具有红外感应功能的智能灯控制系统设计
摘 要本论文设计了一款红外感应灯系统，实现了对室内是否有人、周围自然光线强度的检测，能够实现夜晚有人时自动开灯，无人自动关灯的功能。这款系统的完成采用的STC89C51核心架构，通过由下而上的模块化电路设计方法，将红外感应灯系统所需要实现的各项功能进行了模块划分，将每一项功能分成多个硬件子电路，通过对各个子电路的构建并通过专业仪器对其进行功能测试并进行相连完成整体电路的统一。在软件的设计上，本课题选用的是Keil uVision平台对C语言代码进行了编写并且通过它的里面自带的Debug调试模式进行了程序代码的测试。由于如今单片机技术正在完成生活化和普遍化，它已经切切实实的融入到我们的平常生活中，本红外感应灯系统的实现对于这一趋势是具备极大的推动作用的。
目录
一、 引言
（一） 红外感应灯的发展背景
（二） 红外感应灯的发展现状
（三） 本文主要内容
1. 设计内容
2. 实现功能
二、 红外感应灯的方案设计
三、 系统硬件设计
（一） 红外感应灯的主控电路设计
1. STC89C51单片机简介
2. 最小系统电路设计
（二） 人体信号检测电路设计
1. 热释电红外传感器简介
2. 热释电红外传感器电路设计
（三） 光强检测电路设计
1. 光敏传感器简介
2. 光敏传感器电路设计
（四） 实时时钟输出电路设计
1. DS1302实时时钟芯片简介
2. DS1302驱动电路设计
（五） 感应灯显示电路设计
1. LCD1602液晶屏简介
2. LCD1602液晶屏电路设计
四、 系统软件设计
（一） 红外感应灯的主程序流程设计
（二） 人体信号检测子程序设计
（三） 光强检测子程序设计 2
（四） 液晶显示子程序设计
（五） 实时时钟输出子程序设计
五、 实物安装
总结与展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
望
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 PCB图
附录三 元件列表
引言
（一）红外感应灯的发展背景
所谓的红外感应灯控制系统是指一种通过微处理器作为主控电路，在硬件上通过各种传感器电路的设计和必要的接口电路的扩展，在软件上通过程序语言的编写而实现的一种智能控制系统。红外感应灯控制系统的出现是在微处理器等微处理器生产技术完善另外获得大范围应用以后而出现的，其技术实现的同时亦带动了单片机技术的向前发展。智能红外感应灯控制系统的出现是多种新型科学技术的交汇产物，大规模集成电路技术出现之后使红外感应灯控制系统的发展极为迅速，该新兴技术使得单位面积的电路板上能够刻制出更为复杂的线路和更多的器件总数，不但如此，大幅度集成技术使得红外感应灯控制系统的工作稳定效果获得了极大程度的提升。
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图1 红外感应灯
以处理器芯片当作主控器件的红外感应灯系统含有一项传统系统中所不具有的优秀特性，由于每块单片机都含有独立的烧写程序代码的接口，工程师能够通过该接口对红外感应灯控制系统内部程序进行持续更新和改进，这就使得新型红外感应灯系统可以具备更新特点，使工作性能时刻处于可更新的状态，而传统的红外感应灯控制系统全部是由模拟电路设计完成的，这这其中分立式器件居多，一旦电路原理构建完成，几乎任何一个电子元件的性能都不能发生更改，牵一发而动全身是这类传统红外感应灯控制系统的特点，从而它就无法完成频繁的性能更新，通过这能够看出以主控芯片作为控制器的红外感应灯系统把全面取代传统系统的趋势。在红外感应灯系统中单片机的角色在一个司令部的地位，开发人员将经过极大程度改进过的程序语言下载到其芯片中，系统把在程序指令的控制下高效有序的执行每一项功效，并且因为新型红外感应灯控制系统中多数采用的是数字芯片，该芯片不同于传统的模拟电路，它对温湿度、气压等环境参数的干扰具有极大程度的抵抗性，不会随着时间的迁移而电路参数会发生改变，使得红外感应灯控制系统的工作精度和准确度都下降。在此基础上本论文结合了大学期间所学的专业知识另外结合自身对于主控处理器的设计开发经历，提出设计一款以STC89C51为主控器件的智能红外感应灯控制系统，通过该系统的配置来对大学期间学习生活进行全面总结。
（二）红外感应灯的发展现状
