基于单片机的智能台灯控制系统

news2024/11/16 21:23:03

摘要：文章设计一款单片机智能台灯控制系统，实现对台灯的手动和自动控制功能，以 STC89C52 单片机作为多功能智能台灯的主控制器，光电检测模块检测坐姿，红外传感器检测人体，光敏电阻检测光强，同时按键实现手动控台灯制亮度功能，在Proteus 对智能台灯控制系统的进行软硬件联合仿真，验证台灯的自动控制功能和手动控制功能，实现了预期功能，满足要求。

关键词：智能台灯；距离检测；光强检测；人体检测；按键控制

我国近视率水平较高，即使放眼全世界，我国也是近视率水平较高的国家，对于广大中小学学生来说，加强视力保护应当从灯具入手，从而更好的保护青少年健康。当前，我国近视群体数量达四亿多，这一数字已经超过了世界平均水平，且呈现出低龄化的发展趋势。调查发现，在我国中小学学生群体中，超过一半的学生存在不同程度的近视问题，而高中生近视程度更是达到 70% 的水平。这一比例远超主要发达国家，这对我国发展而言是极为不利的，因此国家必须采取果断措施，加强青少年视力保护，而推广智能护眼台灯的应用、减少外界环境对青少年眼睛的伤害，就成为保护青少年视力的重要举措。

1 总体方案设计

多功能护眼台灯在自动模式时，检测到无人的环境下，无论什么情况下台灯不开，检测到环境有人，根据光强来控制台灯的亮度，同时具有坐姿检测功能，人体到桌面之间距离太近报警提示；在手动模式下，按键对台灯亮度进行控制。设计的多功能护眼台灯框图如图 1 所示。

2 硬件电路设计

2.1 硬件电路

智能台灯控制系统的硬件电路主要有单片机控制电路，红外距离检测电路，红外人体检测电路，光强检测电路，按键电路以及报警电路，单片机接受按键信息、距离检测、光强和人体信息，对报警模块进行控制，实现智能台灯控制功能，系统硬件电路如图 2 所示。

2.2 单片机主控制模块

复位、时钟电路共同组成单片机最小系统电路，如图 C2和 C3 配合晶振实现复位电路，电容 C2 和 C3 一端共同接地后并联在一起通过晶振与单片机的 XTAL11 和 XTAL22 连接构成的晶振电路。复位电路，RC 实现上电复位，使单片机的复位引脚持续保持 10ms 的高电平实现复位。

2.3 声光报警电路

报警电路如图所示， P1.6 实现声音报警控制，检测到距离太近时，P1.6 引脚输出 PWM 信号时振动发声； P1.4 引脚实现对指示灯控制，引脚输出低电平灯亮。

2.4 按键电路

按键电路功能对应模式切换，手动模式台灯亮度加和亮度减操作。KEY1 按键实现在护眼台灯自动模式和护眼台灯手动控制模式切换，单片机的 P11 引脚控制；在手动模式下，KEY2 按键实现台灯的亮度增加，单片机的 P12 引脚控制，KEY3 按键实现台灯亮度减操作，单片机的 P13 引脚控制，按键按下引脚接地，实现按键检测。