基于單片機(jī)的智能的臺(tái)燈開題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告學(xué) 院上海電機(jī)學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化學(xué)生姓名聶鵬學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師龔建芳論文題目智能臺(tái)燈控制器1、 選題背景和意義臺(tái)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燈管、LED燈管等等。目前，對(duì)臺(tái)燈的基本要求是：安全、壽命長(zhǎng)、健康照明、無輻射危害。臺(tái)燈比較顯著的特點(diǎn)是：適宜室內(nèi)使用、操作使用方便。臺(tái)燈的使用對(duì)象多是學(xué)生及辦公室工作者，所以自動(dòng)感應(yīng)開關(guān)及預(yù)防近視就顯得尤其重要。當(dāng)夜晚來臨時(shí)，人們摸黑去開燈，非常不方便。在這里設(shè)計(jì)了以人體紅外輻射（波長(zhǎng)為9.5um）傳感控制電路。當(dāng)人體在臺(tái)燈的范圍內(nèi)且環(huán)境光強(qiáng)較弱

2、時(shí)，自動(dòng)感應(yīng)開燈；當(dāng)人體太靠近桌面時(shí)，臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)，警告糾正坐姿，若在一定時(shí)間內(nèi)未離開桌面則自動(dòng)熄滅。當(dāng)人離開時(shí)則自動(dòng)關(guān)燈，達(dá)到節(jié)約能源的目的。2、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)目前，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上MCS-51系列占據(jù)著主流地位，與其兼容的產(chǎn)品應(yīng)用最廣，應(yīng)用開發(fā)的公司也最多，其中之一就是Atmel生產(chǎn)的AT89系列單片機(jī)。結(jié)合作息時(shí)間控制系統(tǒng)的要求、成本的因素以及單片機(jī)性能，本次設(shè)計(jì)選用ATMEL公司的AT89C51單片機(jī)。目前，我國(guó)很多的技術(shù)工程人員根據(jù)自己的工作需要開發(fā)出許多擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品，推動(dòng)了我國(guó)生產(chǎn)力的發(fā)展。 AT89C51是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片

3、機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C51提供了高性價(jià)比的解決方案。    AT89C51是一個(gè)低功耗高性能單片機(jī)，40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash

4、存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)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(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。采用AT89C51單片機(jī)來對(duì)作息時(shí)間進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡(jiǎn)單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高作息時(shí)間的精確度，從而能夠大大提高教學(xué)的質(zhì)量。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，為自動(dòng)化和各個(gè)測(cè)控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少的器件

5、，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。 3、 研究的內(nèi)容及可行性分析 1.研究?jī)?nèi)容1）、當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，不開燈。2）、當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)且有人時(shí)，啟動(dòng)燈光控制電路，使燈變亮。3）、當(dāng)環(huán)境光比校弱時(shí)，且人體過于靠近桌面，臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)，警告糾正坐姿，若在一定時(shí)間內(nèi)未離開桌面則自動(dòng)熄滅。4）、當(dāng)人離開時(shí)則自動(dòng)關(guān)燈，達(dá)到節(jié)約能源的目的。2. 可行性分析1)、當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值比較小，信號(hào)處理電路檢測(cè)到低電平信號(hào)，禁止熱釋電紅外傳感器工作，省去了89C51處理過程。2)、當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻阻值變大，信號(hào)處理電路接收到高電平，從而啟動(dòng)熱釋電紅外傳感器工作。3)、熱釋電紅外傳感器1探

6、測(cè)比較遠(yuǎn)的距離，當(dāng)人體進(jìn)入到傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)且光強(qiáng)較弱時(shí)，信號(hào)檢測(cè)電路處理信號(hào)，并向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)中斷，89C51啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢變亮，并同時(shí)屏蔽掉熱釋電傳感器1。 4)、當(dāng)環(huán)境光比校弱時(shí)，且人體過于靠近桌面，熱釋電紅外傳感器2檢測(cè)到信號(hào)，信號(hào)處理電路同時(shí)向89C51發(fā)送信號(hào)，啟動(dòng)延時(shí)電路，發(fā)出警報(bào)使人離開，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)未離開桌面，則啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。當(dāng)人體離開熱釋電紅外傳感器2的控測(cè)范圍內(nèi)且在熱釋電紅外傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，燈光又慢慢變亮。4、 論文擬解決的關(guān)鍵問題及難點(diǎn) 智能臺(tái)燈控制器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于根據(jù)整個(gè)程序的特點(diǎn)確定主程序子程序，然后設(shè)計(jì)原理圖，原理圖