通过对一份前段时间展出的调查报告的信号显示，智能红外感应灯控制系统现如今在国际上都早已取得了很大程度的普及，在人们生产生活的各种角落，都能看到智能红外感应灯控制系统的身影，这类控制系统差不多干扰着人们的生产生活。遵照调查内容显示，无论是在价格还是技术含量上，国内外在红外感应灯系统的研究领域都已经取得了相当大的成果，但是通过对红外感应灯系统的历史调研后发现，红外感应灯系统在国外的历史比较早，在智能化上取得了比较大的成果。当前国内外的研究重点主要放在了对红外感应灯控制系统的对参数的高清晰显示、北京时间计时、光照检测和人体信号检测等功效上，在这些上不管是国内还是国外都取得了非常大的研究成果，在未来的研究过程中假如要取得更加丰硕的成果，国内外还需要互相进行参照。
（三）本文主要内容
本课题主要对一种红外感应灯控制系统进行了研究和配置，采用了STC89C51来当作这个电子系统的主控器件并且结合其他的模块实现了该器件的全部效果和效果，下列为本课题将要配置的内容和功能。
设计内容
1）配置液晶显示电路，实现参数的显示功能；
2）设计DS1302时钟芯片电路，通过该电路实现对计时功能；
3）设计光敏传感器电路，实现对周围环境光照强度的检测，当周围自然光线较强时，灯光无法开启；
4）设计HCSR501型传感器电路，实现对人体红外线信号的高灵敏度捕捉，判断周围是否有人。
实现功能
1）能够实现对红外感应灯系统运行过程中的参数进行显示；
2）能够对北京时间进行计时，计时误差不高于1秒/24小时；
3）能够实现自然光强度的检测，并将检测结果以电量形式送入到STC89C51内部进行使用；
4）能够对人体红外线信号进行捕捉，从而实现对人体是否走动进行判断。
二、红外感应灯的方案设计
下面的图片为本论文的设计方案，通过结构框图能够清晰的知道该红外感应灯系统的主控芯片选用了STC89C51，在微处理器的片外结合了LCD1602显示电路、DS1302计时电路、光线检测电路和等部分组成了红外感应灯控制系统的硬件结构框架。所谓的RTC时钟模块在本系统中指的是由DS1302时钟芯片搭建的具有能够输出实时时间日期的电路，在单片机的三线式串行总线驱动下，它能够将误差非常低的时间日期信息送入灯光控制系统进行使用并显示；光敏传感器模块在本系统中主要用于对周围环境光线强度进行采集，并将采集结果以高低电平信号输入到单片机中进行灯光的自动启闭控制；热释电传感器在本系统主要用于采集周伟人体信号，当检测到周围有人时输出高电平，无人时输出低电平通过这两种电平组合实现灯光的自动启闭功能；显示模块采用的是LCD1602液晶屏显示器，单片机通过P0总线对其进行驱动实现时间日期以及其他重要参数的显示；接收头采用HX1838红外一体接收头，它能够实现对红外遥控信号的接收，实现灯光系统的工作参数配置。
目录
一、 引言
（一） 红外感应灯的发展背景
（二） 红外感应灯的发展现状
（三） 本文主要内容
1. 设计内容
2. 实现功能
二、 红外感应灯的方案设计
三、 系统硬件设计
（一） 红外感应灯的主控电路设计
1. STC89C51单片机简介
2. 最小系统电路设计
（二） 人体信号检测电路设计
1. 热释电红外传感器简介
2. 热释电红外传感器电路设计
（三） 光强检测电路设计
1. 光敏传感器简介
2. 光敏传感器电路设计
（四） 实时时钟输出电路设计
1. DS1302实时时钟芯片简介
2. DS1302驱动电路设计
（五） 感应灯显示电路设计
1. LCD1602液晶屏简介
2. LCD1602液晶屏电路设计
四、 系统软件设计
（一） 红外感应灯的主程序流程设计
（二） 人体信号检测子程序设计
（三） 光强检测子程序设计 2
（四） 液晶显示子程序设计
（五） 实时时钟输出子程序设计
五、 实物安装
总结与展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
望
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 PCB图
附录三 元件列表
引言
（一）红外感应灯的发展背景
所谓的红外感应灯控制系统是指一种通过微处理器作为主控电路，在硬件上通过各种传感器电路的设计和必要的接口电路的扩展，在软件上通过程序语言的编写而实现的一种智能控制系统。红外感应灯控制系统的出现是在微处理器等微处理器生产技术完善另外获得大范围应用以后而出现的，其技术实现的同时亦带动了单片机技术的向前发展。智能红外感应灯控制系统的出现是多种新型科学技术的交汇产物，大规模集成电路技术出现之后使红外感应灯控制系统的发展极为迅速，该新兴技术使得单位面积的电路板上能够刻制出更为复杂的线路和更多的器件总数，不但如此，大幅度集成技术使得红外感应灯控制系统的工作稳定效果获得了极大程度的提升。
