【基于單片機(jī)的智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)8800字（論文）】

緒論1.1課題意義隨著人類(lèi)居住環(huán)境的惡化，國(guó)家和人民越來(lái)越重視綠色節(jié)能這一主題。綠色節(jié)能有利于國(guó)家實(shí)現(xiàn)健康發(fā)展的目標(biāo)、建設(shè)一個(gè)健康和諧社會(huì)；是美好健康生活社會(huì)的基本要求；有利于調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、改變?cè)鲩L(zhǎng)方試。生活中一些方面的改變，能夠在一定程度上節(jié)省能源消耗。比方說(shuō)，出行騎自行車(chē)而不是開(kāi)車(chē)；旅行可乘坐火車(chē)代替坐飛機(jī)；無(wú)需充電的情況下，可以隨后將充電器拔掉。在這方面，智能臺(tái)燈的優(yōu)勢(shì)更大，有人的情況下，可以自動(dòng)亮起，沒(méi)有人的情況下，可以自動(dòng)關(guān)閉，節(jié)約了電能。每節(jié)約一點(diǎn)電，發(fā)電場(chǎng)就可以少發(fā)一點(diǎn)電，就能減少污染氣體和污染物的產(chǎn)生。智能臺(tái)燈通過(guò)直接對(duì)電能的節(jié)省，間接的保護(hù)了自然環(huán)境。關(guān)于預(yù)防近視：我國(guó)是世界上出現(xiàn)近視可能性最大的一個(gè)國(guó)家，根據(jù)二零一九年的數(shù)據(jù)，我國(guó)近視人數(shù)高達(dá)四億人，其中大部分都是青少年，這一數(shù)量達(dá)到了兩點(diǎn)七億，國(guó)內(nèi)人口近視的出現(xiàn)率為三十三個(gè)百分點(diǎn)，世界平均水平為二十二個(gè)百分點(diǎn)，每一年新增加的近視人員接近總數(shù)六個(gè)百分點(diǎn)，這一問(wèn)題必須得到關(guān)注。我國(guó)許多學(xué)生到初中、高中就開(kāi)始近視，有的甚至小學(xué)就近視了，為什么近視的問(wèn)題如此嚴(yán)重，原因一是因?yàn)樽x書(shū)寫(xiě)字眼睛離書(shū)本太近；二是則是臺(tái)燈的使用問(wèn)題導(dǎo)致的。當(dāng)光線亮度變暗時(shí)為了能正常看書(shū)學(xué)習(xí)不得不改變姿勢(shì)彎著頭，或者長(zhǎng)時(shí)間在高亮度的燈光下工作，時(shí)間久了，視力就會(huì)降低。市場(chǎng)中國(guó)現(xiàn)有的臺(tái)燈，要想調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的亮度需要人工來(lái)進(jìn)行，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，因此不算做是真正的智能臺(tái)燈。本設(shè)計(jì)所制作的智能臺(tái)燈有兩種模式，自動(dòng)模式下具有節(jié)能和提醒改正坐姿的作用；而手動(dòng)調(diào)節(jié)模式使智能臺(tái)燈有更廣的使用范圍。1.2智能臺(tái)燈國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)外對(duì)智能臺(tái)燈的研究很多，因?yàn)槿藗兊纳钆c臺(tái)燈息息相關(guān)。在國(guó)外很多學(xué)者從臺(tái)燈的發(fā)光光源的材料進(jìn)行了研究，比如ChingCherngSun等人設(shè)計(jì)出了一種光學(xué)器件能夠?qū)崿F(xiàn)投影區(qū)域均勻照明，這是一種以LED燈為基礎(chǔ)的光學(xué)元件，具有特定投影角度，采用的器件是共焦雙反射器。在國(guó)內(nèi)，我國(guó)臺(tái)燈數(shù)目只有200多種，從數(shù)據(jù)上看遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國(guó)家的60%，相較于發(fā)達(dá)國(guó)家的上千種可看出臺(tái)燈行業(yè)還有很大的發(fā)展?jié)摿?。從無(wú)到有，從數(shù)據(jù)的比較可看出臺(tái)燈行業(yè)正處在一個(gè)快速發(fā)展的階段，而臺(tái)燈智能化則是市場(chǎng)的重要方向。