基于單片機(jī)的視力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u777基于單片機(jī)的視力保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 421688摘要 4241991緒論 643251.1課題的研究背景與意義 67132系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 732822.1設(shè)計(jì)要求 780783系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 794793.1整體方案設(shè)計(jì) 7110123.1.1系統(tǒng)概述 7101153.1.2系統(tǒng)框圖 7214823.2最小系統(tǒng)模塊 8280973.2.1STC89C52簡(jiǎn)介 813903.2.2最小系統(tǒng)電路 9169533.3LED照明電路 10100233.3.1LED燈的特點(diǎn) 10254423.3.2LED照明電路原理圖 10305703.4光照強(qiáng)度采集電路 1163783.4.1光敏電阻工作原理 11129433.4.2光照強(qiáng)度采集電路 11262113.5人體紅外檢測(cè)模塊 1159073.5.1HC-SR501模塊相關(guān)介紹 11299953.5.2人體紅外檢測(cè)電路 12195493.6距離檢測(cè)模塊 13277883.7蜂鳴器模塊 14276773.8按鍵輸入模塊 1563324軟件設(shè)計(jì) 15281214.1程序流程圖設(shè)計(jì) 1517364.1.1總體程序流程圖設(shè)計(jì) 15142334.1.2模數(shù)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì) 1794704.1.3PWM調(diào)光程序設(shè)計(jì) 17177145實(shí)物調(diào)試 18132095.1實(shí)物功能 19212635.2功能調(diào)試 1914675總結(jié) 2214009參考文獻(xiàn) 2327495致謝 2420082附錄 2419199附錄一元件清單 2410619附錄二原理圖 25531附錄三PCB圖 26摘要：社會(huì)在不停的進(jìn)步，隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提高，人們的生活追求也在日益變化。高科技應(yīng)用性與思維開(kāi)創(chuàng)新決定了現(xiàn)代市場(chǎng)的未來(lái)趨勢(shì)和美好前景。智能化技術(shù)的深入應(yīng)用對(duì)如今用電家具領(lǐng)域的多功能化有著深遠(yuǎn)影響。隨著智能電子家居行業(yè)的深入研究，家用電器的發(fā)展也越來(lái)越偏向多元化。如今應(yīng)用于廣大市場(chǎng)上的智能電子家居多數(shù)都有著共同特點(diǎn)，都是以單片機(jī)為中央控制單元的。如今伴隨著電子技術(shù)行業(yè)的不斷深入研究，人們?cè)诠ぷ骰驅(qū)W習(xí)過(guò)程中所用的照明家具也在不停的發(fā)生著改變。從普通電燈到白熾燈，再到現(xiàn)在市場(chǎng)上最流行的LED燈，無(wú)不代表了時(shí)代科技的進(jìn)步與發(fā)展。但由于近些年的環(huán)境問(wèn)題及能源減少，綠色環(huán)保便是如今和未來(lái)的電子家居發(fā)展的前景與方向。當(dāng)在此智能臺(tái)燈的感知范圍內(nèi)出現(xiàn)人體常駐并且環(huán)境光強(qiáng)較低時(shí)，臺(tái)燈會(huì)自動(dòng)感應(yīng)開(kāi)燈，并且會(huì)自行根據(jù)當(dāng)時(shí)環(huán)境的光強(qiáng)來(lái)調(diào)整臺(tái)燈的光亮，當(dāng)然伴隨著感知范圍內(nèi)人體的離開(kāi)，臺(tái)燈會(huì)在1分鐘內(nèi)自我關(guān)閉。若人體離傳感器處于設(shè)定的距離內(nèi)，會(huì)引起蜂鳴器警報(bào)來(lái)達(dá)到提醒使用者糾正坐姿的目標(biāo)。本項(xiàng)目同時(shí)具有手動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可以通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)亮度來(lái)適應(yīng)更廣大市場(chǎng)的需求。