基于51單片機(jī)智能觸摸臺(tái)燈設(shè)計(jì)與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

1產(chǎn)品功能分析.........................................................................................................1

2設(shè)計(jì)方案遴選.........................................................................................................1

2.1單片機(jī)的選擇..............................................................................................1

2.2系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)..............................................................................................2

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì).........................................................................................................3

3.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì).............................................................3

3.2按鍵電路設(shè)計(jì)..............................................................................................4

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì).........................................................................................................4

4.1主程序流程圖..............................................................................................5

4.2產(chǎn)品程序清單..............................................................................................6

5產(chǎn)品使用說(shuō)明.........................................................................................................7

5.1產(chǎn)品裝配圖..................................................................................................7

5.2產(chǎn)品調(diào)試......................................................................................................7

5.3產(chǎn)品使用說(shuō)明..............................................................................................8

6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).................................................................................................8

附錄1元器件清單..................................................................................................9

附錄2電路原理圖.................................................................................................10

附錄3PCB設(shè)計(jì)圖..................................................................................................10

附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖.................................................................................................11

附錄5主程序代碼.................................................................................................12

參考資料.....................................................................................................................15

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)智能觸摸臺(tái)燈設(shè)計(jì)與制作

1產(chǎn)品功能分析

這個(gè)智能臺(tái)燈的主要設(shè)計(jì)思想來(lái)源于生活。臺(tái)燈是當(dāng)代家庭的生活必需品，

但由于經(jīng)常忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費(fèi)，本文給出了一種基于單片機(jī)STC89

C51組成人體觸摸控制電路來(lái)制作一個(gè)智能臺(tái)燈的設(shè)計(jì)方法，該方法的控制可以

根據(jù)人為用手指觸摸感應(yīng)來(lái)啟動(dòng)關(guān)閉燈光或者長(zhǎng)按調(diào)節(jié)亮度大小，從而使人們

使用起來(lái)比較方便，而且能起到節(jié)能的效果。

基于單片機(jī)控制的智能觸摸臺(tái)燈，當(dāng)代社會(huì)在不斷進(jìn)步，時(shí)代在更新，人

類對(duì)市場(chǎng)的需求也在轉(zhuǎn)變，在這個(gè)便利化的時(shí)代很多新興產(chǎn)業(yè)不斷出現(xiàn)，提高

了人們的生活質(zhì)量，高科技產(chǎn)品在不斷籠現(xiàn)，所有的產(chǎn)品都在朝著利民發(fā)展。

而智能化技術(shù)在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的越發(fā)突出，絕大部分智能家電的興起，都結(jié)合

了單片機(jī)的控制，這使得各種電器使用起來(lái)功能上更強(qiáng)，使用更方便，安全可

靠性也更高，最重要的是更節(jié)省電能，為我們帶來(lái)了更多便利。

2設(shè)計(jì)方案遴選

在進(jìn)行電路搭建時(shí)必須選擇好合適的元件，進(jìn)行電路搭建。一個(gè)完整觸摸

臺(tái)燈設(shè)計(jì)需要幾個(gè)模塊組成，需要我們根據(jù)產(chǎn)品類型來(lái)考慮，產(chǎn)品的基本形式

是由單片機(jī)模塊，觸摸模塊和LED顯示模塊組成。

2.1單片機(jī)的選擇

方案1：STM32系列單片機(jī)

STM32系列單片機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：STM32性價(jià)比高，功能強(qiáng)大，性能高成本低，

功耗小，缺點(diǎn)是STM32操作復(fù)雜，文件多且雜亂，并且我也不知道那些文件的

使用途徑，在配置上IO太多，電路也比較復(fù)雜，庫(kù)文件太多，對(duì)編程能力要求

很高，只適合項(xiàng)目復(fù)雜，需要實(shí)現(xiàn)功能強(qiáng)的項(xiàng)目。對(duì)于我來(lái)說(shuō)不太適合。

方案2：51系列單片機(jī)

51單片機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單易上手，有助于理解相關(guān)概念，它有一套完

整的按位操作系統(tǒng)，功能十分完備，使用起來(lái)更加順暢，對(duì)我們這種初學(xué)者非

常友好，使用極為靈活，給我們提供了極大的方便。它的缺點(diǎn)是它運(yùn)行速度慢，

1

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

保護(hù)能力差，對(duì)芯片很不友好，綜合考慮，我還是選擇51系列的單片機(jī)。

2.2系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

系統(tǒng)框圖如圖2-1所示。

圖2-1系統(tǒng)框圖

2

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)

由STC89C52RC單片機(jī)組成的此系統(tǒng)，觸摸模塊、LED顯示模塊、按鍵模塊、

USB接口模塊和電源組成。

主要是靠人體觸摸感應(yīng)器點(diǎn)亮臺(tái)燈，或者長(zhǎng)按感應(yīng)器控制臺(tái)燈變亮和滅。

電路板上有三個(gè)按鍵，一個(gè)是電源開關(guān)按鍵，剩下兩個(gè)是觸摸按鍵和復(fù)位

按鍵。

打開電源按下觸摸按鍵，可以發(fā)現(xiàn)臺(tái)燈被點(diǎn)亮，長(zhǎng)按觸摸按鍵可以明顯看

到臺(tái)燈變亮或變暗。

3.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)