但同時(shí)，臺(tái)燈行業(yè)也出現(xiàn)較多的問(wèn)題，各個(gè)品牌進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)卻鮮能開(kāi)發(fā)出真正貼近日常需求的臺(tái)燈，質(zhì)量的問(wèn)題層出不窮，想在臺(tái)燈這個(gè)龐大的市場(chǎng)立足則必須有獨(dú)特鮮明的特點(diǎn)。那么如何降低成本，包括制造成本、價(jià)格因素，同時(shí)環(huán)保節(jié)能，減少體積，成為目前臺(tái)燈智能化設(shè)備發(fā)展的新趨勢(shì)。而單片機(jī)與臺(tái)燈的結(jié)合，使臺(tái)燈更具備智能化，也滿足了對(duì)節(jié)能便利的需求。1.3智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)智能臺(tái)燈的主要實(shí)現(xiàn)目的是減少能源的浪費(fèi)，智能化的臺(tái)燈使用上更加方便和糾正不良坐姿。其靈感來(lái)源于生活中的一些不好的習(xí)慣，比如：人在寫(xiě)作業(yè)時(shí)頭距離桌面太近或者看書(shū)趴在桌子上，導(dǎo)致了很多人駝背、近視；還有一些人用完臺(tái)燈后沒(méi)也順帶把燈關(guān)上的習(xí)慣，必然會(huì)白白浪費(fèi)一定的電能，因此這款臺(tái)燈，一方面減少電能的浪費(fèi)，一方面一定程度改掉不良坐姿習(xí)慣。另外，在很黑的時(shí)候，智能臺(tái)燈也能夠自動(dòng)打開(kāi)，所以，夜晚不用去摸黑去開(kāi)燈了。2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總體方案概述在本次設(shè)計(jì)中，選用STC89C52RC單片機(jī)作為整個(gè)設(shè)計(jì)的主控芯片，檢測(cè)是不是有人進(jìn)入了臺(tái)燈的使用范圍內(nèi)，采用的HC-SR501熱電傳感器；當(dāng)檢測(cè)到有人在臺(tái)燈附近時(shí)，通過(guò)光敏電阻與ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊組成的自動(dòng)調(diào)光電路，檢測(cè)環(huán)境光強(qiáng)，經(jīng)過(guò)與閾值比較后決定是否打開(kāi)燈，這樣就可實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈自動(dòng)開(kāi)關(guān)的功能；通過(guò)ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊對(duì)光敏信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，將采集轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制PWM等級(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)；按鍵模塊用于調(diào)整工作模式和亮度，通過(guò)按鍵改變PWM占空比，實(shí)現(xiàn)人為對(duì)燈光亮度的調(diào)節(jié)。2.2單片機(jī)的選擇第一種方案：利用DSP作為系統(tǒng)主要控制部件，這種硬件電路具有一定復(fù)雜性，價(jià)格更高，數(shù)字系統(tǒng)包括了很多有源器件，需要消耗很大的電力，沒(méi)有任何的可靠的無(wú)源設(shè)備。第二種方案：系統(tǒng)的主要控制部件選用51單片機(jī)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)更加可靠、更具成本效益、消耗小，正是由于這些特征，所以單片機(jī)擁有較好的發(fā)展前景，其體積小、對(duì)功的消耗較低，技術(shù)比較成熟。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，選定方案二，采用STC89C52單片機(jī)作為控制器。2.3顯示方案的選擇采用的是具有電路比較簡(jiǎn)單、對(duì)噪聲抵抗力強(qiáng)、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)的脈寬調(diào)制(PWM)來(lái)調(diào)光的方案。