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；臺(tái)燈；PWM；人體感應(yīng)1緒論1.1課題的研究背景與意義隨著時(shí)代與科技的飛速進(jìn)步，如今人們對(duì)綠色環(huán)保以及對(duì)生活工作健康的日益重視，于是許多人通過(guò)各種方法途徑將節(jié)能與智能健康連接到一塊。而照明又是如今最為普遍的電子家具行業(yè)，隨著企業(yè)及私人用電的日益增長(zhǎng)，節(jié)能照明與智能照明也開(kāi)始被發(fā)掘重視?，F(xiàn)在最常規(guī)使用的LED燈是繼白熾燈、熒光燈等之后的第四代新光源。作為一種極具代表性的綠色照明燈種，與以前的各種光源比較之下，具有綠色環(huán)保、長(zhǎng)壽、安全、所占面積小等特點(diǎn)，代表了照明行業(yè)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，并符合當(dāng)前政府提出的綠色環(huán)保要求。如若根據(jù)如今的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，可以肯定LED會(huì)在照明領(lǐng)域取代現(xiàn)有的普通照明光源。目前照明市場(chǎng)上的其他常規(guī)燈種普遍存在著利用率低下、耗能較高又不具備智能性的明顯缺點(diǎn)，部分燈產(chǎn)品更是功能簡(jiǎn)單導(dǎo)致了調(diào)節(jié)不易、在部分情況下因不能智能的開(kāi)關(guān)燈從而消耗無(wú)故電能，更是缺少多功能一體化的特點(diǎn)，這樣的產(chǎn)品是無(wú)法適應(yīng)如今的市場(chǎng)需求的。然而具備了智能亮度調(diào)節(jié)、智能開(kāi)關(guān)燈、智能視力保護(hù)等功能的智能型臺(tái)燈將會(huì)憑借著巨大的潮流優(yōu)勢(shì)進(jìn)入當(dāng)前市場(chǎng)與人們的生活中。在如今，我國(guó)政府非?？粗鼐G色節(jié)能。伴隨著過(guò)去數(shù)十年中國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，能源的大量消耗如今已成為影響我國(guó)未來(lái)發(fā)展的首位問(wèn)題。首先，一般的燈種耗電量較高如白熾燈，并且電能利用率較低，致使大量的電能在我們的日常生活工作中被浪費(fèi)。其次，非智能化電氣無(wú)法適應(yīng)目前大部分人們隨意的生活模式，在現(xiàn)在人們更加懶惰的生活模式中有大量的電能會(huì)因?yàn)橹藗兓驊谢蛲涬S手關(guān)電源而隨意地浪費(fèi)掉，而智能化用電家具便能憑借著先進(jìn)的智能化技術(shù)解決這一現(xiàn)狀。如果所有的電子家居都具有了可以隨時(shí)的根據(jù)所在環(huán)境與所應(yīng)對(duì)的目標(biāo)的變化而做出正確的適時(shí)改變的智能化處理問(wèn)題的能力，那無(wú)論是工作效率還是工作的精確度亦或是耗能都能得到極大地改善。當(dāng)然，各種設(shè)備的智能一體化一定會(huì)是未來(lái)的電子家居的發(fā)展趨勢(shì)。另外，如今國(guó)內(nèi)今年來(lái)的年輕人群的近視率在迅速增長(zhǎng)，各年齡段人群的近視率更是達(dá)到了世界之最。特別是初高中生幾乎達(dá)到一半以上都戴著近視眼鏡。在這種嚴(yán)重的社會(huì)現(xiàn)狀下，智能化臺(tái)燈的出現(xiàn)將會(huì)極快的適應(yīng)現(xiàn)在的廣大國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。同時(shí)，優(yōu)秀的智能化臺(tái)燈的大量投入也會(huì)在很大的程度上改善如今近視人數(shù)快速增多的社會(huì)問(wèn)題。智能化臺(tái)燈可以通過(guò)各種傳感器的巧妙配合來(lái)達(dá)到及時(shí)糾正使用者坐姿及使用時(shí)長(zhǎng)、根據(jù)環(huán)境調(diào)整光線(xiàn)強(qiáng)度等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。針對(duì)如今青少年視力被嚴(yán)重威脅這種問(wèn)題，必須要從引發(fā)問(wèn)題的根源上來(lái)解決，而現(xiàn)在影響著青少年視力的主要原因是繁重的學(xué)習(xí)壓力，大部分的青少年學(xué)生大部分時(shí)間都是花在了書(shū)桌前，也就是說(shuō)晚上青少年們大部分時(shí)候都是處于臺(tái)燈下的，這便說(shuō)明了臺(tái)燈對(duì)如今青少年的勢(shì)力影響占了多么重量的地位。