基于物联网的智能照明系统

摘要伴随着科学技术的不断进步与发展，人类也迎来了电子信息时代的全面发展，由此，物联网照明系统随着社会与科技的共同发展走进了千家万户，成为照明控制技术发展的一个重要方向,所以说，现在的智能照明系统有它的优点，也有它的缺点，我们会根据住宅的光暗明亮等因素达到照明自动化，智能化，就是通过这样子提高人民的生活质量，为国家节约能源等十分重要的现实意义。本论文主要会有以下几个重要的方面来论述，智能照明的发展现状，智能照明系统的优势，照明的方式和种类，照明系统的控制系统设计等方面进行论述，同时我还要指出智能化住宅个房间的一些比较经典照明技术，同时指出，在进行照明系统设计时考虑到光环境和人的参考量，同时做到节约能源，实现绿色照明，低碳生活。关键词：智能·物联网·系统英文题目AbstractWiththecontinuousprogressanddevelopmentofscienceandtechnology,mankindhasalsousheredinthecomprehensivedevelopmentoftheeraofelectronicinformation.Therefore,withthecommondevelopmentofsocietyandtechnology,theInternetofThingslightingsystemhasenteredthousandsofhouseholdsandbecomethedevelopmentoflightingcontroltechnology.Animportantdirection,therefore,thecurrentintelligentlightingsystemhasitsadvantagesanddisadvantages.Wewillachievelightingautomationandintelligentizationaccordingtofactorssuchasthelightanddarknessofthehouse.Itisthroughthiswaytoimprovethequalityoflifeofthepeople.Veryimportantpracticalsignificanceforthestatetosaveenergy.Thispaperwillmainlydiscussthefollowingimportantaspects,thedevelopmentstatusofintelligentlighting,theadvantagesofintelligentlightingsystem,thewayandtypeoflighting,thedesignoflightingsystemcontrolsystem,etc.Atthesametime,IalsowanttopointoutthatintelligentSomeofthemoreclassiclightingtechnologiesinresidentialroomsalsopointoutthatwhendesigningthelightingsystem,thelightenvironmentandthereferenceamountofpeoplearetakenintoaccount,whilesavingenergy,achievinggreenlighting,andlow-carbonlife.Keywords:Intelligent·IoT·System目录TOC\o"1-3"\h\u二、物联网照明系统分析 101.1物联网照明系统发展现状 101.2物联网照明系统的优势 11三、系统总体设计 111.3系统的基本功能 111.4灯光控制器功能需求 121.5无线通信方式的选择 121.6传感器选择 131.7灯光系统 141.8控制系统总体架构 15四控制系统硬件设计 161.9系统硬件框架设计 161.10主控中心电路设计 161.11光敏传感器电路设计 201.12人体红外传感器电路设计 201.13按键电路设计 21四软件设计 221.14程序语言及开发环境 221.15程序流程图设计 221.15.1总体程序流程图设计 22五硬件组装与调试 241.16元器件的选择与测量 241.17元件的焊接与组装 241.18电路的调试 251.18.1调试方法 251.18.2调试步骤 25参考文献 26物联网照明系统分析物联网照明系统发展现状“物联网”的概念在21世纪初被人提出，也就是被提出几年之后更是提出了“感知中国”这样的概念，所以在这样子的背景下，物联网在日常生活中变得举足轻重了。在中国，我们重视物联网的程度是全世界最重要的以美国为首的西方国家是不能相提并论的，所以物联网这样子的技术进入到各行各业是肯定的，所以家庭照明领域对于物联网技术的应用也是“势不可挡”的。物联网技术悄然的推动了照明行业的快速升级，在整个行业都发生翻天覆地的改变，无论是家庭照明，还是商用照明，使用新技术的比例越来越大，正是因为如此，所以经常会有一些在物联网领域有地位的专家会预测在哪一年物联网节点会达到多少数量级，其实在这个数量级别里面有很大一部分是照明节点构成的。想象一下，假如是在中国北方的一个城市，我们不算建筑上的照明系统，道路上的路灯是遍布整个城市做多的照明系统，是相当有规划了，如果我们把每一个路灯看成一个“物”节点，然后我们在通过新技术再把每个路灯两两连接，通过这样子的方式在路灯之间形成的网链覆盖住了城市大部分建筑的网罩，这就是意味着我们的城市将来智慧快速有规划的发展，这一切都是依赖于物联网照明实现的。所以在照明领域，每一盏灯就相当于一个“物”，就是这一个个的物我们再通过一个互联网通信技术，这个技术会将每一个物连接到一个虚拟的网络中，这就是最简单的照明物联网技术的应用。