原理主要的就是通過(guò)直接設(shè)定一個(gè)tpwm為恒流源供電脈沖的工作周期，設(shè)定一個(gè)ton為恒流源供電脈沖的工作寬度，可以通過(guò)使得供電脈沖的工作寬度和脈沖周期比直接設(shè)定為一個(gè)ton/tpwm，也可說(shuō)就是孔度比，通過(guò)直接設(shè)定一個(gè)改變恒流源供電脈沖的寬度工作比來(lái)完全改變供電脈沖燈的工作亮度。其實(shí)所講的也一點(diǎn)就是，pwme，作為一種模擬編碼方法，能夠直接通過(guò)運(yùn)用一個(gè)模擬信號(hào)的最高電平頻率來(lái)對(duì)一個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行模擬編碼，該方法有下面四個(gè)優(yōu)點(diǎn)，第一個(gè)，確保光色譜是正確的。第二，其有著不可比擬的高調(diào)光精確度；第三，由于每一個(gè)數(shù)字能夠轉(zhuǎn)換成—pwm信號(hào)，可以將其與數(shù)控技術(shù)—起結(jié)合來(lái)進(jìn)行控制；第四，容易通過(guò)軟件的方式實(shí)現(xiàn)，使用領(lǐng)域廣闊。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)主控?cái)?shù)據(jù)處理模塊是STC89C52單片機(jī)以及電容、晶振、電阻等器件構(gòu)成的最小系統(tǒng)。臺(tái)燈照明設(shè)備采用USB燈；為實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈自動(dòng)感光調(diào)節(jié)亮度，光照強(qiáng)度采集模塊使用的是光敏電阻+ADC0832轉(zhuǎn)換芯片方案；人體感應(yīng)采用紅外熱釋電傳感器，該傳感器操作簡(jiǎn)單，較于靈敏；防近視檢測(cè)由紅外距離檢測(cè)模塊構(gòu)成；為了便于辨別當(dāng)前所處的模式安裝一個(gè)LED指示燈；模式切換和手動(dòng)調(diào)節(jié)通過(guò)按鍵模塊實(shí)現(xiàn)；最后是采用5V電壓供電[1]。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖3.1所示。圖3.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖3.2硬件總體電路圖設(shè)計(jì)整個(gè)電路圖以單片機(jī)STC89C52為核心，其余各個(gè)電路模塊用線路與單的各個(gè)引腳相連，通過(guò)單片機(jī)引腳輸出信號(hào)控制各個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體功能。硬件總體電路圖如圖3.2。圖3.2硬件總體電路圖將原理圖加封裝布線畫(huà)PCB，PCB圖如圖3.3所示。圖3.3PCB圖3.3單片機(jī)電路設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，左邊上方是一個(gè)電阻電容組成的復(fù)位電路、左邊下方是一個(gè)電阻和兩個(gè)電容組成的晶振電路以及電源電路等三個(gè)部分組成。單片機(jī)系統(tǒng)電路圖如圖3.4所示。圖3.4單片機(jī)系統(tǒng)電路圖晶振電路組成部分：包括圖中左下端部分中間的晶振X1，和在晶振兩邊的電容C2與C3，兩個(gè)電容值相等均為30Pf。電容用來(lái)起振，電容的取值區(qū)間大約是在24pf上下浮動(dòng)9個(gè)單位，晶振取值可以選擇接近于24M的值，單片機(jī)速度與其值成正向關(guān)系，值越高，單片機(jī)速度越快。如圖中所示，復(fù)位電路接到單片機(jī)的復(fù)位引腳，左上方上端的極性電容C1和下端電阻R4共同構(gòu)成了復(fù)位電路。系統(tǒng)運(yùn)作的過(guò)程之中，在上方電容電壓不會(huì)突然發(fā)生變化的前提條件下，如果出現(xiàn)高電平的狀況，整個(gè)電路的維持時(shí)間會(huì)變得異常的短，而且電路由RC進(jìn)行決定，實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)位的功能，如果復(fù)位腳電平維持在整個(gè)運(yùn)作周期之內(nèi)，那么這個(gè)51單片機(jī)就會(huì)回到最初的位置，因此，為了確保單片機(jī)正常復(fù)位，要適當(dāng)把握RC的組合值。