一個(gè)普通的臺(tái)燈據(jù)研究只需兩個(gè)小時(shí)的不間斷直射便能對(duì)青少年的眼睛帶來(lái)不可逆轉(zhuǎn)的危害，為此一個(gè)正確的臺(tái)燈使用方法，一個(gè)正確的臺(tái)燈的制造和選擇是及其重要的。因此，智能化臺(tái)燈在對(duì)環(huán)境、時(shí)間、使用者的需求而及時(shí)對(duì)自身做的各種正確改變會(huì)在極大程度上改善目前青少年的近視危機(jī)。但目前市場(chǎng)上真正的智能化臺(tái)燈確實(shí)非常少的，大量的臺(tái)燈都只具有手動(dòng)調(diào)節(jié)的能力，而能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)自身的智能化能力依舊未能普遍發(fā)展到電子家居行業(yè)。而此設(shè)計(jì)能夠在人們應(yīng)為長(zhǎng)時(shí)間工作學(xué)習(xí)而忘掉在逐漸變得昏暗的環(huán)境中及時(shí)開(kāi)燈或者在已經(jīng)變亮的環(huán)境中及時(shí)關(guān)燈是自己做出正確判斷并自己開(kāi)關(guān)燈，同時(shí)會(huì)在人們離開(kāi)工作學(xué)習(xí)環(huán)境卻忘記隨手開(kāi)關(guān)燈是自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈。能做出如此能力的才是所謂的智能化臺(tái)燈，這種臺(tái)燈才能在保護(hù)廣大青少年實(shí)力的同時(shí)還能在最大程度上保證綠色環(huán)保化。2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求(1)熟悉51單片機(jī)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用自己掌握的編程語(yǔ)言編寫(xiě)工程文件；

(2)可以熟練的使用51單片機(jī)，并且掌握如何調(diào)試其中的軟硬件；

(3)自行構(gòu)建基于單片機(jī)的最小系統(tǒng)，完成相關(guān)硬件電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)；

(4)自行學(xué)習(xí)并掌握此項(xiàng)目的運(yùn)行原理和構(gòu)造途徑。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1整體方案設(shè)計(jì)3.1.1系統(tǒng)概述在此項(xiàng)目中將STC89C52單片機(jī)作為其系統(tǒng)中的中心部件，再搭載各種電阻電容等非核心部件互相配合使用，來(lái)構(gòu)建出了此單片機(jī)的最小系統(tǒng)。再用其他各種模塊配合著此單片構(gòu)建的最小系統(tǒng)來(lái)應(yīng)用。比如，使用了USB燈來(lái)進(jìn)行模仿現(xiàn)實(shí)操作中臺(tái)燈照明功能，并且會(huì)使單片機(jī)更加符合大眾審美觀(guān)；光照強(qiáng)度采集模塊，是使用光敏電阻+ADC0832方案；另外此項(xiàng)目還采用了具有極高靈敏度的紅外熱釋傳感器來(lái)達(dá)到感知周?chē)欠裼腥说哪康?；而此臺(tái)燈的視力保護(hù)部分則是由哄完傳感器來(lái)構(gòu)成；警報(bào)部分則是常用的單片機(jī)蜂鳴器；指示燈模塊是由一個(gè)能夠閃爍綠色光線(xiàn)的LED小燈來(lái)構(gòu)建，當(dāng)此臺(tái)燈處于自動(dòng)控制情況下時(shí)則綠色小燈常亮，若熄滅則代表開(kāi)啟了手動(dòng)控制；根據(jù)本臺(tái)燈的功能設(shè)置了三個(gè)功能按鍵，一個(gè)手動(dòng)自動(dòng)的模式切換鍵，兩個(gè)控制光亮程度的加減鍵。系統(tǒng)框圖如圖3-1所示。3.1.2系統(tǒng)框圖單片機(jī)最小系統(tǒng)照明設(shè)備按鍵模塊單片機(jī)最小系統(tǒng)照明設(shè)備按鍵模塊光照強(qiáng)度采集模塊光照強(qiáng)度采集模塊模式指示燈電源模塊模式指示燈電源模塊人體感應(yīng)模塊人體感應(yīng)模塊蜂鳴器模塊蜂鳴器模塊距離測(cè)量模塊距離測(cè)量模塊3-1系統(tǒng)框圖3.2最小系統(tǒng)模塊3.2.1STC89C52簡(jiǎn)介（1）概述單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器，它不是用于完成某一個(gè)邏輯功能的芯片，它采用集成電路技術(shù)將中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、I/O口、中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它具有功能強(qiáng