本科毕业论文(设计)
题目：单片机光控人体感应灯
学院：物理与电子科学学院
班级：2010级电子三班
姓名：许鋆
指导教师：杨春花职称：教授
完成日期： 2014 年 5 月 26 日
单片机光控人体感应灯
摘要：节能减排一直是全社会关注的一大热点问题，随着新式单片机与传感器的不断发展，五花八门的智能节能产品层出不穷。本文的单片机人体感应灯就是在智能、人体感应的基础上研发的基于STC12C5A60S2系列单片机、光控模块、感应模块和独立按键电路的节能设备。本设备可根据人体感应和环境光线来控制，自动实现人来灯亮，人走灯灭的功能。
关键词：人体感应；单片机；光敏电阻
目录
1 引言 (1)
2 人体感应灯整体方案设计 (1)
3 总体工作方案电路图 (2)
4 人体感应灯硬件电路设计 (4)
4.1 STC12C5A60S2单片机 (4)
4.2光控模块 (4)
4.2.1 光敏电阻 (4)
4.2.2 光控模块设计 (4)
4.3人体检测模块 (6)
4.3.1红外热释电处理芯片BISS0001 (6)
4.3.2 工作原理 (7)
4.3.3 功能特点 (8)
4.4 显示倒计时模块设计 (9)
4.5控制模块 (9)
4.6按键电路设计 (10)
5 焊接与调试 (11)
总结 (14)
参考文献 (15)
1 引言
在科学技术不断进步和能源利用日益紧张的状况下，节能减排自然成了社会所关注的焦点，因此各种智能节能产品层出不穷。本设计正是为了响应节能减排的号召。灯具作为千家万户不可缺少的用品，节能自然是基本要求。因为难免会出现人离开了，但是忘记关灯情况，本设计所设计的智能光控人体感应灯正是为了解决这一问题。
这个光控人体感应灯可以广泛的应用在生活中的方方面面，比如安装在家里，楼道里，或者作为路灯使用也是不错的选择。其目的都是为了节能。它是一个利用单片机控制的小型设备，同时拥有光控模块和人体感应模块。在白天或者是光照强度较高的情况下，由于有光控模块，所以该设备会始终保持关闭。当夜幕降临或者光照强度低到预设的程度时，人体感应模块检测到有人靠近，就会立即启动照明电路。当照明电路启动，又检测到人已经离开，则会经过预设好的短暂延迟之后自动关闭照明电路。值得一提的是，通过调节光控模块，可以满足各种光照条件下的照明需求。
随着单片机技术的日益成熟，以及光控技术和人体感应技术的完善，使得本设计变得可以实现。目前，经过设计与制作调试，本设备已经能够正常完成所有预设的功能。能够切实做到人来灯亮，人走灯灭的功能。
2 人体感应灯整体方案设计
这款设计主要是使用单片机和一些不同功能的模块共同组成的具有光控效果和人体感应能力的节能灯。白天，因为有足够的光线强度进行照射，灯的自控开关会一直处于敞开状态，灯会是关闭的；晚上的时候，光线较弱，灯的自控系统会通过红外线感应人体信号，灯就会自动点亮。在人要离开的时候，可以通过按键的设置来设置灯在自动熄灭时的延迟时间，这样，在人们离开以后，灯会根据感应信号的消失，在特定的时间时会自动熄灭，以此来达到节能的目的。该设计改变了原有的设计思路，从而达到了节能降耗的目的，并且使用简单、灵敏、广泛使用性强。
根据设计要求，得出本设计需要一个外接电源用来供电；需要一个单片机用来负责各个模块的控制；需要一个光控模块来感应周围环境的光照强度；需要一个人体感应模块来检测周围是否有人；同时还需要一个按键电路来设置自动关闭的延迟时间，为了降低设备的自我误操作，自动延迟关闭是必须的，它能保证在检测失误的时候能够有一段缓冲时间，避免了人还在设备附件，但是灯却自动熄
灭的情况。详细模块框图如图1所示。
图1 系统模块框图
3总体工作方案电路图
将各模块的电路图连接起来组成总体工作电路图如图2所示。
该设计的主体思路：在环境光线暗时，光敏电阻的阻值会无限制的增大，相当于是一条断路，在与该电阻相串联的一条支路上分的电压会减小并且连接在比较器的负端；在另外一条串联电路中，有滑动变阻器的支路，相比较分得的电压就会增大；在经过单片机进行电压数据比较时候，会根据数据来确定继电器的闭合和断开。在红外系统检测到人体信号时，感应模块就会输出高电压，同时输送到单片机的P2.4端口和P1.0端口，在两个端口同时接受到数据时，在经过系统的检测，满足相应的条件时，从而控制继电器来点亮灯。
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J1图2 总体电路图
4 人体感应灯硬件电路设计
4.1 STC12C5A60S2单片机
STC12C5A60S2 单片机是基于51内核为基础的集成线路系统，单独的STC 系统是建立在时间/机器周期为主体的芯片结构，属于名副其实的智能、低耗、抗干扰的新型单片机，不仅传承了原有8051的系统有点，提高了运作效率，而且内部配置了性能卓越的MAX810专用复位系统，更在4路PWM8路高速10位A、D转换的支持下，进一步提升了感应灵敏性和抗干扰能力。
STC12C5A60S2 单片机最大优势就是运行速率快，在有限时间内，增强型的8051要比普通的8051快10倍以上；STC12C5A60S2的运行电压可调空间广，在5.5V--3.8V之间；耗能低，此设计可根据实际需求进行空闲和工作控制，大大节省了能源利用；以及更高的工作频率，其最高工作频率可达576MHz。另外，该单片机具备全双工异步串行口(UART),兼容8051串口，可快速实现指令融合和高速SPI 通信等功能。
4.2光控模块
4.2.1 光敏电阻
光敏电阻，顾名思义，就是对光线变化具有感应，从而对自身电阻值而产生变化的电阻。它工作的主要原理就是自身有内光电效应。这种电阻制作简单，在半导体光敏材料的两端装上电极引线，并且装在一个密封的管壳里就可以构成,如图4所示。
基于不同半导体导电能力的差异性出发，可有效根据载流子数目加以判定，因为载流子是半导体的核心部件。当光敏电阻接受光照刺激时，半导体内电子趋于活跃状态，从而释放自身能量，这时电子会向自由电子装换，过程中伴随着空穴的产生，电子—空穴对就会降低电阻阻值。光照越强，电子—空穴对就越多，阻值越低，形成正比关系。一旦光敏电阻接通，就会有电流产生，而且电流大小和光照强度是呈正比的，光照强，通过光敏电阻的电流就越强，反之则相反。如果光照变弱或消失，则电流相应减小，电阻凸显出来。