STC89C52RC是宏晶科技生產(chǎn)出的一款低功耗，高性能，超強(qiáng)抗干擾的單片

機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，雖然它引腳多，但是清晰明了且易分

辨。選擇這個(gè)單片機(jī)是覺得它操作簡(jiǎn)單易上手，且這個(gè)單片機(jī)應(yīng)用范圍廣。

STC89C52RC單片機(jī)原理圖如圖3-1所示：

圖3-1STC89C52RC單片機(jī)原理圖

3

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

STC89C52RC單片機(jī)實(shí)物圖如圖3-2所示：

圖3-2STC89C52RC單片機(jī)實(shí)物圖

3.2按鍵電路設(shè)計(jì)

如圖3-2所示，這個(gè)電路只設(shè)計(jì)了一個(gè)按鍵，按下重置臺(tái)燈回到初始狀

態(tài)效果。

圖3-2按鍵電路

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)

此產(chǎn)品采用了C語(yǔ)言，KELL編程環(huán)境，用簡(jiǎn)單的模塊設(shè)計(jì)組成整體程序。

4

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

4.1主程序流程圖

圖4-1程序流程圖

5

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

4.2產(chǎn)品程序清單

圖4-2程序清單

通過(guò)程序編程軟件編寫完成后，需要對(duì)編寫的程序進(jìn)行測(cè)試運(yùn)行，編譯通

過(guò)之后連接設(shè)備實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品所需功能。

圖4-3程序編譯成功圖

6

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

5產(chǎn)品使用說(shuō)明

5.1產(chǎn)品裝配圖

圖5-1產(chǎn)品裝配圖

5.2產(chǎn)品調(diào)試

檢查器件是否齊全完整，將元器件焊至PCB板上，檢查是否有虛焊漏焊的

器件和焊點(diǎn)。

查看產(chǎn)品能否正常運(yùn)行，將程序燒錄至單片機(jī)中。

燒錄成功界面如圖5-2所示。

7

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

圖5.2燒錄程序圖

5.3產(chǎn)品使用說(shuō)明

（1）接上電源，人體觸碰觸摸按鍵，點(diǎn)亮臺(tái)燈。

（2）點(diǎn)亮臺(tái)燈后長(zhǎng)按觸摸按鍵，會(huì)發(fā)現(xiàn)臺(tái)燈越來(lái)越亮；再次長(zhǎng)按觸摸按

鍵，會(huì)發(fā)現(xiàn)臺(tái)燈逐漸變暗。

（3）再次觸摸按鍵，關(guān)閉臺(tái)燈。

6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語(yǔ)；

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)；

[6]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范。

8

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄1元器件清單

9

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄2電路原理圖

附錄3PCB設(shè)計(jì)圖

10

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖

11

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

附錄5主程序代碼

//魯陽(yáng)

//基于51單片機(jī)的智能觸摸臺(tái)燈的設(shè)計(jì)與制作

//宏定義

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

//頭函數(shù)

#include<reg52.h>

ucharscale=20;//定義占空比比例，初始是50%

uintKey_num=0;

bitbdataflag_add_dec=0;//長(zhǎng)按時(shí)是加還是減取決于此變量

//管腳聲明

sbitLED=P2^0;//燈光控制輸出

sbitOPEN=P1^2;//觸摸輸入

/*****************延時(shí)函數(shù)：大約1ms************************/

voiddelay(uchari)

{

ucharj,k;

for(j=i;j>0;j--)

for(k=121;k>0;k--);

}

/*********定時(shí)器初始化函數(shù)**********/

voidinit()

{

TMOD=0x01;//工作方式

TH0=0xff;

TL0=0xe7;//T0賦初值25us

EA=1;//中斷總開關(guān)

ET0=1;//打開中斷允許開關(guān)

TR0=1;//打開定時(shí)器開關(guān)

}

/****************主函數(shù)**********************/

voidmain()

{

init();//調(diào)用初始化函數(shù)

12

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

while(1)//循環(huán)

{

if(OPEN==0)//有觸摸信號(hào)

{

delay(20);//延時(shí)，去抖，除掉干擾信號(hào)

if(OPEN==0)//再次判斷有觸摸信號(hào)

{

while(!OPEN)//觸摸信號(hào)不消失就會(huì)在此循環(huán)中

{

Key_num++;//長(zhǎng)按計(jì)時(shí)變量加

if(Key_num>=100)//檢測(cè)到是長(zhǎng)按（如果沒加到100就退

出則執(zhí)行后面的if(Key_num!=0)）

{

Key_num=0;//清零，執(zhí)行長(zhǎng)按功能

if(TR0==1)//在燈開著時(shí)才可以調(diào)節(jié)亮度

{

while(!OPEN)//觸摸信號(hào)一直在，

進(jìn)入循環(huán)，進(jìn)行加減亮度

{

if(flag_add_dec==0)//是加狀態(tài)

{

scale++;//燈光比例++

if(scale>=41)//達(dá)到最亮

scale=41;//保持最亮

}

else

{

scale--;//燈光比例--

if(scale<=2)//達(dá)到最暗

scale=2;//保持最暗

}

delay(30);//此延時(shí)用于調(diào)節(jié)調(diào)光

速度的

}

flag_add_dec=!flag_add_dec;//執(zhí)行一次長(zhǎng)按后，此

變量取反（1變0,0變1）

}

}

delay(2);//此延時(shí)是調(diào)節(jié)長(zhǎng)按時(shí)間的

}

if(Key_num!=0)//如果不是長(zhǎng)按按鍵

{

Key_num=0;//清零

13

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

TR0=!TR0;//定時(shí)器取反，就是開關(guān)定時(shí)器，從而開

關(guān)燈