)、集成度高、體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，目前有8位、16位和32位單片機(jī)，單片機(jī)的使用領(lǐng)域也十分廣泛，在智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等方面都有應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用的主控芯片是STC89C52單片機(jī)，它具有高速、低功耗、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，指令代碼兼容傳統(tǒng)8051，與傳統(tǒng)的AT89C51單片機(jī)相比，STC89C52自身可產(chǎn)生2路PWM，驅(qū)動(dòng)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，而STC89C51則需要通過(guò)延時(shí)函數(shù)或定時(shí)器的方式產(chǎn)生PWM脈沖波，通過(guò)設(shè)置不同的占空比來(lái)控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，占用CPU的運(yùn)行時(shí)間，使程序運(yùn)行效率降低。（2）主要功能特性 ◆兼容MCS51指令系統(tǒng)； ◆8k可反復(fù)擦寫(xiě)(>1000次）FlashROM； ◆32個(gè)雙向I/O口；◆256x8bit內(nèi)部RAM； ◆3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；◆時(shí)鐘頻率0-24MHz； ◆2個(gè)串行中斷； ◆可編程UART串行通道； ◆2個(gè)外部中斷源； ◆共8個(gè)中斷源； ◆2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線(xiàn)； ◆3級(jí)加密位； ◆低功耗空閑和掉電模式；◆軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；3.2.2最小系統(tǒng)電路STC89C52的最小系統(tǒng)如圖3-3所示，如圖，晶振電路、復(fù)位電路、電源電路共同構(gòu)成了這整個(gè)最小系統(tǒng)。晶振電路是由2個(gè)30pF的電容C2、C3和12M的晶振M1構(gòu)成的。而此系統(tǒng)中的電容是用來(lái)達(dá)到起振作用的，范圍在16-33pF之間起伏。晶振的取值越高，則單片機(jī)的處理速度越優(yōu)異。在設(shè)計(jì)時(shí)更是應(yīng)該是得晶振部分盡量靠近單片機(jī)。復(fù)位電路則是相當(dāng)于重新啟動(dòng)模塊，在單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，受到各種不可抗力因素干擾導(dǎo)致程序無(wú)法正常運(yùn)行時(shí)，便可通過(guò)復(fù)位電路來(lái)達(dá)到從頭開(kāi)始運(yùn)行的目的。復(fù)位電路由10uF的極性電容C1和10K的電阻R4構(gòu)成。因?yàn)殡娙莸碾妷翰豢赡馨l(fā)生突變，因此能明白一但系統(tǒng)通電，則RESET引腳會(huì)出現(xiàn)高電平，并且它的持續(xù)時(shí)間將于被RC值來(lái)直接決定。最后為電源部分，一般是由5V的USB來(lái)進(jìn)行供電，通常既是用手機(jī)充電器來(lái)充當(dāng)電源進(jìn)行供電。3.3LED照明電路3.3.1LED燈的特點(diǎn)（1）消耗能量較同光效的白熾燈減少80%左右，較節(jié)能燈減少40%左右。（2）擁有較小體積極度適應(yīng)環(huán)境，便于各種環(huán)境下的運(yùn)用，每個(gè)LED都為3-5毫米小燈泡，可以制成各種特殊形狀的器件。（3）10萬(wàn)小時(shí)的使用壽命，光衰為初始的50%（4）超快的響應(yīng)速度，白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)（5）不含有害金屬汞等，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。（6）以在特殊的方式下調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和禁帶寬度，來(lái)進(jìn)行多種不同顏色的發(fā)光。（7）價(jià)格逐漸的偏向全民化，性?xún)r(jià)比極高，并且綠色環(huán)保及其省電，是未來(lái)市場(chǎng)上的理想燈源。3.3.2LED照明電路原理圖LED燈照明電路如圖3-4所示。