基于以上光敏电阻两端电流的变化趋势可知，电流大小和光照强度是呈正比的，只要有光线存在的地方，就会产生电流，而且随强度不断增大，实现了光电转换的功能。光敏电阻就是普通的回路装置，直流电或交流电都可以使用。
光敏电阻又被称为光导管，它是对光线进行感应的一种光电元件，它是由半导体制作而成，它是利用内光电原理工作的，在光照射时，会使它的阻值变小，这种现象叫做光导效应。一般都是采用敷、喷、烧结等多种不同的方法在绝缘衬底上安装很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，然后接出引线，安装在可以透光的密封的套管内，防止受潮影响光敏电阻的灵敏度。光敏电阻的原理结构如图所示。在没有光照时，光敏电阻的阻值很高，在受到光照时，价带中的电子吸收光照中的能量，在价带中活跃到导带中，从而在价带中产生带正电荷的空穴，也可理解为电子—空穴对的起源，另外，电子—空穴对的介入，会不同程度的影响光敏电阻中载流子数量，载流子数量的减少势必影响电阻阻值。由图3所示，光照消失，电子—空穴对复合，光敏电阻恢复原值。
图3 光敏电阻原理图
大量实践证明，光敏电阻只要通电，就会形成微弱电流，而在光照强度的刺激性，表现越来越明显，实现了光电转换的功能。光敏电阻就是普通的回路装置，直流电或交流电都可以使用。
4.2.2 光控模块设计
光控模块汇集了关敏电阻和分压型滑动变阻器的设计优势，如图4所示。
J2
P1.0
图4光控模块
其光控模块工作机理：当所处环境光线较强时，光敏电阻自动调节其阻值，并与相应滑动变阻器匹配，同时刺激单片机P1.0采样。单片机中安置了AD转换器，可随时进行数模转换，这时光控模块可根据采样信息，进行联通或断开动作。
4.3人体检测模块
4.3.1红外热释电处理芯片BISS0001
所谓的红外热释电处理芯片BISS0001，指的是一款传感性能卓越的集成线路，凭借内部热释电红外传感器和外接元件，充分发挥了他独立感应处理功能。一方面它能随时随地控制各类户外灯、自动门、烘干机和中央空调等装置，尤其是在公共场合，例如高级宾馆、大型商场、公司库房及别墅走廊等重要领域，另一方面还可高效应用于自动报警系统或安全区域照明等。
通过热释电处理芯片原理可知，CMOS采用了16脚DIP封装，与阻抗运算放大器有机融合，并且匹配了延时继电器和封锁定时器，完全的独立数模混合系统，如图5所示。
图5 热释电处理芯片图
通常意义上的热释电效应，是根据物体表面温度的高低而产生的电荷有规律的运动现象。而热释电传感器就是基于温度变化而设计的敏感性器具。是由带电丰富的陶瓷元件或压电晶体组成，其光滑外表面作为电源的正负机。当外界环境中有温度ΔT变化时，系统就会有电荷ΔQ移动，形成短暂的电压ΔV。同时，传感器中安排一个特定的管道进行阻抗装换，防止大阻抗的干扰。热释电效应中产生的电荷ΔQ，大部分会和空气离子抵消，也就是我们常见的温度恒定，传感器无动作想象。然而当带有温度的人体进入检测范围，由于人体和环境温度的差
异性，此时产生ΔT；假如人体保持不动，温度无变化，传感器也就没输出。因此，此种设计只适用于活动的人体或动物检测。
4.3.2 工作原理
运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等都属于芯片BISS0001的基本构件，他们共同组成了数模高效集成电路。
根据图6可方便的进行工作原理领悟，不可重复触发工作方式下的波形。
图6 不可重复触发状态下的波形
第一步，根据实际需要，在运算放大器OP1的监督管理下，实现信号的放大处理。然后传给OP2，进行重复式放大，同时升高直流电位到VM(≈0.5VDD)后，将输出信号V2送到COP1和COP2的双向鉴幅器，检出有效触发信号Vs。基于系统中VH≈0.7VDD、VL≈0.3VDD，因此，一旦VDD=5V，就会出现±1V 的噪声干扰，提高系统的可靠性。COP3是一个条件比较器。当输入电压VcVR 时，COP3输出为高电平，进入延时周期。当A端接“0”电平时，只要有Tx的存在，就可全程无视V2的变化，直到Tx运行结束，即不可重复触发模式。而当Tx达到设定时间后，Vo自动断开继电器，恢复低电平状态，封锁时间定时器开始进行运行，无论封锁周期Ti受到何种感应，V2的变化都无法控制Vo的闭合，只能起到有效减少干扰程度或负载转换作用。
如图7所示，可重复触发状态下的波形。波形在Vc=“0”、A=“0”期间，很显然信号Vs无法触发Vo定义为有效状态。当Vc=“1”、A=“1”时，Vs不仅可重
复触发Vo，而且可促使Vo在Tx内连续有效。在Tx有效范围内，若Vs上跳变，则Vo会相应增加一个Tx周期；若Vs处于“1”，则Vo为有效状态；若Vs为“0”，Vo则在Tx结束后，变为无效，即使在封锁时间Ti内，Vs也无法触发Vo转变为有效状态。
图7 可重复触发状态下的波形
4.3.3 功能特点
人体感应模块具有全自动感应、光敏控制、感应封锁时间等功能。同时还具有工作电压范围宽、低功耗、输出高电平信号等特点。
1.自动感应：当环境满足人体红外或光源辐射时，则有电流干扰，而当环境无法满足时，电流自动反应，做出关闭电平动作，即输出低电平。
2.光敏控制：可充分分解需求进行设置，并且系统内专门预留了位置，用来判断和区分感应条件，进行合理的光敏控制。两种触发方式：L不可重复，H可重复。可跳线选择，默认为H。
A.不可重复触发方式：当满足电流输出时，则进行设定时间递减，只要到达设定时间，系统则会自动进行高低电平的装换，此过程为不可重复、不可逆的。
B.可重复触发方式：当环境满足高电平接通后，如果一直有信号干扰，则继电器一直保持闭合状态，只有当环境无法满足电路接通条件时，继电器才会安装设置在时间结束后，断开开关。
3.感应封锁时间(一般默认为3-4秒)：感应封锁时间一般设置在高低压电平动作之后，即一个完整的感应过程之后，封锁所有信息感应区域，此时任何信号都无法接通继电器和电源。此应用最大的优势在于，可以在感应时间和封锁区域
内进行不同工作设置，既可研发间隔探测技术，又可减少负载压力，控制整个高低电平转换过程的各种干扰。
4.电压调节范围广：工作电压维持在DC5V至20V之间，可调节范围广。
5.损耗小：一般状态下电流保持在65微安，损耗小，特别适用于干电池供电系统，节约能源。
6.输出高电平信号：有效连接各种类型电路，用途广泛。
4.4 显示倒计时模块设计