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图1 红外感应灯
以处理器芯片当作主控器件的红外感应灯系统含有一项传统系统中所不具有的优秀特性，由于每块单片机都含有独立的烧写程序代码的接口，工程师能够通过该接口对红外感应灯控制系统内部程序进行持续更新和改进，这就使得新型红外感应灯系统可以具备更新特点，使工作性能时刻处于可更新的状态，而传统的红外感应灯控制系统全部是由模拟电路设计完成的，这这其中分立式器件居多，一旦电路原理构建完成，几乎任何一个电子元件的性能都不能发生更改，牵一发而动全身是这类传统红外感应灯控制系统的特点，从而它就无法完成频繁的性能更新，通过这能够看出以主控芯片作为控制器的红外感应灯系统把全面取代传统系统的趋势。在红外感应灯系统中单片机的角色在一个司令部的地位，开发人员将经过极大程度改进过的程序语言下载到其芯片中，系统把在程序指令的控制下高效有序的执行每一项功效，并且因为新型红外感应灯控制系统中多数采用的是数字芯片，该芯片不同于传统的模拟电路，它对温湿度、气压等环境参数的干扰具有极大程度的抵抗性，不会随着时间的迁移而电路参数会发生改变，使得红外感应灯控制系统的工作精度和准确度都下降。在此基础上本论文结合了大学期间所学的专业知识另外结合自身对于主控处理器的设计开发经历，提出设计一款以STC89C51为主控器件的智能红外感应灯控制系统，通过该系统的配置来对大学期间学习生活进行全面总结。
（二）红外感应灯的发展现状
通过对一份前段时间展出的调查报告的信号显示，智能红外感应灯控制系统现如今在国际上都早已取得了很大程度的普及，在人们生产生活的各种角落，都能看到智能红外感应灯控制系统的身影，这类控制系统差不多干扰着人们的生产生活。遵照调查内容显示，无论是在价格还是技术含量上，国内外在红外感应灯系统的研究领域都已经取得了相当大的成果，但是通过对红外感应灯系统的历史调研后发现，红外感应灯系统在国外的历史比较早，在智能化上取得了比较大的成果。当前国内外的研究重点主要放在了对红外感应灯控制系统的对参数的高清晰显示、北京时间计时、光照检测和人体信号检测等功效上，在这些上不管是国内还是国外都取得了非常大的研究成果，在未来的研究过程中假如要取得更加丰硕的成果，国内外还需要互相进行参照。
（三）本文主要内容
本课题主要对一种红外感应灯控制系统进行了研究和配置，采用了STC89C51来当作这个电子系统的主控器件并且结合其他的模块实现了该器件的全部效果和效果，下列为本课题将要配置的内容和功能。
设计内容
1）配置液晶显示电路，实现参数的显示功能；
2）设计DS1302时钟芯片电路，通过该电路实现对计时功能；
3）设计光敏传感器电路，实现对周围环境光照强度的检测，当周围自然光线较强时，灯光无法开启；
4）设计HCSR501型传感器电路，实现对人体红外线信号的高灵敏度捕捉，判断周围是否有人。
实现功能
1）能够实现对红外感应灯系统运行过程中的参数进行显示；
2）能够对北京时间进行计时，计时误差不高于1秒/24小时；
3）能够实现自然光强度的检测，并将检测结果以电量形式送入到STC89C51内部进行使用；
4）能够对人体红外线信号进行捕捉，从而实现对人体是否走动进行判断。
二、红外感应灯的方案设计
下面的图片为本论文的设计方案，通过结构框图能够清晰的知道该红外感应灯系统的主控芯片选用了STC89C51，在微处理器的片外结合了LCD1602显示电路、DS1302计时电路、光线检测电路和等部分组成了红外感应灯控制系统的硬件结构框架。所谓的RTC时钟模块在本系统中指的是由DS1302时钟芯片搭建的具有能够输出实时时间日期的电路，在单片机的三线式串行总线驱动下，它能够将误差非常低的时间日期信息送入灯光控制系统进行使用并显示；光敏传感器模块在本系统中主要用于对周围环境光线强度进行采集，并将采集结果以高低电平信号输入到单片机中进行灯光的自动启闭控制；热释电传感器在本系统主要用于采集周伟人体信号，当检测到周围有人时输出高电平，无人时输出低电平通过这两种电平组合实现灯光的自动启闭功能；显示模块采用的是LCD1602液晶屏显示器，单片机通过P0总线对其进行驱动实现时间日期以及其他重要参数的显示；接收头采用HX1838红外一体接收头，它能够实现对红外遥控信号的接收，实现灯光系统的工作参数配置。
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