此次是采用了一種學(xué)生常用的USB小燈來(lái)充當(dāng)臺(tái)燈作用，此USB燈是由6個(gè)LED串聯(lián)6個(gè)電阻來(lái)構(gòu)成的簡(jiǎn)易照明燈，因?yàn)橹鳸SB小燈的特性，采用此燈大大簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)上的麻煩，而且外觀(guān)上美觀(guān)簡(jiǎn)潔。而電路上是運(yùn)用型號(hào)為S8550PNP三極管的驅(qū)動(dòng)，并在基極處串聯(lián)了一個(gè)限流電阻并連接到單片機(jī)的IO口處，在發(fā)射極處連接電源，集電極串聯(lián)USB小燈后連到電源地。之后只需要通過(guò)在單片機(jī)的IO口輸出一個(gè)低電平的信號(hào)，便可以直接控制三極管的導(dǎo)通點(diǎn)亮LED。圖3-4LED照明電路3.4光照強(qiáng)度采集電路3.4.1光敏電阻工作原理因?yàn)楣苊綦娮柚饕筛鞣N半導(dǎo)體構(gòu)成，因此在暗環(huán)境里，光敏電阻阻值極高，可一旦接收到光線(xiàn)照射，半導(dǎo)體便會(huì)因?yàn)槠涮匦?，?dǎo)致其電阻率大大變小，再導(dǎo)致了光明電阻阻值的減小。然而光強(qiáng)越強(qiáng)，阻值便是越低，但當(dāng)光照結(jié)束后，光明店組會(huì)迅速回到原有的固定阻值。3.4.2光照強(qiáng)度采集電路因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中的智能臺(tái)燈具備自我調(diào)整光亮的功能，因此此臺(tái)燈還必須得實(shí)時(shí)感知并采集環(huán)境的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行臺(tái)燈的自我調(diào)節(jié)。這次設(shè)計(jì)中針對(duì)光強(qiáng)數(shù)據(jù)的才是運(yùn)用了光敏電阻，而此方法捕捉到的只是環(huán)境光強(qiáng)的模擬量，所以還必須運(yùn)用ADC0832來(lái)進(jìn)行數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。電路圖如圖3-5所示。圖3-5光照強(qiáng)度采集電路3.5人體紅外檢測(cè)模塊3.5.1HC-SR501模塊相關(guān)介紹本設(shè)計(jì)采用人體紅外感應(yīng)模塊HC-SR501，該模塊是基于紅外線(xiàn)技術(shù)的自動(dòng)控制模塊，采用德國(guó)原裝進(jìn)口LHI778紅外探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)，超低電壓工作模式，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)自動(dòng)感應(yīng)電器設(shè)備，尤其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。其實(shí)物圖片如圖3-6所示。（1）使用范圍1、安防產(chǎn)品2、人體感應(yīng)燈具3、人體感應(yīng)玩具4、工業(yè)自動(dòng)化控制等（2）電氣參數(shù)3.5.2人體紅外檢測(cè)電路液晶模塊的電路的連接圖如圖3-7所示。該模塊只引出3個(gè)引腳，其中第1腳和第3腳分別連接VCC和GND給模塊，第2腳接單片機(jī)的IO口P22，當(dāng)有人出現(xiàn)在模塊的檢測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，該引腳輸出高電平，平時(shí)是輸出低電平的。圖3-7人體紅外檢測(cè)電路3.6距離檢測(cè)模塊本設(shè)計(jì)利用紅外模塊E18-D80NK對(duì)距離檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到人體距離紅外探頭距離過(guò)近時(shí)，開(kāi)啟蜂鳴器提醒，避免眼睛距離桌面距離過(guò)近而導(dǎo)致近視。該紅外模塊是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，檢測(cè)距離可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。該傳感器具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、受可見(jiàn)光干擾小、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線(xiàn)計(jì)件、紅外測(cè)距等眾多自動(dòng)化產(chǎn)品。