此设计的显示倒计时模块采用了LED数码管为主体，三条闭合线路为辅助机构，共同完成时间设定。段选接P0口，再接排阻。位选分别接P2.7，P2.6，P2.5端口。一旦接通延时继电器，数码管则进行设定时间递减。当线路未接通，数码管则显示00。显示电路如图8。
LED1
图8 显示电路
4.5控制模块
该模块主要采用单片机，其电路图如图9所示。
D
-SPDT
图9 控制模块
其功能模块的运行机理：在现实运行环境中，一旦有人体红外信号或光源辐射时，即P2.4检测口出现电压干扰，此时，单片机P1.0口发出开关触动请求，另一端口P2.0则在P1.0的邀请下，做出联通动作，实现继电器闭合、灯泡发光控制。在日常生活中，楼道灯的控制也是基于此原理，当在黑暗中系统检测到人体红外或光信号时，单片机在相应模块的控制下，照亮整个楼道，这是数码管开始启动，进行时间递减，如果在设定的时间内，未检测到信号或光辐射，系统则会按照设定，断开继电器，关闭楼道灯，如果检测要信号，则会继续接通电路。
4.6按键电路设计
在本次设计中采用了按键合成轻触开关系统，其设计原理：基于三个电路都为互不关联的开关模式，所以，采取分别接地措施，既可实现按键功能，又可简化连接，一举两得。然后在三个按键处依次布置键的功能，用来连接P3.0、P3.1、P3.2IO口。这样就能轻松设置时间限制了，而且还能通过功能键进行时间调整，调节范围在0到100之间，单击一次设置键表示确定，单击两次则可返回时间设置命令，如此重复，加减时间瞬间即可搞定。时间设定完毕后，则要进行一次单片机内部存储设置，目的是让系统保存这些数据，在停电状态下，我们的设
置不至于失效。如图10所示。
图10 按键电路
5 焊接与调试
本电路采用了STC12C5A60S2 单片机，该单片机管脚数量多且密集。因此，在焊接的过程还是遇到了不少的麻烦。稍有不注意就会将相邻的两个引脚焊接到一起，为了避免这种情况的发生，应该选用更为细小的焊头。在焊接的过程中，应该注意焊点的美观，注意焊接的技巧，尽量使焊点平滑美观。
焊接完毕之后，随即进行调试，以确保所设计的功能能够正常运行。经过调试，出现了一下几个问题。
1. 强光环境下，仍然能够启动照明电路。如图11所示，环境光照强度较高，当靠近设备时，灯自动被点亮。
图11 强光环境下出现故障
经过检查发现，出现该情况的原因是由于电位器的电压设置偏高，使得光敏电阻阻值偏低的情况下，也能分到足够的电压，从而触发照明电路。
解决方案：在不同光照条件下调整电位器的设置，使其输出一个合适的电压，从而实现在弱光条件下才能触发照明电路的功能。
2.在弱光条件下，有人靠近该装置，仍然不能点亮照明灯。如图12所示，在用黑色遮罩物将设备与周围环境隔开，避免光线影响的情况下，有人靠近设备，仍然不能点亮照明灯。
图12 有人靠近时出现故障
经过检查发现，出现该情况的原因是由于热释电模块的感应距离与范围有限，使得我需要在非常接近该设备的情况下才能被感应到。
解决方案：在热释电模块上添加一个菲涅尔透镜，用以加强该模块的感应距离和范围。
3.调试按键电路是否正常工作如图12所示，其中图13（a）为设置状态，当处于设置状态时，LED灯会不停闪烁；图13（b)图为设置完毕状态，设置完毕后，LED灯会停止闪烁，并显示设置好的延迟时间。若按下复位键，延迟时间则会恢复到预先设置好的初始延迟时间。
最终，在调试完毕后，该设备能够实现所有预先设计好的功能。无人靠近时的正常工作状态如图14所示。无人靠近时，LED显示000，人体感应模块红灯
不闪烁。
（a) 设置状态(b)设置完毕状态
图13 调试按键电路
图14 无人时正常工作状态
有人靠近时的正常工作状态如图15所示。有人靠近时人体感应模块红灯亮起，照明灯立即被点亮，并且LED灯会显示预先设置好的自动熄灭延迟时间。当处于照明灯被点亮的正常工作状态时，人体感应模块检测到人已离开，人体感应模块的红灯则会开始闪烁，LED灯显示的数字开始变化，进入倒计时状态。当倒计时变为000时，人体感应模块的红灯会和照明灯同时熄灭。
图15 有人时的工作状态
总结
本设计结合单片机，光控模块，人体感应模块以及按键电路实现了人来灯亮，人走灯灭的功能。经过最初的构思，设计与制作调试，至此，已全部完成。由于本设计的主要功能是照明，所以它可以很好的应用到各种环境中。
但是本设计任然还有很多不足之处，比如体积还不够小巧，人体感应模块的感应范围还不是很大等。希望在未来，随着本设计所使用的各个模块的改良与进步，能够尽可能的减少本设计的不足，让它变得更加方便，更加智能与节能，应用范围能够更加广阔。
至此，本设计已告一段落，相信在不久的将来，本设计会变得更加成熟，能
够合格的应用到各个方面。
参考文献：
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Light-operated Body Sensing Light Based on Micro-
controller
Abstract:Energy saving and emission reduction is the top topic focused by the whole world.With the improvement of single chip, kinds of intelligent energy saving products have come out. This design is an intelligent energy saving system as well ,which is based on STC12C5A60S2 single chip, light-operated module, sensor module and independent key system.And it is a design base on intelligent and interaction. This design can make the function that the light can turn on or off automatically with people comes or goes comes real, which is all controlled by body sensor and ambient light.