3.4LED燈電路設(shè)計(jì)LED燈采用的是USB小燈，這個(gè)小燈里面串聯(lián)了6個(gè)LED燈。這種小燈外形美觀，適用于日常生活中。在電路板上裝一個(gè)USB口插上就可以使用。在實(shí)際設(shè)計(jì)電路時(shí)，采用S8550型號(hào)的三極管的驅(qū)動(dòng)，在這個(gè)電路里通過(guò)單片機(jī)該IO口輸出低電平信號(hào)對(duì)S8550三極管進(jìn)行控制。LED燈電路圖如圖3.5所示。圖3.5LED燈電路圖3.5光照強(qiáng)度采集模塊電路設(shè)計(jì)該模塊通過(guò)光敏電阻的感光特性對(duì)附近光線實(shí)時(shí)采集，光敏電阻采集的信號(hào)是模擬量，單片機(jī)不能處理模擬信號(hào)，由AD0832負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在給單片機(jī)處理。圖中AD0832有兩個(gè)CH1和CH0兩個(gè)通道，其中CHO通道為光敏電阻輸入端口，VCC和GND接供電端。光照強(qiáng)度采集電路如圖3.6所示。圖3.6光照強(qiáng)度采集電路圖3.6人體紅外感應(yīng)模塊電路設(shè)計(jì)一、人體紅外感應(yīng)模塊功能介紹如果距離臺(tái)燈兩米的范圍內(nèi)，有人存在，加上周?chē)鷽](méi)有任何光線的情況，人體紅外檢測(cè)模塊就會(huì)自動(dòng)開(kāi)燈，在人離開(kāi)了檢測(cè)范圍之后的六十秒后，就會(huì)自動(dòng)關(guān)燈。二、熱釋電紅外傳感器簡(jiǎn)介可以很好的檢測(cè)人體發(fā)出的紅外線，然后以電信號(hào)的方式進(jìn)行輸出，利用高熱電系數(shù)構(gòu)成的探測(cè)元件。原件在探測(cè)之后接收到紅外輻射，隨后將其轉(zhuǎn)換為不明顯的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)場(chǎng)效應(yīng)管放大之后，對(duì)外輸出。探測(cè)元件能夠探索零點(diǎn)二到二十微米之間的人體紅外，但是人的輻射紅外線波長(zhǎng)在九到十微米之間，因此該探測(cè)元器件不能直接用于探測(cè)人體，需要在檢測(cè)裝置的頂部安裝一個(gè)帶有濾光鏡片的窗口，由于鏡片能夠通過(guò)七到十微米之間的波長(zhǎng)，剛剛好通過(guò)了人體紅外輻射，這就很好的實(shí)現(xiàn)了一種以人體輻射探測(cè)的紅外檢測(cè)裝置。三、HC-SR501模塊介紹此次選擇了HC-SR501傳感器模塊。這種模塊有很強(qiáng)的靈活性、安全性，節(jié)省功耗，而且需要的工作電壓可以很低，是不同類(lèi)型自動(dòng)感應(yīng)電氣設(shè)備里使用最多的一種模塊。HC-SR501實(shí)物圖如圖3.7所示。圖3.7HC-SR501實(shí)物圖四、人體紅外檢測(cè)電路單片機(jī)的IO口P22接第2腳，在該模塊運(yùn)作時(shí)如果出現(xiàn)人走動(dòng)，該模塊就會(huì)輸出高頻電，從而使整個(gè)模塊開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)作。第1腳接VCC、第3腳接GND供電，人體紅外檢測(cè)電路圖如圖3.8所示。圖3.8人體紅外檢測(cè)電路圖3.7距離檢測(cè)模塊電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)紅外檢測(cè)模塊利用E18-D80NK紅外傳感器檢測(cè)與人體的距離是否超過(guò)設(shè)定的范圍來(lái)判斷人是否坐姿不對(duì)，當(dāng)檢測(cè)到人體與紅外探頭距離大約小于40厘米時(shí)，認(rèn)為認(rèn)此時(shí)坐姿不對(duì)，觸發(fā)蜂鳴器發(fā)出響聲，促使人改正坐姿，從而防止近視。