7、要畫正確，前提是熟練掌握單片機(jī)方面的知識(shí)，并且能夠靈活運(yùn)用。智能臺(tái)燈控制器的難點(diǎn)：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(shí)保持美觀。接著就是電路連接，制作好了PCB，然后就是軟件調(diào)試， 如果有地方連接錯(cuò)誤的話，則調(diào)試不成功。綜上所述，整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要畫出正確的程序原理圖且準(zhǔn)確的完成部分的制作，難點(diǎn)在于軟硬件設(shè)計(jì)和調(diào)試。5、 研究方法與技術(shù)路線本設(shè)計(jì)主要分為硬件和軟件兩個(gè)部分。1.硬件框圖如圖（1）所示，主要有三個(gè)部分組成。（1）傳感器及信號(hào)處理部分：檢測(cè)人體輻射紅外信號(hào)及光強(qiáng)信號(hào)經(jīng)過處理后變成可處理的數(shù)字信號(hào)。（2）以89C51組成的中央處理單元：處理信號(hào)并發(fā)出控制命令

8、。（3）提醒電路及燈光控制電路 ：給出提醒信號(hào)并根據(jù)80C51給出的命令控制燈光。 AT89C51單片機(jī)復(fù)位光敏電阻提醒電路熱釋電傳感器1熱釋電傳感器2燈光控制電路 硬件框圖（1）2. 主程序設(shè)計(jì)主程序首先對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入掃描程序，P2.0為低電平時(shí)，屏蔽紅外傳感器。當(dāng)檢測(cè)到P2.0腳有高電平信號(hào)時(shí)，啟動(dòng)紅外傳感器1進(jìn)入工作狀態(tài)并屏蔽掉光敏元件的工作狀態(tài)。當(dāng)紅外傳感器1信號(hào)時(shí)，LED燈開始由暗變亮并啟動(dòng)紅外傳感器進(jìn)入工作狀態(tài)。此時(shí)進(jìn)入傳感器2的工作狀態(tài)，當(dāng)傳感器2檢測(cè)有信號(hào)時(shí)，進(jìn)入延時(shí)程序并蜂鳴器提示，當(dāng)再次檢測(cè)還有信號(hào)，燈滅掉，直至傳感器未檢測(cè)到信號(hào)，LED燈恢復(fù)到原來的亮度。主

9、程序流程圖如圖（2）所示是否有秒時(shí)間平臺(tái)標(biāo)記光敏傳感器是否檢測(cè)到有信號(hào)紅外傳感器1是否檢測(cè)到有信號(hào)傳感器2是否有信號(hào)退 出否否否否是是是是是傳感器2是否有信號(hào)否是啟動(dòng)LED燈并慢慢變亮啟動(dòng)延時(shí)并警告開 始燈 滅傳感器2是否有信號(hào)燈亮否4ms時(shí)間到？上次及當(dāng)前紅外傳感器電平狀態(tài)是否一致當(dāng)前紅外傳感器電平是否是0電平退 出否是 否否是保存上次及當(dāng)前紅外傳感器的電平有電平下降沿，紅外傳感器已檢測(cè)到有信號(hào)，置標(biāo)記是 六、論文的進(jìn)度安排 2012.7.2 下達(dá)任務(wù)書；2012.72012.8 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，搜集并整理資料；2012.9 開題報(bào)告的撰寫，準(zhǔn)備答辯；2012.11月中下旬 開題報(bào)告答辯；20

10、12.102012.12 設(shè)計(jì)各個(gè)模塊，模擬仿真軟件的功能，制作硬件電路；2013.12 2013.2 完成軟件編程并進(jìn)行調(diào)試； 2013.3 2013.4 撰寫論文準(zhǔn)備答辯；7、 主要參考文獻(xiàn)1 吳英才，林華清.熱釋電紅外傳感器在防盜系統(tǒng)中的應(yīng)用.傳感器技術(shù)，20022 馬忠梅.單片機(jī)的C語(yǔ)言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)(第3版) M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，20033 張洪潤(rùn)，張亞凡.傳感器技術(shù)與應(yīng)用教程M.北京：清華大學(xué)出版社，20054 李全利，仲偉峰，徐軍.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，20065 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試M. 北京：華中科技大學(xué)出版社 ，20066 余小平

11、，奚大順.電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：航空航天大學(xué)出版社，20077 來清民.傳感器與單片機(jī)接口及實(shí)例M.北京：航空航天大學(xué)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(jī)原理及應(yīng)用，北京，清華大學(xué)出版社，2006.210位永輝;楊威， 基于BISS0001的智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)，電子元器件應(yīng)用，2010，第7期 11 AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.dec 12Yang. Y., Yi. J., Woo, Y.Y., and Kim. B.: Optimum design for linearityand effi