Key words :human body induct; micro controller; photo resistor
机电工程系 课程设计报告 题目: 光控路灯 专业：___应用电子技术______ 班级：___应电（1）班_______ 学号：___100601****_________ 姓名：____潘某某____________ 指导老师：____某某某___________ 答辩日期：___2012年6月6号___
目录 一、绪论 (3) 二、对本课程设计的分析 (4) 2.1所需的软硬件 (4) 2.2工作原理 (4) 三、主要电路模块的实现方案比较及选择 (5) 3.1光敏电阻感应模块与AD/DA转换模块 (5) 3.2IIC总线模块 (6) 3.3LED灯与数码管显示模块 (7) 3.4单片机最小系统模块 (9) 四、系统电路图 (10) 五、系统的软件设计 (12) 六、结论 (13) 七、课程设计过程中遇到的主要问题以及解决办法 (13) 八、心得体会 (14) 九、附件 (15)
一、绪论 随着社会的发展，路灯已经成为一个城市的照明系统中不可分割的一部分，在城市照明中发挥着举足轻重的作用，而其所依靠的就是路灯自动化控制系统。 但当前大多采用的是定时的路灯自动化控制系统。其通常都是采用全夜式开启路灯的自动化控制系统。但因为夏天跟冬天因为天亮与天黑的时差颇大，使得夏天晚上过早的路灯就开启，早上又过晚的关闭。且世界奇观这么多，偶尔总会出现点极端的天气状况，会造成白天天过黑、夜晚又如白昼般亮的情况（如日全食等），而路灯又不会自动开启或者关闭，这就使得交通事故的发生概率增大，路灯在这种情况下失去了其应有的价值和意义也造成能源的白白浪费。而且现在路灯已经全球基本普及，大到世界有名的大城市，小到小城镇、小乡村都已经有了路灯，可想而知世界能源在这块的浪费上是多么的巨大。 光控路灯不仅可以解决这类问题，还可以使路灯在有需要的时候自动开启或者关闭，避免了路灯在不需要的时候自动开启或者关闭。大大的避免了能源不必要的浪费，对于地球环保和能源的节约，可以起到巨大的作用。一个城市每年在这块能源的经济支出上对于普通人来说简直是一个天文数字，一个人一辈子的用电可能都没有城市路灯几天的使用量大。光控路灯如果可以普及化，不仅可以为城市省下了一大笔的开支，使其可以将节省下的资金投资到更有意义的地方去，使得城市可以更好、更快的发展。对于世界来说，更是可以取得巨大的节约能源效果，对于绿色地球的实现做出巨大的贡献。 路灯自动化的控制方式有很多，本系统采用STC 89C52和七段数码管显示器、LED灯等相关的光电检测、控制、显示设备，来设计智能光控路灯自动化系统。实现能根据外界光线条件通过IIC总线模块、AD/DA转换模块等的处理实现控制路灯的自动化开启或者关闭功能。 本设计是以光敏电阻对于外界光线强弱的感应能力为基础进行的路灯自动化控制系统设计。当光线强度弱到一定程度的时候，路灯就会自动灭掉；当光线强到一定程度的时候，路灯就会自动开启。本设计以当外界光线强度弱到使光敏电阻阻值大于等于200欧的时候，LED灯会自动开启；小于200欧的时候，自动关闭。
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电子综合课程设计报告题目: 自动光控路灯系统设计 班级： ： 学号：
1.功能要求 （1）白天时，路灯自动关闭（路灯可用小灯泡代替。但必须用继电器控制路灯）； （2）晚上时，路灯自动打开； （3）可以调节亮度触发点。 2.方案论证 利用光照强度为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点。总体设计分为两个模块：主控模块，被控模块。主控模块和被控模块之间通过继电器进行连接。 3.硬件电路分析与设计 光敏电阻接受光信号后电阻值发生变化，将其转换为电信号加到的三极管的基极，经处理后从集电极输出，输出电压随光照强度的减弱而增加，通过继电器实现路灯的自动转换。当光照强度很
大时，光敏电阻阻值很小，三极管VT1分得的电压较小，三极管VT1、VT2截止，继电器不工作，灯泡不亮；当光照强度很小时，光敏电阻阻值很大，三极管VT1分得的电压较大，三极管VT1、VT2导通，继电器工作，灯泡亮。通过调节滑动变阻器，可调节亮度触发点。 光敏电阻 光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。光敏电阻的阻值随入射光的强弱变化而变化，无光照时的阻值叫暗阻，通常很大；在光线照射时的阻值很小，叫亮阻。光敏电阻的主要参数有亮电阻，暗电阻，光电特性，光谱特性，频率特性，温度特性。通过测量，得到本次试验中的光敏电阻亮阻值约为3.7K，暗阻值约为400K。 光敏电阻的光电特性 继电器 继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回
目录 1.系统方案选 (x) 1.1 设计要求 (x) 1.2 方案选择 (x) 2 系统的硬件设计与实现 (x) 2.1芯片介绍 (x) 2.2 电源 (x) 2.3 时钟 (x) 2.4 I/O线 (x) 2.5 晶振电路 (x) 2.6 LED电路 (x) 2.7按键电路 (x) 3 系统的软件设计 (x) 3.1 程序流程图 (x) 3.2 程序设计 (x) 3.3 仿真电路图 (x) 3.3.1仿真电路初始化图 (x) 3.3.2 仿真结果(设计实现的功能) (x) 3.3.3 结论 (x) 4．设计心得与体会 (x) 5．参考文献 (x)
【摘要】：若干个灯泡有规律依次点亮或者依次熄灭叫流水灯，它用在夜间建筑 物装饰方面。例如在建筑物的棱角上装上流水灯，可起到变换闪烁美不胜收的效果。一般情况下单片机的流水灯由若干个LED发光二极管组成，在单片机系统运行时，可以在不同的状态下让流水灯显示不同的组合，作为单片机运行正常的指示，当单片机系统出现故障时，可以利用流水灯显示当前的故障码，对故障做出诊断。 本设计采用一块单片机（AT89C52.BUS）作为流水灯系统的控制核心，通过编程来实现单片机I/O口对LED的控制，使流水灯显示上下流动、停止流动、闪灯等功能，并由按键控制流水灯的不同亮法，LED的工作方式通过键盘的扫描实现。其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接的LED的I/O口送出低电平来 实现LED的点亮。 【关键词】：流水灯按键控制单片机 1、方案： 1.1设计要求： 以单片机为核心，设计一个节日彩灯控制器： P1.2—开始，按此键则灯开始流动（由上而下）。 P1.3—停止，按此键则停止流动，所有灯为暗。 P1.4—上，按此键则灯由上向下流动。 P1.5—下，按此键则灯由下向上流动。 1.2方案选择： 根据题目的要求，控制模块需要选择单片机作为核心控件，可以选择的单片机有AT89C51、AT89C52还有各自的总线型号的，而对于按键，可以选择BUTTON，当然用SWITCH来代替也是可以实现的；显示模块的LED发光二极管也有很多颜色可以供选择如红色、蓝色、绿色等。 考虑到题目的要求与电路图布线的问题，经过仔细的分析和论证，最终的方案如下：单片机：AT89C52.BUS、按键：BUTTON 发光二极管：LED-RED。 系统的基本框图1.2.1所示，单片机主要用于对流水灯模块（发光二极管）的控制，实现流水灯从上往下流、停止、由下往上流、闪烁的功能，而按键模块控制单片机I/O口的输出电平，间接地控制流水灯模块。