該傳感器使用較簡(jiǎn)單，模塊本身引三根導(dǎo)線，其中3號(hào)導(dǎo)線與2號(hào)導(dǎo)線接到GND和VCC用于供電，1號(hào)引腳由與單片機(jī)的I0口相連作為數(shù)據(jù)引腳，該引腳通常情況下輸出高電平，當(dāng)有人距離太近時(shí)，輸出低電平。我們以此來(lái)分辨用戶距桌面距離是否太近。檢測(cè)距離通過(guò)旋轉(zhuǎn)后面的旋鈕改變。人體距離檢測(cè)電路圖如圖3.9所示。圖3.9人體距離檢測(cè)電路圖3.8按鍵輸入模塊電路設(shè)計(jì)本按鍵輸入模塊可以切換臺(tái)燈控制模式，在手動(dòng)模式下可以人為控制臺(tái)燈。第一個(gè)按鍵改變系統(tǒng)模式，處于手動(dòng)模式時(shí)，第二、三按鍵用來(lái)人為調(diào)節(jié)光亮，按鍵第二個(gè)按鍵用來(lái)降低燈光亮度，第三個(gè)按鍵則用來(lái)調(diào)增光光高度第。按鍵模塊電路圖如圖3.10所示。圖3.10按鍵模塊電路圖3.9蜂鳴器模塊電路設(shè)計(jì)蜂鳴器分為有源和無(wú)源兩種，無(wú)源蜂鳴器需要用方波去驅(qū)動(dòng)，而有源的蜂鳴器因?yàn)樽陨頂y帶有震蕩源，有電就可以工作。本次采用三極管來(lái)控制蜂鳴裝置發(fā)音，這是由于蜂鳴器需要很大的工作電流，而單片機(jī)的輸入和輸出電流一般不大，而三極管擁有滿足蜂鳴器所需要的開(kāi)關(guān)功能。此次使用了S8550三極管，蜂鳴器的選擇，相比于無(wú)源蜂鳴器，因?yàn)橛性捶澍Q器使用更加簡(jiǎn)單，無(wú)需使用方波驅(qū)動(dòng)，只需要通電就可以響。因?yàn)檫x用PNP型以及單片機(jī)中輸入輸出端口默認(rèn)輸出高電平，就算蜂鳴器就算連接了電源，也不用擔(dān)心會(huì)發(fā)出聲音。蜂鳴器電路圖如圖3.11所示。圖3.11蜂鳴器電路圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1編程軟件介紹設(shè)計(jì)使用的是C語(yǔ)言，是種不需何種運(yùn)行支持環(huán)境便能運(yùn)行的通用編程語(yǔ)言，產(chǎn)生的機(jī)器碼少，編譯方式比較簡(jiǎn)單，與此同時(shí)，C語(yǔ)言有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，只要你采用的是同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即便是用很多電腦編寫(xiě)的C語(yǔ)言程序，可以在多個(gè)平臺(tái)使用。都能夠進(jìn)行編譯，在片內(nèi)寫(xiě)入程序，第一步需要將代碼進(jìn)行編譯，從而讓機(jī)器識(shí)別，該系統(tǒng)使用了KeiluVision軟件，因?yàn)檫@一軟件的功能最多，使用起來(lái)十分的簡(jiǎn)單，很多開(kāi)發(fā)人員在單片機(jī)芯片編程方面都會(huì)使用到，下面圖4.1是KeiluVision界面圖。圖4.1KeiluVision界面圖4.2總體程序設(shè)計(jì)首先初始化單片機(jī)的定時(shí)器，因?yàn)楫?dāng)前所處的模式不同后面程序的執(zhí)行也會(huì)不同，所以需要判斷有沒(méi)有按下按鍵1，在按下的后會(huì)切換控制模式，不同的模式執(zhí)行的程序也不同。如果處于智能模式，系統(tǒng)根據(jù)是否有人來(lái)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，所以第一步要先判斷是否有人，如果有，燈自動(dòng)亮，根據(jù)光照強(qiáng)度采集模塊數(shù)據(jù)的不同來(lái)改變燈亮度，實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈光亮隨附近的光線實(shí)時(shí)改變。如果人離開(kāi)的話并且持續(xù)六十秒以上，臺(tái)燈熄滅。如果當(dāng)前是手動(dòng)模式，手動(dòng)模式下步驟簡(jiǎn)單，只需要對(duì)控制亮度調(diào)節(jié)的按鍵進(jìn)行判斷。如果按鍵2按下，就會(huì)減弱燈亮度；逐次按下，燈光亮度就會(huì)逐次降低，如果按下按鍵3按下，則燈的亮度就會(huì)增加，同理；臺(tái)燈坐姿檢測(cè)功能不論在什么模式下都有的，所以在最后進(jìn)行一次紅外距離檢測(cè)，如果檢測(cè)到有人且到桌面的距離且超過(guò)了設(shè)定的范圍，蜂鳴器就會(huì)發(fā)出聲音，來(lái)提醒用戶糾正自己的不對(duì)的坐姿。