如果我们的找技术通过上述的技术来实现升级那么将会会给这个领域带来什么样的该报，所以，我们就需要各个方面来进行分析论述，基本可以总结出以下几点变化：1、经济领域：节省能源，同时还节省开支。这一点尤其是城市的路灯照明体现的最为彻底，道路照明系统是城市公共能源消耗的大户，所以城市道路照明系统会成为绿色节能和环保的主要手段。整个城市的街道小巷的灯光照明都会基于物理网技术，在整个路面的照设施联网后其照明变成更加自动化，智能化，最为明显的改变就是能源消耗的直接减少和照明设施寿命的显著增加。2、社会效领域：很好的提升了城市的形象、美化了城市环境，上述的这项技术将会给人民提供相当安全和舒适的夜生活照明体验。在我们小的时候如果路灯坏了，不亮了，一般是不可能当下就修理好的，城市中总会有一些地方黑灯瞎火看不清路，家庭写字楼照明要么全开要么全灭，科技发展到现在，物联网技术开始在相当广泛的范围内使用，我们城市的道路照明设施坏了不亮了也能够及时发现，及时维修，同时家庭也能根据房间内部光线的明暗亮度自动调节明暗，根据人的活动情况调节照明系统。这一系列的改变都是依靠物联网技术来实现的。3、管理领域：路灯系统实现网络化，实现了整个城市的路灯照明管理便捷化，简单化，自动化，智能化，整个城市的路灯管理效率得到了大幅的提升，管理工作人员解放出来，降低了工作强度与难度，节约了经营管理成本。对于家庭来说，每个房间的照明都可以通过手机控制，、轻轻松松实现了家庭照明系统的控制。4、环保领域：物联网技术是互联网技术的进一步发展的结果，能耗的特征消耗较低，没有城市的电网的高频干扰，它也不具有较强的电磁污染对市民的生活环境。这是环保的当今社会发展的趋势是一致的。现在，社会在发展速度越来越快，人们对照明要求越来越多。智能照明系统也朝着多样化，个性化和定制高速发展。所以不可避免的运用物联网技术在照明领域。物联网照明系统的优势智能控制会是得整个的系统更加方便，简单，快捷。智能照明控制系统这项技术实现通过集中式系统照明的一键控制，同时这项技术还可以使照明系统完全自动化的，通过我们来设定的时间自动切换场景模式，会组合出更多的控制方式，简单和速度的照明系统。2、采用智能照明控制系统的照明设施可以在相当大的成都范围内有效的保护灯，这样子就会无形中降低了成本，同时延长了寿命。智能照明系统可以通过2-4倍加长延长灯具的使用寿命，不仅灯省钱的消费，还能有效减少更换灯泡节约，运营成本和劳动力成本的工作量，提高整体管理。3、智能照明控制节能和环保。由于采用了相当先进技术的智能照明控制系统。在我们家庭房间里的灯是始终能保持一个比较稳定的恒定值。这样子就会最大程度的利用自然光，充分节约能源，节约能源，保护环境。4、保护您的眼睛，同时还为您提供了一个相当良好且健康的生活环境。智能照明控制系统可以调节照设施的明暗程度。在不同的应用程序，你可以使用光一个合理的解释。所以眼睛不能在很长一段时间在明亮的环境中，是不可能与传统的照明系统影响的知名度。例如，看电视，在家里看电影，你可以使用智能照明控制系统，调节到你个人比较喜欢的灯光设置，并为孩子们阅读，晚上写的，你可以使用阅读模式，你不必对孩子的视力隐忧孩子们会很感动。三、系统总体设计系统的基本功能整个系统采用51单芯片微型处理器为核心装置和电阻，电容，晶体振荡器和其它装置，以单芯片微型计算机的最低系统以形成工作。其它模块绕单片机的最小系统。其中，照明设备是由一个小USB光模拟，有什么更好的设计小maakt.InUSB光6个的白色LED灯，利用光致抗蚀剂+ADC0832溶液收集的光强度的模块;红外热释电传感器，其具有高的灵敏度和操作和控制简单;指示器模块由一个小的绿色光的时指示灯亮，它是在自动模式下，当它处于关闭状态，它是在手动模式;按键模块总有三个按钮，第一个按钮是模式切换按钮，第二个按钮是灯光明暗调节按钮，最后，该电源采用目前广泛使用的USB5V电源。（1）调光功能：即可对光源进行调节使之适应各种场景或光环境不同的情景，达到各种使用场景的需求（2）编程功能：能够快速方便的修改灯光的使用场景（3）显示功能：时间显示，状态显示，场景显示等（4）手动调节动能：通过蓝牙来实现与手机端的互联，实现无线调节功能（5）休假模式：当主人外出休假时，打开休假模式即可进入系统休眠……灯光控制器功能需求该控制系统包括一个照明系统特别是时间的开关控制和照明的控制下，在日常生活中，在不一样的时间，地点，场景照明状态也是不一样的，我设计的这套系统可最大程度的为日常生活提供方便，同时也可避免平时的不小心造成的能源浪费。针对以上存在的问题，我设计的这套智能照明系统可完美的解决，根据室内明暗强度调节照明光亮，通过人体红外传感器来探测是否有人活动来避免能源浪费，做到绿色环保，最大可能的为人们的生活提供便利。以计算机与系统控制器上的芯片。迅速发展和广泛推广，SCM具有强大的计算功能，灵活的软件编程和高自由度。这可能是你？通过软件编程实现，以实现不同的逻辑功能。存在可以被用于定时和计数定时器和计数器，并且它具有低功耗，小尺寸，计数成年和低成本的优点。无线通信方式的选择对于该套系统来说，对传输速度的要求不是特别高，环境变量基本保持稳定，对信号传输延时也没有过高的要求，数据量也不是特别大，同时，也要考虑到稳定性，技术的成熟度，开发的难易程度，成本的高低等，下图为几种常见无线通信方式特点的对比图;通过该表格我们可以看到，红外通信网络无法建立多借点通信网络，蓝牙与WiFi能耗比较高，可能会限制无限设备使用时长，Z-Wave通信技术应用时间比较短，各方面资料页比较少，存在技术障碍，紫蜂技术从各方面来说都比较均衡，但由于对该通信方式没有实践经验，所以最后选择了蓝牙作为智能照明系统的无线通信方式。传感器选择对于光敏传感器的选择，光敏元件有下面这几种类型：光敏电阻，光电晶体管和光电二极管。光敏电阻由光电半导体晶体能够透光的。因为该组合物optikelektronik半导体晶体中的差异，一光敏电阻分成可见光，红外光，紫外光光敏电阻。