傳感器的實(shí)物圖如圖3-8所示。圖3-8人體距離檢測(cè)傳感器該紅外傳感器在使用上比較簡(jiǎn)單，模塊本身引出了三根導(dǎo)線(xiàn)。其中兩根接到VCC和GND用于供電，剩下一根導(dǎo)線(xiàn)連到單片機(jī)的I0口作為數(shù)據(jù)引腳，當(dāng)距離過(guò)近時(shí)該引腳輸出低電平，平時(shí)輸出高電平，單片機(jī)只需判斷該數(shù)據(jù)引腳的電平高低，即可知道當(dāng)前使用者是否距離桌面過(guò)近，而報(bào)警距離的大小設(shè)置，通過(guò)傳感器后面的一個(gè)螺絲進(jìn)行調(diào)節(jié)。紅外測(cè)距模塊的原理圖如圖3-9所示。圖3-9人體距離檢測(cè)原理圖3.7蜂鳴器模塊蜂鳴器作為如今單片機(jī)作業(yè)中的一種極其常見(jiàn)的發(fā)聲部件，更是廣泛引用在了許許多多的電子行業(yè)。蜂鳴器因?yàn)閳?chǎng)合不同現(xiàn)在主要存在兩種類(lèi)型--壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器。壓電式蜂鳴器接通電源后，多諧振蕩器會(huì)輸出一段音頻信號(hào)導(dǎo)致蜂鳴片發(fā)聲。而電磁式蜂鳴器接通電源后，產(chǎn)生的音頻通過(guò)電磁線(xiàn)圈是得蜂鳴片震動(dòng)發(fā)聲。此臺(tái)燈運(yùn)用的便是電磁式蜂鳴器。因?yàn)榉澍Q器只有在較大電流的驅(qū)動(dòng)下才能正常運(yùn)作，因此在本設(shè)計(jì)中采用三極管來(lái)達(dá)到控制蜂鳴器作用的功能，在本設(shè)計(jì)中選用PNP三極管S8550，又因?yàn)檫x用了有緣蜂鳴器，所以只需要獲取高低電頻即可，這很大程度上又再次簡(jiǎn)化了本次設(shè)計(jì)。蜂鳴器電路如圖3-10所示。 圖3-10蜂鳴器電路3.8按鍵輸入模塊本畢業(yè)設(shè)計(jì)因?yàn)樗婕暗陌存I非常少，所以設(shè)計(jì)也是極其簡(jiǎn)單，只是做了“模式切換”與“光量增加”、“光亮減少”三個(gè)按鍵處理，所以采用了獨(dú)立按鍵方式。按鍵的連接圖3-11所示：圖3-11按鍵電路4軟件設(shè)計(jì)4.1程序流程圖設(shè)計(jì)4.1.1總體程序流程圖設(shè)計(jì)軟件流程圖如圖4-1所示，先將定時(shí)器進(jìn)行初始化，接著會(huì)進(jìn)行對(duì)按鍵是否按下做出判斷，若判斷按下則自動(dòng)切換控制模式，然后在不同模式下會(huì)進(jìn)行不同方式處理，處于自動(dòng)模式狀態(tài)下時(shí)，會(huì)優(yōu)先檢測(cè)過(guò)去一分鐘里是否存在使用者，若存在則會(huì)自動(dòng)去采集環(huán)境中的光亮數(shù)據(jù)然后來(lái)調(diào)節(jié)臺(tái)燈的光亮。若無(wú)使用者存在則會(huì)自動(dòng)關(guān)燈來(lái)達(dá)到綠色智能的目的。當(dāng)處于手動(dòng)模式時(shí)，使用者可以通過(guò)按鍵來(lái)調(diào)節(jié)太燈的亮度。在兩種模式下都會(huì)對(duì)使用者踞臺(tái)燈距離來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，過(guò)近時(shí)會(huì)觸發(fā)蜂鳴器來(lái)達(dá)到視力保護(hù)的功能。開(kāi)始開(kāi)始定時(shí)器初始化定時(shí)器初始化按鍵1按下？按鍵1按下？是否否切換控制模式切換控制模式是是自動(dòng)模式自動(dòng)模式？自動(dòng)模式自動(dòng)模式？否否按鍵2按下？最近1分鐘檢測(cè)到有人按鍵2按下？最近1分鐘檢測(cè)到有人？是按鍵2按下？是否檢測(cè)環(huán)境亮度否降低亮度否檢測(cè)環(huán)境亮度否降低亮度是調(diào)節(jié)臺(tái)燈亮度熄滅臺(tái)燈是調(diào)節(jié)臺(tái)燈亮度熄滅臺(tái)燈按鍵3按下？按鍵3按下？按鍵3按下？按鍵3按下？增加亮度否增加亮度否是是距離桌面過(guò)近？距離桌面過(guò)近？蜂鳴器提醒蜂鳴器提醒結(jié)束結(jié)束圖4-1主函數(shù)流程圖4.1.2模數(shù)轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)單片機(jī)需要先將一個(gè)起始信號(hào)發(fā)給ADC芯片，又因?yàn)锳DC0832有兩路AD轉(zhuǎn)換通道導(dǎo)致需要再發(fā)送一個(gè)通道的選擇信號(hào)來(lái)通知模塊如何選擇通道。