主程序流程圖如圖4.2所示。圖4.2主程序流程圖該部分程序主函數(shù)代碼圖如圖所示4.3。圖4.3程序主函數(shù)代碼圖4.3各模塊程序設(shè)計(jì)4.3.1光照強(qiáng)度采集模塊程序設(shè)計(jì)ADC0832芯片會(huì)先收到一個(gè)起始信號(hào)，然后根據(jù)通道信號(hào)選擇一個(gè)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換的通道。然后讀取采集到的結(jié)果，AD芯片會(huì)返回不同方向的兩個(gè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，起到識(shí)別傳輸正確與否，之后結(jié)束此次傳輸。最后返回采集的結(jié)果。模數(shù)轉(zhuǎn)換程序流程圖如圖4.4所示。圖4.4模數(shù)轉(zhuǎn)換程序流程圖模數(shù)轉(zhuǎn)換程序代碼如圖4.5。圖4.5模數(shù)轉(zhuǎn)換程序代碼圖4.3.2人體紅外感應(yīng)模塊程序設(shè)計(jì)程序開(kāi)始執(zhí)行，首先紅外傳感器檢測(cè)是否有人，如果有人，自動(dòng)感應(yīng)打開(kāi)臺(tái)燈，并把計(jì)時(shí)器清零，如果檢測(cè)不到有人并持續(xù)60秒，則臺(tái)燈熄滅。人體紅外感應(yīng)模塊程序流程圖如圖4.6所示。圖4.6人體紅外感應(yīng)模塊程序流程圖人體紅外感應(yīng)模塊程序代碼如圖4.7所示。圖4.7紅外感應(yīng)模塊程序代碼4.3.3紅外距離傳感器?？旌头澍Q器模快程序設(shè)計(jì)先對(duì)于紅外距離檢測(cè)模塊檢測(cè)所得的距離判斷是否距離過(guò)近，如果是，啟動(dòng)蜂鳴器，如果否，關(guān)閉蜂鳴器。紅外距離傳感器模塊和蜂鳴器程序流程如圖4.8所示。圖4.8紅外距離傳感器和蜂鳴器程序流程圖紅外距離傳感器和蜂鳴器程序代碼如圖4.9所示。圖4.9紅外距離傳感器和蜂鳴器程序代碼圖5系統(tǒng)調(diào)試5.1硬件檢測(cè)成熟的系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)完成后需要對(duì)系統(tǒng)做一定的檢測(cè)，把各個(gè)模塊組裝焊接在一起后，首先需要檢查對(duì)硬件進(jìn)行檢查，查看是否有連焊，或者漏焊，或者虛焊的情況出現(xiàn)，因?yàn)檫@些情況會(huì)導(dǎo)致電路不能正常工作甚至對(duì)我們的元器件造成損害，因此在焊接完成后不要急著通電。使用萬(wàn)用表對(duì)線路的連通性進(jìn)行檢測(cè)，用眼睛對(duì)電路板仔細(xì)觀察是否存在上述說(shuō)的連焊、漏焊、虛焊等情況。如果萬(wàn)用表對(duì)線路檢查的結(jié)果都是正常的，肉眼觀察個(gè)焊接點(diǎn)都是正常，那么就可以通電進(jìn)行下一步的測(cè)試。通過(guò)上述方法，我們的器件檢查正常。器件連接圖如圖5.1所示。圖5.1器件連接圖圖5.2為電路焊接圖。圖5.2電路焊接圖5.2軟件調(diào)試程序編寫(xiě)完成后，需要進(jìn)行調(diào)試。在軟件程序的編寫(xiě)開(kāi)發(fā)中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，比如粗心多寫(xiě)或者少寫(xiě)字母，或者函數(shù)方法的調(diào)用不對(duì)，語(yǔ)法上的錯(cuò)誤等，在編譯時(shí)，編譯器可以指出這些錯(cuò)誤，還有的是代碼設(shè)計(jì)的邏輯問(wèn)題，只有程序運(yùn)行時(shí)才能發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。所以程序?qū)懲旰笮枰M(jìn)行調(diào)試。對(duì)單片機(jī)的調(diào)試使用的是編程軟件KeiluVision，KeiluVision具有調(diào)試功能，具體操作步驟如下：打開(kāi)單片機(jī)程序的工程文件，找到目標(biāo)選項(xiàng)按鈕點(diǎn)擊，接下來(lái)會(huì)彈出一個(gè)界面，在該界面找到調(diào)試欄目，勾選使用模擬器，設(shè)置完畢后可以對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，要查看變量在調(diào)試中的值，點(diǎn)擊菜單欄watch，輸入想看到的變量回車(chē)就可以看到結(jié)果。