一、設計目的

使用單片機設計智能臺燈對于提高學生的單片機應用能力具有較強的意義。通過該設計，可以鞏固所學的單片機理論知識，培養學生硬件和軟件的設計能力，從而促進學生所掌握的理論知識向實踐應用的改變。

二、設計要求

(1)熟悉51單片機集成開發環境，運用C語言編寫工程文件； (2)熟練應用所選用單片機的內部結構、資源，以及軟硬件調試設備的基本方法； (3)自行構建基于單片機的最小系統，完成相關硬件電路的設計實現； (4)掌握智能臺燈的原理和實現方法。

三、設計內容

(1) 可以通過按鍵切換控制模式，有自動模式和手動模式可選；

(2) 自動模式下，可根據空間環境的光線強度大小，調節臺燈的亮度。并且

1分鐘檢測不到有人，直接熄滅臺燈，達到節能的效果；

(3) 手動模式下，可通過按鍵增加或減少亮度；

開題報告

方案設計

整個系統以STC89C52單片機為核心器件，配合電阻電容晶振等器件，構成單片機的最小系統。其它個模塊圍繞著單片機最小系統展開。其中包括，照明設備采用USB小燈進行模擬，使得設計在外形上更加美觀，在USB小燈內部，是6顆白色的LED燈；光照強度采集模塊，是使用光敏電阻+ADC0832方案；人體感應采用紅外熱釋傳感器，該傳感器靈敏度高，操作控制簡單；指示燈模塊由一顆綠色的小燈構成，指示燈亮時是自動模式，熄滅時是手動模式；按鍵模塊由3個按鍵組成，包括模式切換按鍵、亮度減少按鍵和亮度增加按鍵；

設計功能

1、上電之后，綠色的 LED 燈點亮，代表當前是自動控制模式。

2、通過按鍵 1，可以在手動模式（綠燈滅）和自動模式（綠燈亮）之間來回切換。

3、在手動模式下，可以通過按鍵 2 降低亮度，按鍵 3 增加亮度。

4、在自動模式下，首先要檢測到有人，才進行亮度的自動控制，否則臺燈熄滅。可以擋住光敏電阻的光線，或用手電筒來照射光敏電阻，模擬光照的變化，從而就可以 看到臺燈的亮度會隨著環境中的光照強度的改變而改變，效果是光照越弱，臺燈越亮。如果人體傳感器 1 分鐘檢測不到有人，臺燈就會自動熄滅。

5、無論是自動模式還是手動模式，都是把亮度分為 10 個等級的。

6、注意，人體感應檢測功能只在自動模式下有效。

原理圖設計

PCB設計

源代碼

#include 
#include 


#define uchar unsigned char    // 以后unsigned char就可以用uchar代替
#define uint  unsigned int    // 以后unsigned int 就可以用uint 代替




sbit LED     = P1^0;          // 模式指示燈，亮是自動模式，滅是手動模式
sbit Lamp    = P1^4;           // 臺燈控制引腳
sbit Key1    = P1^1;          // 按鍵1，模式切換按鍵
sbit Key2    = P1^2;           // 按鍵2，亮度減少按鍵      
sbit Key3    = P1^3;          // 按鍵3，亮度增加按鍵
sbit ADC_CS  = P2^3;           // ADC0832的CS引腳
sbit ADC_CLK = P2^0;           // ADC0832的CLK引腳
sbit ADC_DAT = P2^1;           // ADC0832的DI/DO引腳
sbit Module  = P2^2;          // 人體紅外檢測模塊




uchar gCount=0;                // 全局計數變量
uchar gIndex;                  // 亮度變量，0是最暗，9是最亮，一共10檔
uint  gTime=0;                // 計時變量，用于計時多久沒檢測到有人






/*********************************************************/
// 毫秒級的延時函數，time是要延時的毫秒數
/*********************************************************/
void DelayMs(uint time)
{
  uint i,j;
  for(i=0;i>= 1;
    if(ADC_DAT)
      dat2=dat2|0x80;
    else
      dat2=dat2|0x00;
    WavePlus();
  }