然后再讀取數(shù)據(jù)，因?yàn)樾枰ｒ?yàn)兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)所以需要兩次傳輸來(lái)判斷對(duì)錯(cuò)。最后再反饋結(jié)果。開(kāi)始開(kāi)始發(fā)送起始信號(hào)發(fā)送起始信號(hào)選擇轉(zhuǎn)換選擇轉(zhuǎn)換通道第一次讀取第一次讀取第二次讀取第二次讀取返回讀取結(jié)果返回讀取結(jié)果結(jié)束結(jié)束圖4-2模數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖4.1.3PWM調(diào)光程序設(shè)計(jì)對(duì)于PWM調(diào)光而言，其最重要的步驟便是要選取一個(gè)固定的時(shí)間周期，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中為防止臺(tái)燈出現(xiàn)無(wú)故閃爍的現(xiàn)象所確定的固定周期不適合太長(zhǎng)，所以將周期先確定為10毫秒，然后再在所選取的范圍內(nèi)在選取出不同的高低電平比例來(lái)確定臺(tái)燈的亮度。如下流程圖所示，開(kāi)始開(kāi)始點(diǎn)亮臺(tái)燈延時(shí)N毫秒（N<=10）熄滅臺(tái)燈延時(shí)10-N毫秒（N<=10）結(jié)束5實(shí)物調(diào)試5.1實(shí)物功能（1）光敏電阻：實(shí)時(shí)感知環(huán)境光強(qiáng)，從而根據(jù)環(huán)境變化改變臺(tái)燈光亮；（2）人體傳感器：感知范圍內(nèi)是否存在使用者，如果不存在則會(huì)自動(dòng)關(guān)閉臺(tái)燈；（3）距離傳感器：感知使用者與臺(tái)燈距離，如果低于健康距離會(huì)觸發(fā)蜂鳴器警報(bào)；（4）增加降低亮度按鍵：手動(dòng)控制臺(tái)燈的亮度；（5）模式切換按鍵：切換手動(dòng)與自動(dòng)模式；模式指示燈：自動(dòng)模式下灰常亮綠燈，切換手動(dòng)模式會(huì)熄滅。5.2功能調(diào)試5.2.1光照功能這次設(shè)計(jì)采用了現(xiàn)在學(xué)生常用的USB小燈作為照明臺(tái)燈，USB小燈內(nèi)部為6個(gè)LED小燈串聯(lián)6個(gè)電阻組合而成，這樣在設(shè)計(jì)上更加簡(jiǎn)化。在使用時(shí)，當(dāng)周?chē)嬖谑褂谜卟⑶议_(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，單片機(jī)IO口便會(huì)發(fā)出一段低電頻來(lái)電亮臺(tái)燈，使得LED燈常亮，從而達(dá)到照明功能。5.2.2自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈功能本設(shè)計(jì)采用熱釋紅外線(xiàn)傳感器充當(dāng)人體感應(yīng)傳感器，此傳感器裝有正好適用人體人體紅外輻射探測(cè)的濾光片，通過(guò)吸收人體紅外來(lái)達(dá)到感應(yīng)人體的作用。通過(guò)磁傳感器來(lái)達(dá)成自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈的功能，一但臺(tái)燈感知到范圍內(nèi)有使用者在開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)便會(huì)自動(dòng)亮燈，當(dāng)范圍沒(méi)有使用者并持續(xù)一分鐘時(shí)臺(tái)燈會(huì)自動(dòng)熄滅。利用該裝置可實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的部分智能化從而更節(jié)能環(huán)保。5.2.3視力保護(hù)功能本設(shè)計(jì)采用紅外檢測(cè)裝置來(lái)感知使用者與臺(tái)燈之間的距離。當(dāng)使用者與臺(tái)燈之間距離過(guò)近時(shí)，引腳會(huì)輸出低電平，之后單片機(jī)會(huì)通過(guò)該電頻的高低來(lái)計(jì)算使用者與臺(tái)燈之間的距離。當(dāng)使用者過(guò)近時(shí)臺(tái)燈會(huì)出發(fā)蜂鳴器警報(bào)，來(lái)達(dá)到幫助使用者視力保護(hù)的功能。而警報(bào)距離的調(diào)節(jié)可以通過(guò)傳感器上的調(diào)節(jié)螺絲來(lái)進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。