目录 标题 (1) 中文摘要 (1) 1序言 (2) 2设计任务和性能指标 (3) 2.1设计任务 (3) 2.2性能指标 (3) 3系统的总体设计 (3) 4系统的硬件设计 (4) 4.1单片机的概述 (4) 4.2人体热释传感器模块 (5) 4.3光控电路部分 (6) 4.4显示电路部分 (7) 5调试及性能分析 (8) 5.1作品调试 (8) 5.2性能分析 (8) 6参考文献 (8) 谢词 (9) 外文页 (10)
光控感应灯设计与制作 摘要：本设计采用AT89C51单片机作为整个控制核心，外接有光控电路、人体热释红外感应器模块和显示模块。本设计具有稳定性好，抗干扰强等特点，是新一代的绿色节能照明工具。光控感应灯只有在夜晚有人经过时，灯自动开启照明，人离开后可自动延时关闭，这样也大大节约了能源。光控感应灯适合安装在人们经常活动的地方，可提高其灵敏度及工作范围。所以，致力于光控感应灯的研究具有现实意义。 关键词：AT89C51 光控电路人体红外感应模块LED 1序言 随着科学技术的发展，人们的生活水平也有很大的改善。我们日常生活中所使用的照明工具从钨丝灯泡到现在使用的节能灯，现在又出现光控感应灯，这些更方便我们使用。光控感应灯给我们的生活带来了很大的方便，也为我们节约了很大的能源，在未来的生活中运用将越来越广泛。 光控感应灯可以安装在人经常活动的地方，可提高其灵敏度和工作范围，不要安装在潮湿的天花板或墙壁上。光控感应灯在夜晚有人时可以自动开启照明，人离开后可自动延时关闭。人体热释红外感应器原理是根据人体红外感应，人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。可以设置光敏控制，白天或光线强时不感应。HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口，LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛用于各类自动感应电器设备。光控电路运用了光敏电阻器，光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器是一般用于光的测量、光的控制和光电转换。 本设计采用单片机技术，多个模块的使用，制作了一个光控感应灯。电路设计清晰，稳定性能好。本作品对人们的生活起了很大的改善，而且这一方面的研究很具有现实意义，不仅可以节约能源，也为人们带来了生活上的方便。
1.第一个发光管以间隔200ms 闪烁。 2. 8 个发光管由上至下间隔1s 流动，其中每个管亮500ms, 灭500ms 。 3. 8 个发光管来回流动，第个管亮100ms 。 4. 用8 个发光管演示出8 位二进制数累加过程。 5. 8 个发光管间隔200ms 由上至下，再由下至上，再重复一次，然后全部熄灭再以300ms 间隔全部闪烁 5 次。重复此过程。 6. 间隔300ms 第一次一个管亮流动一次，第二次两个管亮流动，依次到8 个管亮，然后重复整个过程。 7. 间隔300ms 先奇数亮再偶数亮，循环三次；一个灯上下循环三次；两个分别从两边往中间流动三次；再从中间往两边流动三次；8 个全部闪烁 3 次；关闭发光管，程序停止。 1 #include
uint x,y; for(x=200;x>0;x--) for(y=100;y>0;y--); } #include
楼道声光控灯及开关----课程设计(总30页) 本页仅作为文档页封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March
课程设计 楼道声光控制灯 系别：电子工程系 班级：电信13-2 组员：杨芹周超周正 霖 黄永杰格绒次 里 唐兢杰湛清华 指导老师：蒋雪琴
目录 摘要 (3) 引言 (4) 第1章设计流程 (5) 第2章电源模块 (7) 电源电路的设计 (7) 电源电路的工作原理及相关参数的分析 (7) 电源电路的其他设计 (9) 第3章信号收集模块 (9) 光信号收集电路 (11) 光信号电路的设计 (11) 光信号电路的工作原理相关参数的分析 (11) 光信号电路相关参数的分析 (12) 声音信号收集电路 (12) 第4章信号处理模块 (14) 芯片TC4081BP的介绍 (14) 芯片TC4081BP的工作原理…………………………………………..14. 第5章延时模块 (16) 延时电路的设计 (16) 延时电路的工作原理 (16) RC电路的放电过程 (17) RC电路的时间常数 (17) 延时时间的可优化性 (18)
第6章被控制模块 (19) 被控制电路的设计 (19) 被控制电路相关参数的分析 (20) 相关元件介绍 (20) 总结 (24) 参考文献 (25) 摘要 声光双控延时开光不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公室、教学楼等公共场所，它具有体积小，外形美观，制作容易，工作可靠等优点，而且降低能耗，节约能源，注重环保是当今世界的主潮流。此外，它在一定的场所使用还可起防盗作用。它是公共场所照明开关的理想选择，被人们誉为“长明灯的克星”。 本次课程设计的是一个灵敏度较高的声光控制开关，行人只要拍个巴掌就能电路触发。本电路仅使用一只CMOS门电路TC4081BP、一个CRZ2-113F型小型驻极体式电容话筒、一个CdS型光敏电阻器以及若干电阻、电容配合就能将电路触发，使其导通，将电灯打开。它不需要发送关闭信号，由电路自身的延时电路将灯关闭。当灯被打开后，延时电路延时约25s后将灯自动关闭。该电路还具有自动光控作用，在白天由光敏电阻器控制着电路。即使受到声音信号的触发，开关也不会打开。 在此电路的设计中，要注意三点，第一是要合理设计三极管的静态工作点，使之处于饱和或截止两状态；第二要调节好电位器，从而使声控开关和光
基于单片机的LED流水灯设计 设计任务 1掌握MCS-51系列8051、8255的最小电路及外围扩展电路的设计方法 2了解单片机数据转换功能及工作过程 3设计LED流水灯系统，实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示4完成主要功能模块的硬件电路设计 5用proteus软件完成原理电路图的绘制 一设计方法 本课题使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED 的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到