值得注意的是，照明，温度系数，和伏安特性的光敏特性是不稳定的，不适合本套系统的光传感器使用，光电晶体管三极管结构类似于正常，不同的是PN结光电晶体管，其是将光作为光敏表面敏感，但光电晶体管的结电容变为因为它的结构大。影响了特性，所以光明三极管也不适合作为本套系统的光传感器，光电二极管特性比光电晶体管更稳定，比光敏灵敏度越高，并且光电二极管的高性能特别好，同时它的体积还比较小，这样子就会比较方便使用时，光敏电阻的主要参数是明亮的电阻，暗电阻，光致电特性的光谱特性，频率特性，温度特性。在金属电极之间，一个电压被施加到光敏电阻的两端，并有电流流过它。当用合适波长的光照射时，电流随光强度的变亮而增加，这样子就会使光电转换得以实现。从而没有极性，这纯粹是一个电阻期间，您可以在使用它添加直流或交流。根据光致抗蚀剂的光谱特性，可以分为三种类型的光致抗蚀剂。在黑暗的环境中，性是非常高的。当暴露于光，而光子能量大于半导体材料的禁带的宽度大，在价带中的电子能吸收的光子的能量，然后跳转到导带和价带的带正电的空穴在电子。由光产生的电子-空穴对以增加载流子的数量在半导体材料中，使得阻力更小，从而导致在光敏电阻的电阻的降低。的光强，电阻越低。缺少入射光后，通过光子激发产生的电子-空穴对逐渐重新组合，和一个光敏电阻逐渐回到其原始值。人体红外传感器，人体红外传感器的功能只要在于侦测人体活动，并向控制器发送开关信号，从而达到对灯光系统的自动控制。Pirolistrik红外传感器和热电偶是基于热电效应的原理既pirolistrik红外传感器。在这里不一样的就是，热电型红外线传感器的热电系数比热电偶那会高很多。由钛酸铅陶瓷汞，钽酸锂，硫酸铁，以及其他滤波器透镜窗口的铁高的热电系数的内部热电元件。，极化随温度的变化。抑制由单独的温度变化的干扰，传感器采用具有类似特性的两个热电元件串联或连接在处理的差分平衡电路，使得它能够检测物体在接触所发射的红外能量的变化。并将其更改为输出电信号。引入热电型红外线传感器到管场效应的目的是解决阻抗变换。所以由于热电元件的输出是信号电荷，并且还不能立即使用，所以它应该被转换到具有电阻器的电压。高阻抗104MΩ电阻，因此，沟道结型场效应管-N引入必须在公共漏极相连，用于阻抗变换的源极跟随解决。Pirolistrik红外线传感器由三个部分组成：传感元件，干涉滤光器和匹配管场效应器件。在规划过程中，高的热电材料应制成薄片具有一定厚度，和涂覆在其两侧的金属电极，然后通过使用电偏振光，从而使检测元件pirolistrik制成。灯光系统（1）能耗是由约80减相比白炽灯相同的光效率，并减少了约40相比节能灯。（2）体积非常小，每个单元LED芯片是3-5毫米的正方形，因此它可以以不同的形式来制备器件，并且适合用于可变区（3）10万小时的使用寿命，光衰为初始的50%反应速度非常快，反应时间是在白炽灯毫秒的数量级，并且反应时间是在LED的点亮顺序纳秒不含汞有害金属，因此不会造成对环境的污染。（6）可以通过化学修饰方法来红色，黄色，绿色，蓝色，橙色和多色发光，以实现能带结构和所述材料的禁带宽度被修改。（7）价格是越来越受欢迎。由于LED省电的特点，LED灯在不久的将来，人们可能会取代白炽灯。。控制系统总体架构智能照明系统的控制系统只要由家庭内部网络，主控制中心，信号采集系统，信号处理系统，灯光开关控制系统，移动端控制系统等系统组成，根据前文分析，采用蓝牙无线通信方式实现控制单元与移动端的数据互传四控制系统硬件设计系统硬件框架设计硬件是整个智能照明系统的基础，在系统设计中最重要的。连接到通过蓝牙串口信号中的主控制电路。在智能照明系统，设备操作主要光控制器，和蓝牙是主要的通信方式将信息发送到由所述传感器收集的到主控制单元中的数据，也负责把状态信息传回至移动端，帮助监测系统动主控中心的作用是处理传感器采集的数据信息，然后由执行机构进行具体的灯光控制，然后将系统信息通过蓝牙反馈到移动端。主控中心电路设计整个系统以单芯片处理器为核心装置STC89C52和工作与电阻，电容，晶体振荡器和其它设备，以形成一个单片机最小系统。STC89C52是一个8位CMOS低电压和单片机反复读出在所述存储器和256个字节的数据的高性能的随机存取存储器，闪存程序8K字节（RAM）。该装置是采用高密度存储技术制造，有挥发性ATMEL。单片机STC89C52强可以给你很多控制应用和更复杂的系统。其中，各引脚的功能为:①主电源引脚VCC（40脚），接＋5V电源正端；GND（20脚），接＋5V电源地端；②外接晶体或外部振荡器引脚XTAL1（19脚），接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器 的输入端。当采用外部振荡器时，此引脚应接 地。XTAL2（18脚），接外部晶振的另一个引脚。在片内接至反相放大器的输出端和 内部时钟电路的输入端。当采用外部振荡器时，此脚接外部振荡器的输出端。③控制信号线RESET（9脚），复位信号输入端，复位/掉电时内部RAM的备用电源输入端。ALE（30脚），地址锁存允许/编程脉冲输入，用ALE锁存从P0口输出的低8位地址。在对片内EPROM编程时，编程脉冲由此输入。PSEN（29脚），外部程序存储器读选通信号，低电平有效。 EA（31脚）,访问外部存储器允许/编程电压输入。EA为高电平时，访问内部存 储器；低电平时，访问外部存储器。④多功能I/O口引脚8051单片机设有4个双向I/O口（P0、P1、P2、P3），每一组I/O口线都可以独立地用作输入或输出口，其中：P0口（32～39脚）——双向口（三态），可作为输入/输出口，可驱动8个LSTTL门电路。实际应用中常作为分时使用的地址/数据总线口，对外部程序或数据存储器寻址时低8位地址与数据总线分时使用P0口：先送低8位地址信号到P0口，由地址锁存信号ALE的下降沿将地址信号锁存到地址锁存器后，再作为数据总线的口线对数据进行输入或输出。 P1口（1～8脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。