基于单片机模拟智能灯光控制系统

I 目 录 摘要 1 引言 2 1 研究背景与意义 2 1 1 研究背景 2 1 2 研究意义 3 1 3 研究现状 3 1 4 研究发展 3 2 系统硬件与软件的选择 4 2 1 硬件的选择 4 2 2 软件的选择 5 2 3 软件的调试 6 2 4 设计框架 6 3 智能灯光系统的设计 7 3 1 单片机最小应用系统电路设计 7 3 2 管脚的说明 8 3 3 光照强度检测电路设计 10 3 3 1 光敏三极管功能 10 3 3 2 光照强度检测模拟电路设计 10 3 4 人体检测电路设计 11 3 4 1 热释电红外的原理传感器 11 3 4 2 信号处理电路 11 3 5 灯光控制设计 12 3 6 数码管显示 12 3 7 报警电路设计 13 4 系统软硬件调试与仿真 13 4 1 仿真测试方法 13 4 2 仿真测试过程 14 4 3 仿真测试结果 14 4 4 仿真测试效果图 15 结论 16 参考文献 16 附录一 源程序 17 1 1 1灯光控制设计 利用 ADC0804 模拟灯光强度输入 当输入显示数码管 3 时 为强光照 不过是否有人 灯都不亮 当输入显示数码管小于 3 时 灯光为中性 如果有人 灯亮 如果没人 灯灭 单片机对光照检测电路和传感器处理电路输出的信号进行检测 输出控制信 号由单片机的 P3 0 端输出 当教室内环境光强较强或光强较弱但传感器检测到 教室无人时 P3 0 端为高电平 三极管 Q1 截止 继电器 D1 不工作 灯不亮 在室内光强较弱且传感器检测室内有人时 则 P3 0 端为低电平 此时三极管 Q1 导通 继电器 D1 工作 灯正常点亮 灯光控制如下图 3 7 所示 图 3 7 灯光控制电路 2 1 2数码管显示 图 3 8 数码管引脚图 7 段 LED 数码管是利用 7 个 LED 外加一个小数点的 LED 组合而成的显示设备 可以显示 0 9 等 10 个数字和小数点 使用非常广泛 本次使用的是四位共阳数 码管 内部的 4 个数码管共用 a dp 这 8 根数据线 为人们的使用提供了方便 因为里面有 4 个数码管 所以它有 4 个公共端 即片选信号线 共有 12 个引脚 具体 原理图如图 3 8 所示 1 3报警电路设计 报警模块的功能是发出响亮的报警声 蜂鸣器触发有高电平触发和电平触发两 种 本系统使用高电平触发方式 通过程序设定的功能 使蜂鸣器在一定的环境 下发出声音 引起人员注意 报警电路连接单片机的 P3 0 通过单片机来控制 P3 0 引脚电平从而来控制蜂鸣器报警 Q2 是 PNP 管起放大作用 当教室无人是 报警电路响应 蜂鸣器响起来 蜂鸣器控制电路如下图 3 9 所示 3 9 报警模拟电路 3 2系统软硬件调试与仿真 2 1仿真测试方法 单片机系统的调试应包括硬件及软件两部分 主要是通过调试发现硬件及软件 中存在的问题 查看其运行结果是否符合设计要求 在对系统进行实际调试时 首先应对硬件进行静态调试 同时对系统软件进行初步调试 此后再对软件和硬 件进行动态调试 最后才能使系统进入正常工作 2 2仿真测试过程 调试主要分为硬件调试和软件调试 软硬件结合测试 硬件调试过程主要包括 1 电路板焊接 由于器件问题导致有些按钮接触不良 要用力多按几下才可以 2 检测电路是否正常 3 数据线接口设计 软件测试过程主要包括 1 画出主程序流程图 2 向电路板上导入源程序 3 运行模拟电路图 软硬件结合测试包括 1 程序测试 2 电路测试 3 整体运行测试 2 3仿真测试结果 1 假设室内有人开关的状态是闭合的 数码管显示和 L