“流水”效果了。 二方案论证与比较 2.1循环移位法 在上个程序中我们是逐个控制P1端口的每个位来实现的，因此程序显得有点复杂，下面我们利用循环移位指令，采用循环程序结构进行编程。我们在程序一开始就给P1口送一个数，这个数本身就让P1.0先低，其他位为高，然后延时一段时间，再让这个数据向高位移动，然后再输出至P1口，这样就实现“流水”效果啦。由于8051系列单片机的指令中只有对累加器ACC中数据左移或右移的指令，因此实际编程中我们应把需移动的数据先放到ACC中，让其移动，然后将ACC移动后的数据再转送到P1口，这样同样可以实现“流水”效果。具体编程如下所示，程序结构确实简单了很多。 2.2查表法 上面的两个程序都是比较简单的流水灯程序，“流水”花样只能实现单一的“从左到右”流方式。运用查表法所编写的流水灯程序，能够实现任意方式流水，而且流水花样无限，只要更改流水花样数据表的流水数据就可以随意添加或改变流水花样，真正实现随心所欲的流水灯效果。我们首先把要显示流水花样的数据建在一个以TAB为标号的数据表中，然后通过查表指令“MOVC A，@A+DPTR”把数据取到累加器A中，然后再送到P1口进行显示。具体源程序如下，TAB标号处的数据表可以根据实
本科毕业论文(设计) 题目：单片机光控人体感应灯 学院：物理与电子科学学院 班级：2010级电子三班 姓名：许鋆 指导教师：杨春花职称：教授 完成日期： 2014 年 5 月 26 日
单片机光控人体感应灯 摘要：节能减排一直是全社会关注的一大热点问题，随着新式单片机与传感器的不断发展，五花八门的智能节能产品层出不穷。本文的单片机人体感应灯就是在智能、人体感应的基础上研发的基于STC12C5A60S2系列单片机、光控模块、感应模块和独立按键电路的节能设备。本设备可根据人体感应和环境光线来控制，自动实现人来灯亮，人走灯灭的功能。 关键词：人体感应；单片机；光敏电阻
目录 1 引言 (1) 2 人体感应灯整体方案设计 (1) 3 总体工作方案电路图 (2) 4 人体感应灯硬件电路设计 (4) 4.1 STC12C5A60S2单片机 (4) 4.2光控模块 (4) 4.2.1 光敏电阻 (4) 4.2.2 光控模块设计 (4) 4.3人体检测模块 (6) 4.3.1红外热释电处理芯片BISS0001 (6) 4.3.2 工作原理 (7) 4.3.3 功能特点 (8) 4.4 显示倒计时模块设计 (9) 4.5控制模块 (9) 4.6按键电路设计 (10) 5 焊接与调试 (11) 总结 (14) 参考文献 (15)
1 引言 在科学技术不断进步和能源利用日益紧张的状况下，节能减排自然成了社会所关注的焦点，因此各种智能节能产品层出不穷。本设计正是为了响应节能减排的号召。灯具作为千家万户不可缺少的用品，节能自然是基本要求。因为难免会出现人离开了，但是忘记关灯情况，本设计所设计的智能光控人体感应灯正是为了解决这一问题。 这个光控人体感应灯可以广泛的应用在生活中的方方面面，比如安装在家里，楼道里，或者作为路灯使用也是不错的选择。其目的都是为了节能。它是一个利用单片机控制的小型设备，同时拥有光控模块和人体感应模块。在白天或者是光照强度较高的情况下，由于有光控模块，所以该设备会始终保持关闭。当夜幕降临或者光照强度低到预设的程度时，人体感应模块检测到有人靠近，就会立即启动照明电路。当照明电路启动，又检测到人已经离开，则会经过预设好的短暂延迟之后自动关闭照明电路。值得一提的是，通过调节光控模块，可以满足各种光照条件下的照明需求。 随着单片机技术的日益成熟，以及光控技术和人体感应技术的完善，使得本设计变得可以实现。目前，经过设计与制作调试，本设备已经能够正常完成所有预设的功能。能够切实做到人来灯亮，人走灯灭的功能。 2 人体感应灯整体方案设计 这款设计主要是使用单片机和一些不同功能的模块共同组成的具有光控效果和人体感应能力的节能灯。白天，因为有足够的光线强度进行照射，灯的自控开关会一直处于敞开状态，灯会是关闭的；晚上的时候，光线较弱，灯的自控系统会通过红外线感应人体信号，灯就会自动点亮。在人要离开的时候，可以通过按键的设置来设置灯在自动熄灭时的延迟时间，这样，在人们离开以后，灯会根据感应信号的消失，在特定的时间时会自动熄灭，以此来达到节能的目的。该设计改变了原有的设计思路，从而达到了节能降耗的目的，并且使用简单、灵敏、广泛使用性强。 根据设计要求，得出本设计需要一个外接电源用来供电；需要一个单片机用来负责各个模块的控制；需要一个光控模块来感应周围环境的光照强度；需要一个人体感应模块来检测周围是否有人；同时还需要一个按键电路来设置自动关闭的延迟时间，为了降低设备的自我误操作，自动延迟关闭是必须的，它能保证在检测失误的时候能够有一段缓冲时间，避免了人还在设备附件，但是灯却自动熄
51单片机的流水灯控制 班级：100712 姓名：全建冲 学号：10071047
一、设计要求 用51单片机设计一个流水灯的控制方案，要求采用定时器定时，利用中断法控制流水灯的亮灭，画出电路图和程序流程图，写出程序代码以及代码注释。 二、电路原理图 原理图分析： 本原理图采用STC89S52单片机控制8个LED灯，其中8个LED灯的负极接单片机的P1端口，正极通过1KΩ排阻连接到电源上。原理图中还给出了晶振与复位端，以保证控制器的稳定工作。
三、程序流程图
四、程序代码及注解 1.非中断定时器控制 #include
i++; if(i==10)//500毫秒定时 { i=0; P1=a;//P1端口赋值 a=_crol_(a,1);//循环左移 } TF=0;//清除定时器溢出标志 } } } 程序分析：本程序采用非中断定时器法控制流水灯，核心语句在于读取标志位TF位，TF为定时器溢出标志位，溢出时硬件自动置一，所以循环读取标志位以判断定时器是否溢出，而每次溢出需要手动清零，否则定时器无法再次溢出，利用标志i读取10次即可达到500毫秒的定时。另外需要注意的是单片机晶振为11.0592MHz,所以计时一个数的时间为12/11.0592=1.085us，故定时50毫秒的计数为50000/1.085=46080。 2.中断定时器控制 #include
河北科技大学 课程设计报告 学生姓名：张念琦学号：120701235 专业班级：电信122 课程名称：传感器原理及应用 学年学期：2014—2015学年第一学期指导教师：陈书旺 2014年12月
课程设计成绩评定表
目录 一.摘要 (1) 二.设计目的 (1) 三.设计题目 (1) 四.设计任务与要求 (2) 五、所用器件及功能 (2) 六、设计原理及原理图 (7) 1、设计原理 (7) 2、设计原理图 (8) 3、设计步骤 (8) 4、电路框图 (8) 七、电路实物图 (8) 八、电路说明 (9) 九、制作过程和调试 (9) 十、心得体会 (10) 十一、参考文献 (12)