用作 输入线时，口锁存器必须由单片机先写入“1”，每一位都可编程为输入或输出线。 P2口（21～28）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。可作为输入/输出口，实际应用中一般作为地址总线的高8位，与P0口一起组成16位地址总线，用于对外部存储器的接口电路进行寻址。 P3口（10～17脚）——准双向口（三态），可驱动4个LSTTL门电路。双功能口，作为第一功能使用时，与P1口一样；作为第二功能使用时，每一位都有特定用途，其特殊用途如表3.1所示：表3.1P3口第二用途端口引脚第二功能注释P3.0RXD串行口数据接收端P3.1TXD串行口数据发送端P3.2/INT0外中断请求0P3.3/INT1外中断请求1P3.4T0定时/计数器0外部计数信号输入P3.5T1定时/计数器1外部计数信号输入P3.6/WR外部RAM写选通信号输出P3.7/RD外部RAM读选通信号输出我设计的这个系统总共是由三个部分组成的，晶体振荡器电路，所述复位电路，电源电路和三个其它地方。晶体振荡器电路，其包括两个30pF的电容器C2和C3，以及12M晶体振荡器X1。电容的作用是这里打震动的作用，帮助晶体振荡器启动更容易，数值范围是15-33pF。晶体振荡器的值也可以是24M。晶体振荡器的值越高，则微控制器执行的速度越快。当设计一个电路，越接近与MCU晶体，更好。复位电路的单芯片微型计算机为计算机的一部分。假如计算机是在使用过程中发生了意外情况出问题了，那么接下来就请按按钮我们要重新启动计算机程序。就这个方法同样的适用于单芯片维修处理器的计算机。当单芯片系统运行和步行计划在复位按钮环境干扰，我设计的这个程序会自动的从一开始就按复位按钮运行。由极性电容器C110uF的和10K电阻器R4所组成的重新启动电路。它这个使用属性是不能随便的就去改变，突然的产生高压电容器，我们可以清晰的看到，当我设计的这个系统开启时，RESET引脚将出现高电平，高水平的RC电路来确定这个时间段。单芯片维修处理器51将被重置当RESET引脚高电平持续超过，从而使价值RC的正确组合可以保证可靠的复位。我们可以清楚的在我画的电路图中看到是电容器10uF的尺寸和电阻的大小10K。所以说就可以根据下式可以计算出该电容器被充电到电源电压的0.7倍，那么需要的时间就是10K×10uF的=0.1S。即0.1S内由0-3.5V.启动计算机，跨越电容器的电压增加在此时间之后，由RESET引脚5V1.5V接收到的电压。在通常为5V工作的51-芯片微型计算机，1.5V的电压信号小于一个低信号和大于1.5V，高信号的电压信号。因此，在整个系统自动接通之后重置0.1秒内的MCU系统（所接收的信号的时间是在由RESET引脚高电平为约0.1S）。接下来我们要说的就是主电源了，这个主电源我们直接使用的就是USB5V电源，这样子我们就可以由蜂窝电话充电器，电脑USB接口，移动电源和其他相匹配的设备供电。我们特别特别要注意的地方就是，当连接到一个高的水平，单芯片维修处理器的内部ROM起始于复位后0000H;当它连接到低电平的时候，它就是由复位后的外部ROM0000H直接开始。所以说我们的程序就是存储在微控制器中的，EA应该连接到一个较高的水平，这样子才可以确保所要做的微控制器读取的程序。光敏传感器电路设计在我的设计中，我单独设计了一个功能，它就是自动调节灯的亮度，这个功能就是通过计算台灯的亮度总而达到控制的目的，要想实现这个功能，你就要收集环境光的强度。在这里我们使用到的方法就是可以得到光强度的光寄存器。光敏电阻是通过使微控制器来收集，光的模拟量则是由转换为使用ADC0832数字量的光量的模拟量，和过程。人体红外传感器电路设计我的设计使用的人体红外线传感器模块是这个型号HC-SR501，这个模块是由红外技术的自动控制模块。它的红外探头就是采用了LHI778设计，来自德国。这个模块来说它具有相当高的灵敏度，同时，这个模块的可靠性那是非常的强，而且它还有超低电压工作模式。真是因为它性能参数非常好，性能参数下图我们在液晶模块的电路的连接图如图。整个模块我们将分别导致只有三个销，柱销1和3被连接到所述模块的VCC和GND。销2连接到单芯片维修处理器的IO端口P22。连接好之后如果有人出现在这个检测模块的检测范围时，该管脚输出的高电平，平时没有人的时候通常输出一个低电平。按键电路设计键盘也是我们设计的这个系统相当重要的设备了。如果我们从设计的角度来看监控软件系统的话，这样子会初见不足以解决键盘扫描的情况，并在瞬间读取键盘的状态。所以这样子的画会有许多问题需要妥善解决，不然的话用一个简单的现象操作键盘时，这样子就会很容易导致人们会操作错误和失控。在使用单芯片微型计算机的时候，键盘已经是使用最广泛的自由键盘和小键盘矩阵。因为他们有鲜明的特点。在按键系统中，硬件电路简单键盘自由，同样的设计程序就会复杂一点。按键一般不会它要求比较高的硬件电路简单的电路中使用，而且这样子设计的算法就会比较复杂一点，同样的它在保存源端口就会有诸多优点，所以这样子的设计更适合多回路的安键。第二就是消除一个按键期间发生的“毛刺”的现象。通常要消除这个现象最常见的方法是重复扫描方法被挂起。暂停该方法的原理是因为脉冲“毛刺”通常是约几毫秒的时间短，而且我们打的时间通常远长于这个时间，所以当微电脑单片机检测到安键，然后运动拖延了很长一段时间处理这一水平是否保持原有的状态之前，如果是，它是一个有效的密钥，不然的话它就是没有用的。由于少数本设计中使用的按钮，只有简简单单的三个按钮，即“模式切换按钮”，“按钮亮度降低”和“提高亮度”，以使得键盘自由地通过。四软件设计程序语言及开发环境C语言是一种计算机编程语言，这个语言它具有高级语言和汇编语言两种特点。C51的KeilC软件开发系统是一个系统级芯片C是与Keil公司在美国生产的51系列兼容。与安装相比，C语言在功能，结构，可读性和kesenggaraan优势明显，很容易学习和使用。