论文总字数：21592字

摘 要

本文以STC89C51单片机为核心，采用热释电红外传感器、红外测距传感器、光敏电阻、ADC0809芯片、蜂鸣器、数码管、按键和LED灯泡实现了智能台灯的自动开关、自动调节亮度、纠正坐姿等功能。

论文首先论证了系统的总体设计方案，然后介绍了各个功能模块的器件选型。在系统硬件设计方面，首先对传感器、LED、单片机、点触式按键的结构和功能等进行了介绍，然后分别描述了信号检测与处理模块、灯光控制模块、红外测距模块、光线检测模块、单片机控制模块、按键模块和数码管显示模块的功能及设计过程。系统软件部分采用模块化的思想，给出了主程序、计时函数、显示函数和按键控制函数的流程图，并介绍了各程序实现的功能。论文最后给出了仿真与调试的过程和结果，并总结了调试过程中遇到的问题及解决方法。

关键词：智能台灯 ADC0809 单片机 热释电红外传感器

Intelligent desk lamp design Based on MCU

Abstract

This paper takes STC89C51 microcontroller as the core,uses the pyroelectric infrared sensor, infrared distance sensor, photosensitive resistance, ADC0809 chip, buzzer, digital tube, buttons and LED bulbs has realized the intelligent automatic switch of desk lamp, automatically adjust the brightness, correct posture, and other functions.

Paper first demonstrates the overall design of the system,then introduces the selection of each functional module of the device.In the aspect of the system hardware design, first of all sensors, LED, the structure and function of MCU and point touch buttons, etc are introduced,Then respectively describes the signal detection and processing module, lighting control module, the infrared distance measurement module, the light detection module, single-chip microcomputer control module, keys module and digital tube display the function of the module and the design process。System software part by adopting the idea of modularization, this paper gives the main program, timing function, display function and the flow chart of key control function, and then introduced the function of each program implementation.Paper presents the process and results of simulation and debugging, and summarizes the problems in the debugging process and solving methods.

Keywords：Intelligence desk lamp;ADC0809;MCU; Pyroelectric infrared sensor

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 智能台灯系统概述 1

1.2论文的研究内容 2

第二章 系统方案设计 3

2.1智能台灯的设计方案 3

2.2系统各功能模块器件选型 5

2.2.1单片机选型 5

2.2.2 传感器选择 5

2.2.3 显示器选择 8

第三章 系统硬件设计 9

3.1 系统各模块电路设计 9

3.1.1信号检测与处理电路 9

3.1.2灯光控制电路 12

3.1.3单片机电路 13

3.1.4按键模块电路 14

3.1.5显示模块 15

3.2系统整体硬件原理图 15

第四章 系统软件设计 18

4.1主函数流程图 18

4.2计时函数流程图 21

4.3显示函数流程图 22

第五章 系统仿真和调试 23

总结及展望 27

参考文献 28

附录 30

附录1系统电路图 30

附录2系统部分源程序 30

第一章 绪论

1.1 智能台灯系统概述

随着现代科技的飞速发展，智能家用电器是越来越受到人们的认可与青睐。科技的发展改善了人们的日常生活与学习并且改变了人们长久以来的习惯，大大的提高了生活与学习的效率。随着传感器控制与高智能化的深入研究，各种人性化的智能家用电器会更多的出现在人们的生活中，而将智能化与单片机相结合不但可以进一步改进现在的家用电器，而且可以组合出全新的智能家用电器。智能家电最终会走向全面化、平民化，作为日常生活与学习中必不可少的台灯也应走向智能化。

台灯是每个人都会用到的电器。目前，市场上有各种各样的灯，但是大多数还是集中在改善灯的外观设计或照明亮度等简单功能的调整。但是现有的台灯大多数还是需要使用者手动来开关，并且使用白炽灯或者节能灯作为发光光源，电源大多使用的是220V的交流电源。这类台灯的缺点就是：用的是非安全电压，不是很安全；日常生活中会经常忘记关闭台灯，长时间这样浪费了很多了电能；使用者在台灯下工作或学习时间过长时对眼睛有伤害，并且很多人坐姿不正确导致颈椎、尾椎等疾病。所以在这个智能家居被每个人都熟知的时代，人们需要一款智能的台灯来满足人们的需求。这种智能台灯需要有安全、节能、使用方便并且无污染的优点。另一方面它还可以纠正使用者的坐姿，这样可以大大减少脊椎变形和近视的概率。

人们需要的智能台灯应该有两种模式：手动模式和自动模式。在自动模式时，智能台灯应该可以根据环境的亮度和台灯周围是否有人存在来自动开启台灯并且选择一个合适的台灯亮度。环境亮度可以通过一个光敏电阻来感应，而周围是否有人可以使用热释电传感器来感应，并且如果需要纠正使用者坐姿的话可以使用红外测距传感器来实现。手动模式是灯光亮度不随环境光线变化而变化，可以手动按下调节亮度按键来调节灯光亮度。本设计还有学习时间计时的功能，可手动设置学习时间，当时间到时，台灯报警，提醒学习时间到了该休息了，此时只要按一下任意一个按键或者在红外测距传感器前晃一下，报警就会停止。

1.2论文的研究内容

本设计是开发一种符合现在人们需求的智能台灯，主要是以单片机为核心加上传感器部分实现智能控制。其主要功能是在台灯周围有人时根据环境光照亮度自动调节LED灯泡的亮度，台灯周围没有人时自动关闭LED灯泡，从而实现节约电能的目标，并且具有纠正使用者坐姿、预防使用者近视和颈椎疾病的功能。

系统共分为6个模块：一是单片机控制模块、二是热释电红外传感器模块、三是红外测距传感器模块、四是光敏电阻模块、五是灯光控制电路模块和六蜂鸣器提醒电路模块。传感器模块不间断的检测周围的情况，当产生敏感时向单片机传送信号，单片机根据接收到的信号类型控制灯光控制电路模块调整LED的开关或者亮度、或蜂鸣器提醒模块的蜂鸣器开始报警。

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