2021年09月14日 | 50-基于51单片机的智能台灯设计

2021-09-14 来源：eefocus

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。向P0脚写入低电平，开启所有中断，启动计数器。当中断1来时，进入中断1，设置R0为0，调用延时程序TIME0（延时10ms），判断R0是否等于7，若不是，则加1，继续发送数据进入循环，直至R=7，即实现的是灯慢慢变亮的一个过程。当中断0和中断1同时产生时，根据优先级，屏蔽掉中断1，开启中断0。调用延时程序TIME0（延时1分钟），查询中断0控制位;防止人体不小心到达热释电探测器的探测范围内，采用延时程序来排除干扰，防止误判。若为0，则返回主程序；若为1，则向P0高四位发送数据，使灯保持原来最亮状态，调用延时程序TIME1，判断R0是否等于0，若是则中断返回，若不是，则R0减1，继续循环，直至R0等到于0，此程序的目的是实现灯慢慢变暗。

原理图

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。

程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。

51单片机智能台灯数码管

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