基于單片機的智能的臺燈開題報告

1、畢業(yè)設計（論文）開題報告學院上海電機學院專業(yè)電氣工程及其自動化學生姓名聶鵬學號101001010224指導教師龔建芳論文題目智能臺燈控制器一、選題背景和意義臺燈是裝飾性燈具，種類繁多，造型各異，配用的光源也比較多，有普通白熾燈、U形或螺旋形一體化節(jié)能燈、PL燈管、FML丁管、LED燈管等等。目前，對臺燈的基本要求是：安全、壽命長、健康照明、無輻射危害。臺燈比較顯著的特點是：適宜室內使用、操作使用方便。臺燈的使用對象多是學生及辦公室工作者，所以自動感應開關及預防近視就顯得尤其重要。當夜晚來臨時，人們摸黑去開燈，非常不方便。在這里設計了以人體紅外輻射（波長為9.5um）傳感控制電路。當人體在臺燈的

2、范圍內且環(huán)境光強較弱時，自動感應開燈；當人體太靠近桌面時，臺燈自動感應，警告糾正坐姿，若在一定時間內未離開桌面則自動熄滅。當人離開時則自動關燈，達到節(jié)約能源的目的。二、國內外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)目前，在國內市場上MCS-51系列占據著主流地位，與其兼容的產品應用最廣，應用開發(fā)的公司也最多，其中之一就是Atmel生產的AT89系列單片機。結合作息時間控制系統(tǒng)的要求、成本的因素以及單片機性能，本次設計選用ATME公司的AT89C5俾片機。目前，我國很多的技術工程人員根據自己的工作需要開發(fā)出許多擁有自主知識產權的單片機應用產品，推動了我國生產力的發(fā)展。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS前單片機

3、，片內含4kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128bytes的隨機存取數(shù)據存儲器（RAM,器彳采用ATME公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內置功能強大的微型計算機的AT89C511s供了高性價比的解決方案。AT89C51是一個低功耗高性能單片機，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工用行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash

4、存儲器可有效地降低開發(fā)成本。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關量都是常用的主要被控參數(shù)。例如：在冶金工業(yè)、化工生產、電力工程、造紙行業(yè)、機械制造和食品加工等諸多領域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中的溫度進行檢測和控制。采用AT89C51單片機來對作息時間進行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高作息時間的精確度，從而能夠大大提高教學的質量。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，為自動化和各個測控領域中廣泛應用的器件，在工業(yè)生產中稱為必不可少的器件，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。三、研

5、究的內容及可行性分析1 .研究內容1）、當環(huán)境光比較強時，不開燈。2）、當環(huán)境光比較弱時且有人時，啟動燈光控制電路，使燈變亮。3）、當環(huán)境光比校弱時，且人體過于靠近桌面，臺燈自動感應，警告糾正坐姿，若在一定時間內未離開桌面則自動熄滅。4）、當人離開時則自動關燈，達到節(jié)約能源的目的。2 .可行性分析1）、當環(huán)境光比較強時，光敏電阻阻值比較小，信號處理電路檢測到低電平信號，禁止熱釋電紅外傳感器工作，省去了89C51處理過程。2）、當環(huán)境光比較弱時，光敏電阻阻值變大，信號處理電路接收到高電平，從而啟動熱釋電紅外傳感器工作。3）、熱釋電紅外傳感器1探測比較遠的距離，當人體進入到傳感器1的控測范圍內且光

6、強較弱時，信號檢測電路處理信號，并向單片機發(fā)送一個中斷，89C51啟動燈光控制電路，使燈慢慢變亮，并同時屏蔽掉熱釋電傳感器1。4）、當環(huán)境光比校弱時，且人體過于靠近桌面，熱釋電紅外傳感器2檢測到信號，信號處理電路同時向89C51發(fā)送信號，啟動延時電路，發(fā)出警報使人離開，若在設定的時間內未離開桌面，則啟動燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。當人體離開熱釋電紅外傳感器2的控測范圍內且在熱釋電紅外傳感器1的控測范圍內時，燈光又慢慢變亮。四、論文擬解決的關鍵問題及難點智能臺燈控制器設計的關鍵在于根據整個程序的特點確定主程序子程序，然后設計原理圖，原理圖要畫正確，前提是熟練掌握單片機方面的知識，并且能夠靈活運用

7、。智能臺燈控制器的難點：將所用到的元件按照模塊化的分布放到圖紙上，然后正確連線，同時保持美觀。接著就是電路連接，制作好了PCB然后就是軟件調試，如果有地方連接錯誤的話，則調試不成功。綜上所述，整個設計的關鍵是要畫出正確的程序原理圖且準確的完成部分的制作，難點在于軟硬件設計和調試。五、研究方法與技術路線本設計主要分為硬件和軟件兩個部分。1 .硬件框圖如圖(1)所示，主要有三個部分組成。(1)傳感器及信號處理部分：檢測人體輻射紅外信號及光強信號經過處理后變成可處理的數(shù)字信號。(2)以89C51組成的中央處理單元：處理信號并發(fā)出控制命令。(3)提醒電路及燈光控制電路：給出提醒信號并根據80C51給出

8、的命令控制硬件框圖(1)2 .主程序設計主程序首先對單片機進行初始化，然后進入掃描程序，P2.0為低電平時，屏蔽紅外傳感器。當檢測到P2.0腳有高電平信號時，啟動紅外傳感器1進入工作狀態(tài)并屏蔽掉光敏元件的工作狀態(tài)。當紅外傳感器1信號時，LED燈開始由暗變亮并啟動紅外傳感器進入工作狀態(tài)。此時進入傳感器2的工作狀態(tài)，當傳感器2檢測有信號時，進入延時程序并蜂鳴器提示，當再次檢測還有信號，燈滅掉，直至傳感器未檢測到信號，LED丁恢復到原來的亮度。主程序流程圖如圖(2)所示退出六、論文的進度安排2012.7.22012.72012.82012.92012.11月中下旬2012.102012.122013

9、.122013.22013.32013.4七、主要參考文獻下達任務書；查閱相關文獻，搜集并整理資料；開題報告的撰寫，準備答辯；開題報告答辯；設計各個模塊，模擬仿真軟件的功能，制作硬件電路;完成軟件編程并進行調試；撰寫論文準備答辯；1吳英才，林華濤.熱釋電紅外傳感器在防盜系統(tǒng)中的應用.傳感器技術,20022馬忠梅.單片機的C語言應用程序設計(第3版)M.北京：北京航空航天大學出版社，20033張洪潤，張亞凡.傳感器技術與應用教程M.北京：清華大學出版社，20054李全利，仲偉峰，徐軍.單片機原理及應用M.北京：清華大學出版社，20065謝自美.電子線路設計、實驗、測試M.北京：華中科技大學出版社

10、，20066余小平，奚大順.電子系統(tǒng)設計M.北京：航空航天大學出版社，20077來清民.傳感器與單片機接口及實例M.北京：航空航天大學出版社，20088劉健，徐煒，伊均萍，劉良成.電路分析M.北京：電子工業(yè)出版社，20059李全利，單片機原理及應用，北京，清華大學出版社，2006.210位永輝；楊威，基于BISS0001的智能臺燈設計，電子元器件應用，2010,第7期11 AT89C51DATASHEEPPhilipsSemiconductors1999.dec12 Yang.Y.,Yi.J.,Woo,Y.Y.,andKim.B.:"Optimumdesignforlinearity