對(duì)我們的程序進(jìn)行調(diào)試，程序運(yùn)行正常，調(diào)試界面截圖如圖5.3所示。圖5.3調(diào)試界面圖5.3整機(jī)測(cè)試硬件檢測(cè)和軟件調(diào)試都檢查完后，對(duì)成品的各功能進(jìn)行整體的調(diào)試。各個(gè)單模塊連接在一起前也許都是好的，但在連接在一起后的整體性能不一定好，因此對(duì)整體的調(diào)試必不可少。整體調(diào)試我們所要做的是動(dòng)態(tài)性能的測(cè)量和觀察，將結(jié)果與指標(biāo)進(jìn)行一一對(duì)比，從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在并找到解決問(wèn)題的辦法，之后修改電路及其參數(shù)直所有的電路的性能符合我們的設(shè)計(jì)為止。一、對(duì)臺(tái)燈范圍內(nèi)有人時(shí)自動(dòng)感應(yīng)開(kāi)燈，人離開(kāi)一分鐘后燈自動(dòng)熄滅功能進(jìn)行檢測(cè)。用一個(gè)杯子擋住人體紅外感應(yīng)模塊模擬人離開(kāi)一分鐘的情景，測(cè)試結(jié)果圖如圖5.4所示。圖5.4測(cè)試結(jié)果圖把杯子拿開(kāi)模擬范圍內(nèi)有人的情況，此時(shí)燈自動(dòng)亮起，結(jié)果如圖5.5所示。圖5.5測(cè)試結(jié)果圖當(dāng)杯子蓋住一分鐘后，燈自動(dòng)熄滅，當(dāng)把杯子拿開(kāi)時(shí)，燈立刻自動(dòng)感應(yīng)開(kāi)燈說(shuō)明該模塊功能正常。二、對(duì)臺(tái)燈光亮度隨周?chē)h(huán)境光線亮變化而變化，在光強(qiáng)的時(shí)候自動(dòng)熄滅功能測(cè)試。臺(tái)燈通過(guò)光敏電阻實(shí)現(xiàn)燈光隨周?chē)h(huán)境光線的變化而變化，因此，通過(guò)用手遮擋LED燈上的光敏電阻和用手機(jī)手電筒照射來(lái)模擬周?chē)饩€來(lái)對(duì)該功能進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果圖如圖5.6所示。圖5.6測(cè)試結(jié)果圖用手擋住光敏電阻模擬周?chē)饩€變暗的情況，此時(shí)燈亮度自動(dòng)調(diào)高，相比于圖5.6，其亮度對(duì)比之前要更亮一些，測(cè)試結(jié)果圖如圖5.7。圖5.7測(cè)試結(jié)果圖用手機(jī)手電筒照射光敏電阻，模擬周?chē)饬炼群芨叩那闆r，此時(shí)燈自動(dòng)熄滅。測(cè)試結(jié)果圖如圖5.8所示。圖5.8測(cè)試結(jié)果圖可以到在有手遮擋和無(wú)手遮擋的情況下，燈的亮度是不同的，有手遮擋時(shí)，燈亮度更高，在手電筒照射下，燈直接熄滅。結(jié)果說(shuō)明該模塊功能正常。三、對(duì)按鍵模塊進(jìn)行檢測(cè)。為方便展示，按鍵從左到右分別序號(hào)標(biāo)為1、2、3，按下第一個(gè)模式切換按鍵-按鍵1，電路板上面的小燈亮起就代表此時(shí)是自動(dòng)模式，熄滅為手動(dòng)模式，要降低光的亮度，使用第二個(gè)按鍵，要調(diào)高光的亮度使用第三個(gè)按鍵。按下按鍵1，此時(shí)小燈亮，臺(tái)燈為自動(dòng)模式。測(cè)試結(jié)果圖如圖5.9所示。圖5.9測(cè)試結(jié)果圖第二次按下1按鍵的情況下，可以切換到手動(dòng)模式，這個(gè)時(shí)候，小燈不會(huì)亮起，測(cè)試結(jié)果圖如圖5.10所示。圖5.10測(cè)試結(jié)果圖上述兩次實(shí)驗(yàn)說(shuō)明指示燈顯示正常。按下按鍵二，光亮度下降。測(cè)試結(jié)果圖如圖5.11所示。圖5.11測(cè)試結(jié)果圖按下按鍵三，調(diào)高光亮度，測(cè)試結(jié)果圖如圖5.12所示。圖5.12測(cè)試結(jié)果圖上述兩次測(cè)試，在按下按鍵2時(shí)，光亮度下降，當(dāng)按下按鍵3時(shí)，光亮度提高，說(shuō)明按鍵模塊正常。