一、摘要 光控电灯，就是用光线来控制电灯所需的电流，让电流接通或断开，以达到开关电灯的目的。其主要元器件是光控管，当光线照射时，产生能控制开关电路的电流，起到控制作用。目前，江河、海洋的灯塔，公路的路灯，和其他一些无人值守而又需要照明的地方，普遍采用光控灯。 本课题介绍的光控自动照明灯，电路简单，使用方便。通过光控照明电路，以达到节省能源的目的,该设计主要介绍的是关于光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄灭。在较黑暗或完全没有光照的时候灯就会亮起来，这样就达到了节电和节能的目的，和延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。 在现代社会中，某些场所灯光已经不再满足与单纯的手动开关，而是向智能和人性化方向发展，方便与节能已经是主题口号，所以各种光控灯应运而生，而且在光控基础上在发展成为更实用的声光控照明灯，所以研究光控的原理是非常有必要的。 光控灯电路作为一种简单的实用电路现在已经渗透到我们生活中很多方面，最常见的如光控照明灯，就是指在有光情况下会自动熄灭，当夜幕来临的时候等会自动的亮起来，很适合做路灯和走廊灯的控制，起到了很好的节能效果。现在的一些小孩玩具中也应用到这一原理，把光控集成电路植入于玩具当中（常见于轮滑鞋），遮光时就会出现闪光效果，非常有趣。 二．设计目的 1.通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。 2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3.通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。 4.掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。能在教师指导下，完成课题任务。 5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。 6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
摘要 随着社会文明的不断发展，城市照明已经不仅仅局限于街道的照明，而更是发展成为了城市景观等装饰性照明的综合市政工程。本系统采用51单片机和相关的光电检测设备来设计智能光控路灯控制器，利用单片机可编程控制八位逻辑I/O端口实现路灯的智能化，达到节能、自动控制的目的,避免了传统电路对能源的浪费，且路灯的自动控制更方便了工作人员的管理。而且所用的路灯采用LED灯，众所周知，LED是目前最为节能的发光元件，通过采用LED发光可以节省大量的电能，因此，智能光控节能路灯必将在未来得到广泛的应用。本设计方案采用光线强度、时间以及道路车流量的三重模式控制，在很大程度上做到了“随需而控”，同时符合了当今社会所倡导的节约型、可持续性发展的标准，因而拥有良好的可行性和具有很大的实用价值。 本设计是以光敏电阻对于外界光线强弱的感应能力为基础进行的路灯自动化控制系统设计。当光线强度弱到一定程度的时候，路灯就会自动灭掉；当光线强到一定程度的时候，路灯就会自动开启。本设计以当外界光线强度弱到使光敏电阻阻值大于等于200欧的时候，LED灯会自动开启；小于200欧的时候，自动关闭。 关键字：单片机，光敏电阻，LED，路灯照明
目录 摘要 (1) 绪论 (3) 一、目标及任务 (4) 二、硬件设计 2.1 主要模块构成 (4) 2.2电路设计 (9) 2.3 系统流程 (11) 三、系统的软件设计 3.1详细步骤 (11) 3.2 具体程序设计 (12) 3.3 系统软件执行流程 (12) 四、结论与设计调试 4.1结论 (14) 4.2课程设计过程中遇到的主要问题以及解决办法 (14) 五、心得体会 (15) 六、参考文献 (16) 七、附录（仿真图、源程序） (17)
河北科技大学课程设计报告 学生姓名：学号：110701141 专业班级：电信111 课程名称：传感器原理及应用 学年学期：2013—2014学年第一学期指导教师： 2013年12月
课程设计成绩评定表
目录 一·摘要 二·设计目的 三·设计要求 四·正文
4.1设计题目 4.2所用器材 4.3电路器件说明 4.4设计原理 4.5设计原理图 4.6设计步骤 4.7电路框图 4.8电路实物图 4.9电路说明 五·制作过程和调试 六·心得体会 七·参考文献 一.摘要 本课题介绍的光控自动照明灯，电路简单，使用方便。通过光控照明电路，以达到节省能源的目的,该设计主要介绍的是关于光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄灭。在较黑暗或完全没有光照的时候灯就会亮起来，这样就达到了节电和节能的目的，和延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。
在现代社会中，某些场所灯光已经不再满足与单纯的手动开关，而是向智能和人性化方向发展，方便与节能已经是主题口号，所以各种光控灯应运而生，而且在光控基础上在发展成为更实用的声光控照明灯，所以研究光控的原理是非常有必要的。 光控灯电路作为一种简单的实用电路现在已经渗透到我们生活中很多方面，最常见的如光控照明灯，就是指在有光情况下会自动熄灭，当夜幕来临的时候等会自动的亮起来，很适合做路灯和走廊灯的控制，起到了很好的节能效果。现在的一些小孩玩具中也应用到这一原理，把光控集成电路植入于玩具当中（常见于轮滑鞋），遮光时就会出现闪光效果，非常有趣。二．设计目的 1.通过解决一、两个实际问题，巩固和加深对常用传感器的结构、原理、特性的认识和基本知识的理解，提高综合运用课程所学知识的能力。 2.培养根据课题需要选学参考书籍，查阅手册、图表和文献资料的自学能力。通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析解决问题的方法。 3.通过实际电路方案的分析比较，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。 4.掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会简单传感器控制电路的实验调试和整机指标测试方法，提高动手能力。能在教师指导下，完成课题任务。 5.了解与课题有关的电子线路以及元器件工程规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路图等。 6.培养严肃认真的工作作风和科学态度。通过课程设计实践，逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点，获得初步的应用经验，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。 ⒎了解与课程有关的电子电路以及元器件的工程技术规范，编写设计说明书。提高自己的动手能力，培养严肃、认真的工作作风和科学态度。 三．设计要求
基于51单片机的流水灯 利用51单片机P0口实现8个LED(发光二极管)的流水灯控制。可以使用Proteus软件进行仿真调试。 1 硬件设计 利用单片机的PO口控制8个LED，其电路如下图所示。 在桌面上双击图标，打开ISIS 7 Professional窗口（本人使用的是v7.4 SP3中文版）。单击菜单命令“文件”→“新建设计”，选择DEFAULT模板，保存文件名为“LSD.DSN”。在器件选择按钮中单击“P”按钮，或执行菜单命令“库”→“拾取元件／符号”，添加如下表所示 都可以不画，它们都是默认的。 在ISIS原理图编辑窗口中放置元件，再单击工具箱中元件终端图标，在对象选择器中单击POWER和GROUND放置电源和地。放置好元件后，布好线。左键双击各元件，设置相应元件参数，完成电路图的设计。 2 软件设计 流水灯又称为跑马灯，在函数中可以将P0口的八种不同状态做成一维数组，循环执行即可，如下所示。当然也可以采用其它函授来实现，如左移一位<<1（或右移一位>>1），循环左移函授_crol_（或循环右移函授_cror_）等。 /****************************************************************** 流水灯