Keil的提供了一个完整的开发解决方案，其中包括C编译器，宏组件，毂，库管理和一个伟大的调试器仿真，而另一部分通过一个集成开发环境集成。操作系统，如WIN98，NT，WIN2000和WINXP要求凯尔运行该软件。如果你是在一个C程序，凯尔几乎是最好的选择。即使你不使用C语言和公正的使用汇编语言，环境友好型和调试工具，仿真软件，会让你或多或少大。程序流程图设计总体程序流程图设计本系统的软件流程图如图所示，最初，评估一个键是否被按下。如果有的话，所述控制模式被改变时，手动模式下变更为自动模式和自动模式改变为手动模式;然后，不同的处理在根据当前的工作模式进行。如果当前模式是自动的，首先确定是否一个人在最后时刻被检测到。如果是，读ADC0832的数据来计算环境光存在的的强度，然后在实时可根据不同的光强度进行调整。台灯的亮度，颜色越深灯，台灯的光。如果没有检测到一个，台灯直接切断。如果在手动模式下，评估了2层3的按钮是否被按下，如果按钮2被按下时，台灯的亮度降低，而如果按钮3被按下时，台灯的亮度将增加。开始开始是是切换控制模式否按键1按下？切换控制模式否按键1按下？是自动模式？是自动模式？否否是按键2按下？是最近是按键2按下？是最近1分钟检测到有人？降低亮度否检测环境亮度否降低亮度否检测环境亮度否熄灭台灯调节台灯亮度熄灭台灯调节台灯亮度按键3按下？是按键3按下？是否增加亮度否增加亮度结束结束模数转换程序设计发送起始信号发送起始信号选择转换选择转换通道第一次读取第一次读取第二次读取第二次读取返回读取结果返回读取结果五硬件组装与调试元器件的选择与测量这种设计的主要成分是，STC89C52单芯片微型处理器，晶体振荡器，电阻器，是冷凝器，按钮，开关，功率的基础上，晶体管，发光二极管，AD芯片，红外热释电传感器，例如。在这些部件的针，认真审核信息，则必须从焊接到了解每个设备的特性。这些组件很容易直接在电子元件市场买视型号而定。正，负极性的成分，电阻和电容的尺寸，并请注意芯片引脚的顺序。共用电阻的大小，或从彩色读环，可以在多米直接测量。电容器的尺寸和晶体振荡器将是标准组件本身的。积极和消极的成分，你可以按照长期正面和负面的原则。一些特殊的成分，你将学习正，负电极，它可以通过搜索信息找到。元件的焊接与组装电路通常使用在面包板的安装和连接焊接的两种方法。无论使用哪种方法，应从以下几个方面加以考虑。（1），因为所有组件将被用于确保它的认证，则需要考验不亚于组装前的组件可能所有。（2）组装的所有集成电路的方向必须一致，以促进合适的焊接和合理布线。（3）分离的部件的情况下，仔细辨认装置的正方向和负方向必须被放置在招牌上观察位置便于检查和调试。如电解电容器和晶体二极管，在具有正负极性成分的情况下，你需要在组装的时候要特别注意极性。否则，该实验将失败。（4）为了促进焊接线检查后的检查电路，根据在电路中的布线的不同的功能，可以选择金属丝的不同的颜色。常见的做法是，红线电源正极，蓝线到负电源，是用黄线的黑线，信号线，接地线。当然，使用单一颜色也是可能的。（5）在实际焊接时，必须能够尽量简单，连接方便。由于布线不交叉的集成电路芯片，你就需要通过解决这一问题。与此同时，确保连接不相交并彼此重叠，应该能够组件不越过在电路中。（6）电路的正常操作，以执行测试操作，有必要形成一个共同的参考点，以连接所有一起研磨。组件布局合理，美观，漂亮电路的正确的方法，不但功能可靠，测试，调试，故障排除也很容易。如果你能在装配前拉出装配草图，也可以半的努力取得事半功倍的效果，更快的装配，它可以更好。电路的调试调试是指调整，增强和检测系统。该试验是测量的参数和网络后的电路的工作条件被安装，并且所述调节是改变某些电路的参数的测试，以满足设计要求。执行这项任务，测试项目，测试测量，认证和使用必须进行仪器之前，所以你知道你想要什么，并确保调试工作顺利完成。调试方法有调试的两种主要方法。第一种是在安装调试方法。这是一个复杂的电路划分成单元进行安装并根据该原理的框图上的调试功能，逐渐扩大的安装的范围和基于所述单元的调试的调试，终于完成了整个机器的调试。这种方法在新设计的电路更常用。第二种方法是调试一个之后整个系统被完全焊接电路。该方法更适合于在调试电路，其中所述电路是相当简单和不复杂的系统。调试步骤（1）上电前检查该电路被焊接之后，不急于通电，首先，根据该原理电路，仔细检查在电路的连接接线是否正确，包括错线（连接的正确一端和错误的结束其它），和较少的导线（被（特别是销和焊点具有小间距之间）安装过程中丢失的）多线（该线的两个端部不电路图上存在）和短路电线，和还检查每个部件销的使用的终端的数量是否与图相一致。当检查线，最好是使用指针型万用表“Ω×1”文件，检查，或使用数字万用表“Ω”文件蜂鸣器来衡量，并测量元件引脚尽可能，使得接触可以在同一时间不好的地方被发现。（2）电源上观察接通电源时，首先就是要确保电路没有任何错误的情况（关闭电源开关，然后再连接电源线后转电路的电源开关）。但是，在这里要注意的那就是不要在连接电源后就迫不及待的测试电路的各式各样的功能。我们应该先有必要研究检查整个电路也没有存在不合理的地方，在电路中的各种零部件有没有烧坏的，是否有泄露电的，电源接上后是否会有短路和开路的不好的情况。一切正常后假设我们在测试过程中电路突然发生了在我们意料之外的情况，我们应该立刻首先立即关掉电源，然后再开展细致入微的检查后，我们如愿以偿的排除了故障，接下来我们就要重新激发试验。根据我们实验的需要，我们每个实验通道的不只是总电源电压，以确保我们在实验之前的分组的正常运行，然后测量每个元件引脚的电源电压。（3）电路的调试单元在单元电路的调试，这部分的调试要求应加以澄清。所以说这样的调试必须是在严苛的根据在我们实验开始之前所画的电路中的信号流的示意图来完成，这样才可以使整个电路可通过步骤调试步骤，和从先前的调试电路的输出信号可以被用作输入信号的下一个级电路。为了确保调试电路更加平稳舒适。调试单元包括静态和动态调试。