四、對(duì)人體紅外距離檢測(cè)傳感器E18-D80NK模塊和蜂鳴器模塊測(cè)試。用手代替人的實(shí)體，測(cè)試傳感器在是否有手遮擋時(shí)的工作情況。測(cè)試用手遮擋時(shí)，指示燈亮，蜂鳴器響，顯示測(cè)試結(jié)果圖如圖5.13。圖5.13測(cè)試結(jié)果圖如果不用手進(jìn)行遮擋，檢測(cè)裝置的指示燈就不會(huì)亮起，這個(gè)時(shí)候，蜂鳴器就不會(huì)繼續(xù)響下去。測(cè)試結(jié)果圖如圖5.14所示。圖5.14測(cè)試結(jié)果圖測(cè)試結(jié)果顯示有手遮擋時(shí)傳感器燈亮，蜂鳴器響，沒(méi)有手遮擋時(shí)，傳感器燈沒(méi)亮，且蜂鳴器停止響。上述兩項(xiàng)測(cè)試結(jié)果說(shuō)明E18-D80NK傳感器和蜂鳴器模塊正常。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的功能，人在感應(yīng)范圍內(nèi)自動(dòng)感應(yīng)亮燈，人離開(kāi)燈一分鐘后自動(dòng)熄滅；光亮度隨周?chē)h(huán)境光線的變化而變化；當(dāng)人距離桌面太近時(shí)，蜂鳴器發(fā)出聲音；在手動(dòng)模式下，可通過(guò)按鍵來(lái)調(diào)節(jié)光亮。通過(guò)上述測(cè)試，各項(xiàng)功能均正常。

6結(jié)語(yǔ)從上學(xué)期到現(xiàn)在幾個(gè)月的努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)基本大致完成了。這個(gè)設(shè)計(jì)題目也許已經(jīng)有不少的人做過(guò)了，但這是我自己親手完完全全做出一個(gè)東西并能正常使用，從中體會(huì)到一個(gè)東西整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程，這讓我受益匪淺。這是畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們來(lái)說(shuō)一次有意義的，重要的實(shí)踐機(jī)會(huì)，在這過(guò)程中查的多種資料和收集的多篇文獻(xiàn)，可以提高我們的動(dòng)手能力，找到問(wèn)題的能力，解決能力以及自學(xué)能力，所以我們知道可以從不同的角度來(lái)看待問(wèn)題，通過(guò)傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式我們可能學(xué)到很多課內(nèi)書(shū)本的知識(shí)，但是通過(guò)僅有的一次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們學(xué)習(xí)知識(shí)的方式改變了，從被動(dòng)的接受知識(shí)，變成了主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)是一種突破。這使我們更好的將所學(xué)的理論與實(shí)踐結(jié)合。通過(guò)這一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我真正的體會(huì)到掌握專業(yè)知識(shí)對(duì)于自己來(lái)說(shuō)多么重要，而且，也更加充分的認(rèn)知到理論與實(shí)際結(jié)合起來(lái)所發(fā)揮的作用，可以更好的檢驗(yàn)我的學(xué)習(xí)成果。在這次設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)我對(duì)知識(shí)的掌握不夠牢固，銜接運(yùn)用還需要有待提高。在以后的日子里，無(wú)論工作還是學(xué)習(xí)，我依舊會(huì)不斷的努力和上進(jìn)，不斷的提升自己。由于設(shè)計(jì)的過(guò)程中時(shí)間有限，有很多不足的地方，回過(guò)頭去，再看一看設(shè)計(jì)，還有很多可以優(yōu)化、可以擴(kuò)展的功能，比如對(duì)人靠近桌面的檢測(cè)、顯示溫度、坐姿改正等等，其智能化還有很大提高空間。

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