*******************************************************************/ #include "reg51.h" const tab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; void delayms(unsigned int x) //延时 { unsigned int j; unsigned char k; for(j=0;j 基于单片机的智能照明控制系统 一、产品介绍 本系统设计了一套应用于宿舍、工作室及大型停车场的LED智能照明系统。利用9 V变压器与LM7805组成交流转直流5 V稳压源为系统供电,通过热释电红外探测器采集数据,无线模块实现全区域内的数据传输,采用大功率LED恒流驱动方案,并利用可调光芯片BP1360和先进的PWM技术对LED灯进行调光,同时利用脉宽调制技术控制舵机,使得LED灯在两个自由度(各180°)上自由旋转,自动锁定空间的5个位置实现照明,同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制,自由选择照明方式,体现对LED灯的智能化和人性化,进一步实现绿色照明。 本设计无论是单个模块还是整体的功能，都能较好地实现。针对照明时出现的一些资源浪费进行改善，通过检测是否有人控制灯的亮灭．而且根据人数的多少进行亮度的调整和区域照明范围的改变，实现资源利用的极大化，更满足人们对照明的需求。本系统稳定性较好，实现了既定的各个功能，即能准确检测到人出现在区域的位置(0，1，2，3，4)，并发出对应的信号给单片机，单片机根据信号相应调整LED灯的亮度和舵机转向位置，达到了资源利用的高效化，同时也能实现手控遥控器控制。 二、产品功能 产品功能： （1）可以通过热释电红外探测器感应是否有人，将此信号传给单片机，单片机来控制灯的亮灭。 （2）可以实现根据人数的多少进行亮度的调整和区域照明范围的改变，实现资源利用的极大化。 三、产品特色 1、恒流驱动电路和单片机PWM 调光的设计的应用 2、利用单片机作为主控芯片，控制简单、易操作、维修成本低。 3、利用稳压源为系统供电。通过热释电红外探测器采集数据监测移动物体和光 亮度的设计，无线模块实现全区域内的数据传输。 4、采用大功率LED恒流驱动方案，并利用可调光芯片对LED灯实行调光；同时 利用脉宽调制技术控制舵机，使得LED射灯在两个自由度(各180°)上自由旋转，自动锁定空间的5个位置实现照明，同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制．自由选择照明方式． 四、产品的系统构成以及应用领域 产品总体框图如下图所示： 产品总体框图 恒流驱动电路和单片机PWM 调光的设计 选用贴片的STC89C52RC单片机作为主控制芯片，大大地节省了驱动电路的体积。电源方面采用220 V转9 V变压器．再通过稳压芯片LM7805和一些滤波电容等器件做成。本设计LED光源采用相互并联方式，共由5只1 W 高亮度白光LED灯珠组成；每只LED灯珠的压降约3.1 V，工作电流约20 mA。由白光LED 的正向伏安特性可知，当LED端电压超过其正向导通电压后，较小的电压波动都 模拟电子技术 课程设计报告 设计题目：光控灯学院电气电子工程学院班级 学号 姓名 成绩 指导教师王小平 完成日期：2012年6月22日 目录 摘要 (2) 1、设计要求及原理 (3) 1.1 设计要求 (3) 1.2 设计原理 (3) 2、设计过程 (3) 2.1 设计电路 (3) 2.2 电路说明 (3) 2.3 元件参数 (4) 3、问题及解惑 (4) 4、心得和体会 (5) 5、课程设计评分标准 (6) 6、参考文献 (7) １ 摘要 在现代社会中，某些场所灯光已经不再满足与单纯的手动开关，而是向智能和人性化方便向发展，方与节能已经是主题口号，所以各种光控灯应运而生，而且在光控基础上在发展成为更实用的声光控照明灯，所以研究光控的原理是非常有必要的。 本课题介绍的光控自动照明灯，电路简单，使用方便。通过光控照明电路，以达到节省能源的目的,该设计主要介绍的是关于光控的电路设计。光控是通过光敏电阻来实现的，当光敏电阻在有光的时候灯就会慢慢的熄灭。在较黑暗或完全没有光照的时候灯就会亮起来，这样就达到了节电和节能的目的，和延长了灯的寿命。在实际生活中节电节能，能够实现更多的自动化。 关键词：光控、三极管、继电器、光敏电阻、发光二极管、运算放大器 ２ 1、设计要求及原理 1.1设计要求 白天时灯灭，天黑时灯自动点亮。 1.2设计原理 光控灯是把光信号转换为电信号，再将电信号转换为光信号的装置。电路中有一个光敏元件它的内阻随光照的强弱变化而变化，一般是光线强时电阻减小，光线弱时电阻增大，从而可改变电路的分压值，经开关电路、放大电路来控制发光二极管的导通或截止来实现光控的。 2、设计过程 2.1电路 2.2电路说明 接通电源后，当有光照射到光敏电阻RP时，其阻值减小，Q1基极电压降低Q1截止，Q1基极电压升高Q1截止，发光二极管无电流通过处于熄灭状态；反之光敏电阻RP没有光照时，其阻值增大，Q1基极电压降低，Q1饱和导通，发光二极管得到电压从而发光。但这个电压较小，不能驱动LED灯，需要对这个电压进行放大。 本电路中用到特殊器件----光敏电阻(Rp),用之前可先用万用表测试其在受光时的电阻 ３ 按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。 其具体硬件组成如图1所示。 图1 流水灯硬件原理图 从原理图中可以看出，如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的 视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。 3.软件编程 单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。软件编程是单片机应用系统中的一个重要的组成部分，是单片机学习的重点和难点。下面我们以最简单的流水灯控制功能即实现8个LED灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的几种软件编程方法。 3.1位控法 这是一种比较笨但又最易理解的方法，采用顺序程序结构，用位指令控制P1口的每一个位输出高低电平，从而来控制相应LED灯的亮灭。程序如下：ORG 0000H ；单片机上电后从0000H地址执行 AJMP START ；跳转到主程序存放地址处 ORG 0030H ；设置主程序开始地址 START：MOV SP，#60H ；设置堆栈起始地址为60H CLR P1.0 ；P1.0输出低电平，使LED1点亮 ACALL DELAY ；调用延时子程序 SETB P1.0 ；P1.0输出高电平，使LED1熄灭基于单片机的智能照明控制系统
光控灯课程设计
基于51单片机的流水灯控制
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