單片機(jī)下智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)分析

張子游 應(yīng)昕源 王璞東

摘 要：由于經(jīng)濟(jì)的不斷快速發(fā)展，使得電子產(chǎn)品的種類(lèi)不斷增多，且更加的智能化，為了對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行更好的使用，需要對(duì)其進(jìn)行不斷深入的研究。本文以智能臺(tái)燈為例，對(duì)單片機(jī)下智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)進(jìn)行全面的研究。此次研究從系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)入手，對(duì)系統(tǒng)組成和設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)的研究。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī);智能臺(tái)燈;設(shè)計(jì)分析

1 系統(tǒng)原理的設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)思想

對(duì)智能臺(tái)燈進(jìn)行有效的控制，需要使用到的核心原件為AT89C51單片機(jī)，同時(shí)，需要與其他元器件來(lái)結(jié)合使用，如光敏電阻信號(hào)處理電路、燈光控制電路、熱釋電紅外傳感器等，匯編語(yǔ)言主要用于控制系統(tǒng)之中。AT89C51單片機(jī)能夠?qū)後岆娂t外傳感器信號(hào)進(jìn)行有效的檢測(cè)，并且使信號(hào)模擬量能夠有效的向數(shù)字量進(jìn)行轉(zhuǎn)變。該系統(tǒng)具有特殊的屬性，使其操作簡(jiǎn)易性、可靠性、環(huán)保性都非常高。

1.2研究方向及主要內(nèi)容

此次的研究方向主要為：AT89C51單片機(jī)對(duì)智能臺(tái)燈的有效控制。主要從以下方面進(jìn)行研究：臺(tái)燈所處環(huán)境的光亮強(qiáng)度、節(jié)約電能、人的坐姿形式等。

此次研究的主要內(nèi)容包括：第一，在單片機(jī)控制電路的基礎(chǔ)上，對(duì)智能臺(tái)燈系統(tǒng)的有效控制進(jìn)行研究和設(shè)計(jì);第二，對(duì)傳感器感應(yīng)信號(hào)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)和判斷，來(lái)識(shí)別和判斷智能臺(tái)燈周邊環(huán)境的光亮程度;第三，在感應(yīng)信號(hào)的基礎(chǔ)上，使自動(dòng)調(diào)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而使智能臺(tái)燈的亮度能夠自動(dòng)調(diào)節(jié);第四，在人體位置的基礎(chǔ)上，對(duì)人體坐姿進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，從而對(duì)其坐姿進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。

2 系統(tǒng)的組成與電路的設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)主要由以下部分組成：第一，傳感器和信號(hào)處理部分，利用傳感器對(duì)附近人員以及環(huán)境中的光亮進(jìn)行檢測(cè)，并且完成光電信號(hào)的轉(zhuǎn)變;第二，AT89C51單片機(jī)是重要的核心原件，其對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效的利用，從而使整個(gè)電路能夠得到有效控制;第三，提醒電路，利用感應(yīng)信號(hào)來(lái)反饋出提醒信號(hào);第四，燈光控制電路，對(duì)單片機(jī)發(fā)出的命令進(jìn)行有效的應(yīng)用，從而使燈光得到有效控制;第五，蜂鳴器報(bào)警部分，當(dāng)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)，其能夠有效的發(fā)出提示，另外，當(dāng)坐姿得到有效矯正時(shí)，其同樣能夠發(fā)出提示。

2.2電路的設(shè)計(jì)

2.2.1 傳感器

在此次的設(shè)計(jì)中，控制電路主要以AT89C51單片機(jī)為主，傳感器在此次設(shè)計(jì)中的作用十分重要，在此次設(shè)計(jì)中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效感應(yīng)主要通過(guò)熱釋電紅外傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于其具有特殊性，所以只能對(duì)10um的波長(zhǎng)進(jìn)行感應(yīng)，因此，只能夠?qū)θ梭w進(jìn)行有效的感應(yīng)，當(dāng)傳感器的感應(yīng)范圍之內(nèi)出現(xiàn)人體時(shí)，能夠使鏡面聚焦現(xiàn)象產(chǎn)生，與此同時(shí)，能夠被熱釋電元有效接收，并同時(shí)發(fā)出檢測(cè)信號(hào)。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(dāng)其被太陽(yáng)光照射后，其能夠?qū)δ芰窟M(jìn)行有效的吸收，進(jìn)而發(fā)生跨級(jí)躍遷現(xiàn)象。當(dāng)該現(xiàn)象發(fā)生的過(guò)程中，會(huì)伴隨空穴的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致光敏電阻值降低，以此來(lái)達(dá)到對(duì)智能臺(tái)燈亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)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(shù)量為12個(gè)，將其以3×4的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行排列，LED主要以并聯(lián)的形式為主，具體為：負(fù)極與大地進(jìn)行連接，正極與三極管中的Q8集電極進(jìn)行連接，當(dāng)輸出信號(hào)為高電平時(shí)，出現(xiàn)Q7被導(dǎo)通，Q8的基極降低的現(xiàn)象。與此同時(shí)，當(dāng)Q8支路被導(dǎo)通時(shí)，LED燈的正極能夠和電源進(jìn)行有效的連接，此時(shí)能夠使回路保持接通的狀態(tài)，從而使LED燈能夠被電亮。當(dāng)輸出信號(hào)為低電平時(shí)，出現(xiàn)Q7無(wú)法接通的現(xiàn)象，并且由于電阻R12的存在，使得Q8的基極出現(xiàn)明顯的升高現(xiàn)象，從而導(dǎo)致Q8無(wú)法有效的被接通，進(jìn)而導(dǎo)致LED燈整個(gè)回路無(wú)法有效接通，以此使得LED無(wú)法發(fā)亮。當(dāng)單片機(jī)的IO口存在一定的變化時(shí)，利用PWM的占空比能夠?qū)ε_(tái)燈的光亮強(qiáng)度進(jìn)行有效的控制?？刂齐娐啡鐖D2所示。

2.2.4 蜂鳴器

蜂鳴器的作用主要為在發(fā)出命令的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)一定的提示信號(hào)，傳感器能夠?qū)θ梭w與傳感器之間進(jìn)行有效的檢測(cè)，當(dāng)兩者之間的距離比提示距離小時(shí)，蜂鳴器能夠做出有效的提示。另外，當(dāng)計(jì)時(shí)器達(dá)到設(shè)定的時(shí)間之后，蜂鳴器也能夠發(fā)出有效的提示。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的論述可知，此次研究利用傳感器對(duì)人體和傳感器之間的距離進(jìn)行有效的測(cè)量，從而來(lái)對(duì)智能臺(tái)燈的亮度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)。利用單片機(jī)來(lái)對(duì)智能臺(tái)燈進(jìn)行控制，不僅設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，而且能夠?qū)Y源進(jìn)行有效的節(jié)約，從而使人們生活更加的美好。由于科技在不斷的發(fā)展和創(chuàng)新，因此，需要對(duì)其進(jìn)行不斷深入的研究，從而使其作用能夠得到最大化的體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳雪嬌，潘思儒，易威，繆文南，關(guān)鍾煒.基于單片機(jī)的智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試，2020（04）：34-36.

[2]趙福明，王玉蕭，高飛，薛深，王楷竣，鐘艷.基于單片機(jī)的智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)[J].價(jià)值工程，2020，39（04）：223-224.

[3]苗紫民，程澤華，蘇彥兵，周慧.基于單片機(jī)的智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)[J].軟件，2019，40（11）：75-78.

作者簡(jiǎn)介：

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