静态通常调试是指测试电路的各个点的电位在没有外部线索，特别是静态工作的有源器件的点。通过它，你可以找到损坏的元器件和关键时刻。我们在开始之前的各项指标到底有没有严格的完成满足设计要求，在这其中就包括了信号幅度，波形，相位相关，因数和频率放大器动态调试使用前一级或他自己的信号，通过这样子的方式我们来测试输出信号。该信号发生器电路，就是通常只需要看动态指数。静态和动态测试结果与所计划的指标相比较，并进行相当彻底的分析后，进行适当的校正电路和参数制备。在调试过程中应该有详细的注释。（4）沿着整个机调试每个单元disahpepijat电路后，电路的总体性能，包括它们不一定好，所以调试整个电路也是必需的。整个电路的关闭，主要是观察和测量的动态性能，逐一与设计指标比较测定，发现问题和解决方案，然后更改电路和电路参数，使所有的性能指标完全达到设计要求。谢辞本设计的研究工作是在我的导师的精心指导和悉心关怀下完成的。从开题报告到论文结束，我所取得的每一个进步、编写的每一段程序都无不倾注着导师辛勤的汗水和心血。导师严谨的治学态度、渊博的各科知识、无私的奉献精神使我深受启迪，从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在今后的学习工作中，我将铭记恩师对我的教诲和鼓励，尽自己最大的努力取得更好的成绩。

在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意！

在四年的大学学习期间，每位老师对我的学习、生活和工作都给予了热情的关心和帮助，使我的水平得到了很大的提高，取得了长足的进步。

在此，向所有关心和帮助过我的老师、同学和朋友表示由衷的谢意！参考文献[1]颜重光.LED灯具低压驱动技术[J].电子设计应用，2008.61页[2]徐延凤.浅谈LED室内照明光引擎及其调光方式[J].上海照明科技及应用趋势论坛，2012[3]朱丽丽.基于AVR单片机与温度传感器DS18B20的多点温度测量[J].电工电气，2010[4]颜重光.LED灯具低压驱动技术[J].电子质量，2009[5]郑永义.量像频移脉宽调制（F-PWM）调光[J].上海节能，2012[6]丁明亮,唐前.51单片机应用设计与仿真--基于KeilC与Proteus.北京：北京航空航天大学出版社,2009年[7]李华主编.MCS251系列单片机实用接口技术[M].北京:北京航天航空大学,2003年.19～37[8]袁新燕.关于“单片机原理与应用”教学的讨论[J].电脑开发与应用,1997,10（4）：56～59[9]程安宁，王晋.电子设计工程.白光LED的PWM驱动方式分析,2010(2)109-111页[10]赵国强，智能台灯，科学启蒙，2007，第Z1期[11]黄继昌.电子元器件应用手册，北京:北京人民邮电出版社，2004[12]李朝青.单片机原理及接口技术(第三版).北京：北京航空航天大学出版社,2005[13]位永辉;杨威，基于BISS0001的智能台灯设计，电子元器件应用，2010，第7期[14]周航慈.单片机应用程序设计技术[M].北京：北京航空航天大学出版社,2011[15]张毅刚.MCS-51单片机应用设计[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007[16]AT89C51DATASHEEPPhilipsSemiconductors1999.dec[17]王水平.PWM控制与驱动器使用指南及应用电路[M].西安:西安电子科技大学出版[18]Yang.Y.,Yi.J.,Woo,Y.Y.,andKim.B.:„OptimumdesignforlinearityandefficiencyofmicrowaveDohertyamplifierusinganewloadmatchingtechnique‟,Microw.J.,2001,44,(12),pp.20–36[19]Vizimuller,P.„RFdesignguide-systems,circuits,andequations‟(ArtechHouse,Boston,MA,1995)[20]R.Dye,“VisualObject-OrientatedProgramming,”Dr.DobbsMacintoshJournal,Sept.1st(1991).附录#include<reg52.h>#include<intrins.h>#include<UART.H>#defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint sbitLED=P1^0; sbitLamp=P1^4; sbitKey1=P1^1; sbitKey2=P1^2; sbitKey3=P1^3; sbitADC_CS=P2^3; sbitADC_CLK=P2^0; sbitADC_DAT=P2^1; sbitModule=P2^2; sbitJDQ_OUT=P1^7;uchargCount=0; uchargIndex; uintgTime=0; /*********************************************************///毫秒级的延时函数，time是要延时的毫秒数/*********************************************************/voidDelayMs(uinttime){ uinti,j; for(i=0;i<time;i++) for(j=0;j<112;j++);}/*********************************************************///ADC0832的时钟脉冲/*********************************************************/voidWavePlus(){ _nop_(); ADC_CLK=1; _nop_(); ADC_CLK=0;}/*********************************************************///获取指定通道的A/D转换结果/*********************************************************/ucharGet_ADC0832(){ uchari; uchardat1=0; uchardat2=0; ADC_CLK=0; ADC_DAT=1; _nop_(); ADC_CS=0; WavePlus(); ADC_DAT=1; WavePlus(); ADC_DAT=0; WavePlus(); ADC_DAT=1; for(i=0;i<8;i++) { dat1<<=1; WavePlus(); if(ADC_DAT) dat1=dat1|0x01; else dat1=dat1|0x00; } for(i=0;i<8;i++) { dat2>>=1; if(ADC_DAT) dat2=dat2|0x80; else dat2=dat2|0x00; WavePlus(); } _nop_(); ADC_DAT=1; ADC_CLK=1; ADC_CS=1; if(dat1==dat2) returndat1; else return0;}/*********************************************************///定时器初始化/*********************************************************/voidTimerInit(){ TMOD=0x01; TH0=252; TL0=24; ET0=1; EA=1; TR0 =1; }/*********************************************************///手动控制/*********************************************************/voidManualControl(){ //亮度减少 if((Key2==0)||(UART_Data==2)) { UART_Data=0; if(gIndex>0) { gIndex--; DelayMs(300); } } //亮度增加 if((Key3==0)||(UART_Data==3)) { UART_Data=0; if(gIndex<9) { gIndex++; DelayMs(300); } }}/*********************************************************///自动控制/*********************************************************/voidAutoControl(ucharnum){ if(num<59) gIndex=9; elseif((num>65)&&(num<81)) gIndex=8; elseif((num>87)&&(num<103)) gIndex=7; elseif((num>109)&&(num<125)) gIndex=6; elseif((num>131)&&(num<147)) gIndex=5; elseif((num>153)&&(num<169)) gIndex=4; elseif((num>175)&&(num<191)) gIndex=3; elseif((num>197)&&(num<213)) gIndex=2; elseif((num>219)&&(num<235)) gIndex=1; elseif(num>241) gIndex=0;}/*********************************************************///主函数/*********************************************************/voidmain(){ ucharret; TimerInit(); UART0_Init(); LED=0; ret=Get_ADC0832(); AutoControl(ret); AutoControl(ret+7); while(1) { /*模式切换控制*/ if((Key1==0)||(UART_Data==1)) { UART_Data=0; LED=~LED; DelayMs(10); while(!Key1); DelayMs(10); } if(UART_Data==4) { UART_Data=0; JDQ_OUT=~JDQ_OUT; } /*亮度控制*/ if(LED==1) { ManualControl(); } else { if(gTime<60000) { ret=Get_ADC0832(); AutoControl(ret); DelayMs(200); } } /*检测是否有人*/ if(Module==1) { gTime=0; } if(gTime>60000) { gTime=60000; gIndex=0; } }}/*********************************************************///定时器0服务程序，1毫秒/*********************************************************/voidTimer0(void)interrupt1{ TH0=252; TL0=24; gTime++; gCount++; if(gCount==10) { gCount=0; if(gIndex!=0) { Lamp=0; } } if(gCount==gIndex) { if(gIndex!=9) { Lamp=1; } }}

