机通过控制其内部的液晶点阵中晶格的亮与灭从而来实现字符的显示，这就是各模块的主要功能介绍。
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