  _nop_();            // 結束此次傳輸
  ADC_DAT = 1;
  ADC_CLK = 1;
  ADC_CS  = 1;   


  if(dat1==dat2)      // 返回采集結果
    return dat1;
  else
    return 0;
} 






/*********************************************************/
// 定時器初始化
/*********************************************************/
void TimerInit()
{
  TMOD = 0x01;        // 使用定時器0，工作方式1   
  TH0  = 252;          // 給定時器0的TH0裝初值
  TL0  = 24;          // 給定時器0的TL0裝初值  
  ET0  = 1;            // 定時器0中斷使能
  EA   = 1;            // 打開總中斷
  TR0   = 1;            // 啟動定時器0
}






/*********************************************************/
// 手動控制
/*********************************************************/
void ManualControl()
{
  // 亮度減少
  if(Key2==0)          // 如果按鍵2被按下去
  {
    if(gIndex>0)      // 只要當前亮度不為最低才能減少亮度
    {
      gIndex--;        // 亮度降低一檔
      DelayMs(300);    // 延時0.3秒
    }
  }


  // 亮度增加
  if(Key3==0)          // 如果按鍵3被按下去
  {
    if(gIndex<9)      // 只要當前亮度不為最高才能增加亮度
    {
      gIndex++;        // 亮度增加一檔
      DelayMs(300);    // 延時0.3秒
    }
  }
}






/*********************************************************/
// 自動控制
/*********************************************************/
void AutoControl(uchar num)
{
  if(num<59)                            // 最亮
    gIndex=9;
  else if((num>65)&&(num<81))            // 第二亮
    gIndex=8;
  else if((num>87)&&(num<103))          // 第三亮
    gIndex=7;
  else if((num>109)&&(num<125))
    gIndex=6;
  else if((num>131)&&(num<147))
    gIndex=5;
  else if((num>153)&&(num<169))
    gIndex=4;
  else if((num>175)&&(num<191))
    gIndex=3;
  else if((num>197)&&(num<213))
    gIndex=2;
  else if((num>219)&&(num<235))
    gIndex=1;
  else if(num>241)                     // 最暗
    gIndex=0;
}






/*********************************************************/
// 主函數
/*********************************************************/
void main()
{
  uchar ret;


  TimerInit();           // 定時器初始化


  LED=0;                // 指示燈點亮(自動模式指示燈)
  ret=Get_ADC0832();    // 獲取AD采集結果(環境光照強度)
  AutoControl(ret);      // 上電先進行一次自動亮度控制  
  AutoControl(ret+7);


  while(1)
  {
    /* 模式切換控制 */
    if(Key1==0)          // 如果按鍵1被按下去
    {
      LED=~LED;          // 切換LED燈狀態
      DelayMs(10);      // 延時消除按鍵按下的抖動
      while(!Key1);      // 等待按鍵釋放
      DelayMs(10);      // 延時消除按鍵松開的抖動
    }


    /* 亮度控制 */
    if(LED==1)              // 如果LED是滅的
    {
      ManualControl();      // 則進行手動控制
    }
    else                    // 如果LED是亮的
    {
      if(gTime<60000)
      {
        ret=Get_ADC0832();    // 獲取AD采集結果(環境光照強度)
        AutoControl(ret);      // 進行自動控制  
        DelayMs(200);
      }
    }


    /*檢測是否有人*/
    if(Module==1)
    {
      gTime=0;                    // 檢測到有人，則把60秒計時清零
    }
    if(gTime>60000)                // 如果gTime的值超過了60000
    {
      gTime=60000;                // 則把gTime的值重新賦值為60000，避免過大溢出
      gIndex=0;                    // 如果1分鐘檢測不到有人，則把臺燈熄滅
    }
  }
}




/*********************************************************/
// 定時器0服務程序，1毫秒
/*********************************************************/
void Timer0(void) interrupt 1
{
  TH0  = 252;            // 給定時器0的TH0裝初值
  TL0  = 24;            // 給定時器0的TL0裝初值  


  gTime++;              // 每1毫秒，gTime變量加1
  gCount++;              // 每1毫秒，gCount變量加1


  if(gCount==10)        // 如果gCount加到10了
  {
    gCount=0;            // 則將gCount清零，進入新一輪的計數
    if(gIndex!=0)        // 如果說臺燈不是最暗的(熄滅)
    {
      Lamp=0;            // 則把臺燈點亮
    }
  }
  if(gCount==gIndex)    // 如果gCount計數到和gIndex一樣了
  {
    if(gIndex!=9)        // 如果說臺燈不是最亮的
    {
      Lamp=1;            // 則把臺燈熄滅
    }
  }
}