5.2.4亮度調(diào)節(jié)功能本設(shè)計(jì)中采用獨(dú)立按鍵模塊來(lái)手動(dòng)調(diào)節(jié)光亮強(qiáng)度，同時(shí)采用PWM調(diào)光來(lái)實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)。亮度調(diào)節(jié)按鍵分別是右端的按鍵2和按鍵3，通過(guò)點(diǎn)按按鍵2可是逐步增加光亮，而按鍵3則是逐步減少光亮。通過(guò)簡(jiǎn)單的獨(dú)立按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈最基本的手動(dòng)調(diào)節(jié)功能。5.2.4模式切換功此設(shè)計(jì)通過(guò)按鍵模塊的按鍵1來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。但使用者手動(dòng)點(diǎn)按按鍵1時(shí)臺(tái)燈會(huì)在自動(dòng)模式與手動(dòng)模式之間轉(zhuǎn)換，當(dāng)臺(tái)燈變成自動(dòng)模式時(shí)左旁的模式指示燈會(huì)亮起紅光，當(dāng)臺(tái)燈切換至手動(dòng)模式時(shí)紅燈會(huì)熄滅。模式轉(zhuǎn)換按鍵時(shí)該臺(tái)燈更加智能化符合當(dāng)今市場(chǎng)，達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)便利的功能?？偨Y(jié)經(jīng)過(guò)了幾個(gè)月終于完成了我的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。雖然這不是一個(gè)完全新穎的研發(fā)題目，但經(jīng)過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我第一次獨(dú)立完成了一個(gè)完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程，而這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功便是這數(shù)個(gè)月來(lái)的最大獲益。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，自己聯(lián)系理論與實(shí)踐，并且通過(guò)查詢(xún)相關(guān)資料，各方面培養(yǎng)了自己的自我學(xué)習(xí)以及獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。而且在這之后不再是被動(dòng)的去被迫學(xué)習(xí)知識(shí)而是更加積極主動(dòng)地去獲取，這足以成為這幾個(gè)月來(lái)最大的收獲。在以前的方式下我們只能被動(dòng)的被灌輸知識(shí)，但現(xiàn)在卻可以自由的去攝取自己認(rèn)為有用的知識(shí)，可以更好的將理論知識(shí)與實(shí)踐完美配合起來(lái)，來(lái)適應(yīng)不久后的社會(huì)工作環(huán)境。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)合了自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的多門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，并且通過(guò)實(shí)際操作本次畢業(yè)設(shè)計(jì)加深了對(duì)于單片機(jī)主干知識(shí)的各種認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)物調(diào)試、功能劃分時(shí)實(shí)際感受了各種硬件的操作流程，并且獲取了大量的操作經(jīng)驗(yàn)。如今隨著科技發(fā)展雖然單片機(jī)功能逐漸繁多起來(lái)，但單片機(jī)的原理依舊沒(méi)怎么變動(dòng)，因此這次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然沒(méi)有什么復(fù)雜的設(shè)計(jì)，但依舊能讓我自己學(xué)習(xí)到大量的單片機(jī)基本原理知識(shí)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中由于是第一次獨(dú)立進(jìn)行實(shí)物操作，所以難免會(huì)有許多瑕疵之處，但在之后我會(huì)認(rèn)真反思這次的不足之處，并在以后的工作中吸取經(jīng)驗(yàn)完善自身。參考文獻(xiàn)[1]顏重光.LED燈具低壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)[J].電子