單片機下智能臺燈設計分析

張子游 應昕源 王璞東

摘 要：由于經濟的不斷快速發展，使得電子產品的種類不斷增多，且更加的智能化，為了對電子產品進行更好的使用，需要對其進行不斷深入的研究。本文以智能臺燈為例，對單片機下智能臺燈設計進行全面的研究。此次研究從系統原理設計入手，對系統組成和設計進行詳細的研究。

關鍵詞：單片機;智能臺燈;設計分析

1 系統原理的設計

1.1設計思想

對智能臺燈進行有效的控制，需要使用到的核心原件為AT89C51單片機，同時，需要與其他元器件來結合使用，如光敏電阻信號處理電路、燈光控制電路、熱釋電紅外傳感器等，匯編語言主要用于控制系統之中。AT89C51單片機能夠對熱釋電紅外傳感器信號進行有效的檢測，并且使信號模擬量能夠有效的向數字量進行轉變。該系統具有特殊的屬性，使其操作簡易性、可靠性、環保性都非常高。

1.2研究方向及主要內容

此次的研究方向主要為：AT89C51單片機對智能臺燈的有效控制。主要從以下方面進行研究：臺燈所處環境的光亮強度、節約電能、人的坐姿形式等。

此次研究的主要內容包括：第一，在單片機控制電路的基礎上，對智能臺燈系統的有效控制進行研究和設計;第二，對傳感器感應信號進行有效監測和判斷，來識別和判斷智能臺燈周邊環境的光亮程度;第三，在感應信號的基礎上，使自動調節得以實現，進而使智能臺燈的亮度能夠自動調節;第四，在人體位置的基礎上，對人體坐姿進行有效的調節，從而對其坐姿進行有效的調節。

2 系統的組成與電路的設計

2.1系統組成

該系統主要由以下部分組成：第一，傳感器和信號處理部分，利用傳感器對附近人員以及環境中的光亮進行檢測，并且完成光電信號的轉變;第二，AT89C51單片機是重要的核心原件，其對信號進行有效的利用，從而使整個電路能夠得到有效控制;第三，提醒電路，利用感應信號來反饋出提醒信號;第四，燈光控制電路，對單片機發出的命令進行有效的應用，從而使燈光得到有效控制;第五，蜂鳴器報警部分，當達到設定時間時，其能夠有效的發出提示，另外，當坐姿得到有效矯正時，其同樣能夠發出提示。

2.2電路的設計

2.2.1 傳感器

在此次的設計中，控制電路主要以AT89C51單片機為主，傳感器在此次設計中的作用十分重要，在此次設計中，對信號進行有效感應主要通過熱釋電紅外傳感器來實現，由于其具有特殊性，所以只能對10um的波長進行感應，因此，只能夠對人體進行有效的感應，當傳感器的感應范圍之內出現人體時，能夠使鏡面聚焦現象產生，與此同時，能夠被熱釋電元有效接收，并同時發出檢測信號。具體如圖1所示。

2.2.2 光敏電阻

與其他電阻相比，光敏電阻具有明顯的特殊屬性，即光線越暗，其電阻值越高。當其被太陽光照射后，其能夠對能量進行有效的吸收，進而發生跨級躍遷現象。當該現象發生的過程中，會伴隨空穴的出現，從而導致光敏電阻值降低，以此來達到對智能臺燈亮度進行調節的作用。

2.2.3 LED 模塊

就燈光控制電路而言，光源主要選用白光LED，使用數量為12個，將其以3×4的結構形態進行排列，LED主要以并聯的形式為主，具體為：負極與大地進行連接，正極與三極管中的Q8集電極進行連接，當輸出信號為高電平時，出現Q7被導通，Q8的基極降低的現象。與此同時，當Q8支路被導通時，LED燈的正極能夠和電源進行有效的連接，此時能夠使回路保持接通的狀態，從而使LED燈能夠被電亮。當輸出信號為低電平時，出現Q7無法接通的現象，并且由于電阻R12的存在，使得Q8的基極出現明顯的升高現象，從而導致Q8無法有效的被接通，進而導致LED燈整個回路無法有效接通，以此使得LED無法發亮。當單片機的IO口存在一定的變化時，利用PWM的占空比能夠對臺燈的光亮強度進行有效的控制。控制電路如圖2所示。

2.2.4 蜂鳴器

蜂鳴器的作用主要為在發出命令的基礎上，出現一定的提示信號，傳感器能夠對人體與傳感器之間進行有效的檢測，當兩者之間的距離比提示距離小時，蜂鳴器能夠做出有效的提示。另外，當計時器達到設定的時間之后，蜂鳴器也能夠發出有效的提示。

結語

通過本文的論述可知，此次研究利用傳感器對人體和傳感器之間的距離進行有效的測量，從而來對智能臺燈的亮度進行有效的調節。利用單片機來對智能臺燈進行控制，不僅設計相對簡單，而且能夠對資源進行有效的節約，從而使人們生活更加的美好。由于科技在不斷的發展和創新，因此，需要對其進行不斷深入的研究，從而使其作用能夠得到最大化的體現。

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作者簡介：

張子游（2000-）男，民族：漢，籍貫：江蘇，學歷：本科 單位：浙江工業大學，研究方向：通信工程