电脑不启动故障诊治了解电脑启动的过程在诸多电脑故障中，无法正常启动是最令用户头痛的事了。笔者长期从事维护电脑的工作，在这个方面积累了一些经验，现在就将这些经验整理归纳出来与朋友们分享。本文将以家用电脑和windows98操作系统为基础，介绍电脑无法正常启动故障的诊治。要想准确地诊断电脑不启动故障，首先要了解的起动过程，当我们按下电源开关时，电源就开始向主板和其它设备供电，此时电压还没有完全稳定，主板控制芯片组会根据CMOS中的CPU主频设置向CPU发出一个Reset(重置)信号，让CPU初始化，电压完全稳定后，芯片组会撤去Reset信号，CPU马上从地址FFFF0H处执行一条跳转指令，跳到系统BIOS中真正的启动代码处。系统BIOS首先要做的事情就是进行POST(PowerOnSelfTest，加电自检)。POST的主要任务是检测系统中的一些关键设备(电源、CPU芯片、BIOS芯片、定时器芯片、数据收发逻辑电路、DMA控制器、中断控制器以及基本的64K内存和内存刷新电路等)是否存在和能否正常工作，如内存和显卡等。自检通过后，系统BIOS将查找显示卡的BIOS，由显卡BIOS来完成显示卡的初始化，显示器开始有显示，自此，系统就具备了最基本的运行条件，可以对主板上的其它部分进行诊断和测试，再发现故障时，屏幕上会有提示，但一般不死机，接着系统BIOS将检测CPU的类型和工作频率，然后开始测试主机所有的内存容量，内存测试通过之后，系统BIOS将开始检测系统中安装的一些标准硬件设备，这些设备包括：硬盘、CD－ROM、软驱、串行接口和并行接口等连接的设备，大多数新版本的系统BIOS在这一过程中还要自动检测和设置内存的相关参数、硬盘参数和访问模式等。标准设备检测完毕后，系统BIOS内部的支持即插即用的代码将开始检测和配置系统中已安装的即插即用设备。每找到一个设备之后，系统BIOS都会在屏幕上显示出设备的名称和型号等信息，同时为该设备分配中断、DMA通道和I/O端口等资源。最后系统BIOS将更新ESCD(ExtendedSystemConfigurationData，扩展系统配置数据)。ESCD数据更新完毕后，系统BIOS的启动代码将进行它的最后一项工作，即根据用户指定的启动顺序从软盘、硬盘或光驱启动。以从C盘启动为例，系统BIOS将读取并执行硬盘上的主引导记录，主引导记录接着从分区表中找到第一个活动分区，然后读取并执行这个活动分区的分区引导记录，而分区引导记录将负责读取并执行IO.SYS，这是Windows最基本的系统文件。IO.SYS首先要初始化一些重要的系统数据，然后就显示出我们熟悉的蓝天白云，在这幅画面之下，Windows将继续进行DOS部分和GUI(图形用户界面)部分的引导和初始化工作，一切顺利结束，电脑正常启动。根据故障现象诊治了解电脑启动的过程，故障就好判断了，下面我们就根据故障现象开始诊治了：现象一：系统完全不能启动，见不到电源指示灯亮，也听不到冷却风扇的声音。这时，基本可以认定是电源部分故障，检查：电源线和插座是否有电、主板电源插头是否连好，UPS是否正常供电，再确认电源是否有故障，最简单的就是替换法，但一般用户家中不可能备有电源等备件，这时可以尝试使用下面的方法（注意：要慎重）：先把硬盘，CPU风扇，或者CDROM连好，然后把ATX主板电源插头用一根导线连接两个插脚（把插头的一侧突起对着自己，上层插脚从左数第4个和下层插脚从右数第3个，方向一定要正确），然后把ATX电源的开关打开，如果电源风扇转动，说明电源正常，否则电源损坏。如果电源没问题直接短接主板上电源开关的跳线，如果正常，说明机箱面板的电源开关损坏。现象二：电源批示灯亮，风扇转，但没有明显的系统动作。这种情况如果出现在新组装电脑上应该首先检查CPU是否插牢或更换CPU，而正在使用的电脑的CPU损坏的情况比较少见（人为损坏除外），损坏时一般多带有焦糊味，如果刚刚升级了BIOS或者遭遇了CIH病毒攻击，这要考虑BIOS损坏问题（BIOS莫名其妙的损坏也是有的），修复BIOS的方法很多杂志都介绍过就不重复了；确认CPU和BIOS没问题后，就要考虑CMOS设置问题，如果CPU主频设置不正确也会出现这种故障，解决方法就是将CMOS信息清除，既要将CMOS放电，一般主板上都有一个CMOS放电的跳线，如果找不到这个跳线可以将CMOS电池取下来，放电时间不要低于5分钟，然后将跳线恢复原状或重新安装好电池即可；如果CPU、BIOS和CMOS都没问题还要考虑电源问题：PC机电源有一个特殊的输出信号，称为POWERGOOD（PG）信号，如果PG信号的低电平持续时间不够或没有低电平时间，PC机将无法启动。如果PG信号一直为低电平，则PC机系统始终处于复位状态。这时PC机也出现黑屏、无声响等死机现象。但这需要专业的维修工具外加一些维修经验，因此，建议采用替换法；电源没有问题就要检查是否有短路，确保主板表面不和金属（特别是机箱的安装固定点）接触。把主板和电源拿出机箱，放在绝缘体表面，如果能启动，说明主板有短路现象；如果还是不能启动则要考虑主板问题，主板故障较为复杂，可以使用替换法确认，然后更换主板。现象三：电源指示灯亮，系统能启动，但系统在初始化时停住了，而且可以听到嗽叭的鸣叫声（没有视频）：根据峰鸣代码可以判断出故障的部位。ccid_page/AwardBIOS1短声：说明系统正常启动。表明机器没有问题。2短声：说明CMOS设置错误，重新设置不正确选项。1长1短：说明内存或主板出错，换一个内存条试试。1长2短：说明显示器或显示卡存在错误。检查显卡和显示器插头等部位是否接触良好或用替换法确定显卡和显示器是否损坏。1长3短：说明键盘控制器错误，应检查主板。1长9短：说明主板FlashRAM、EPROM错误或BIOS损坏，更换FlashRAM。重复短响：说明主板电源有问题。不间断的长声：说明系统检测到内存条有问题，重新安装内存条或更换新内存条重试。AMIBIOS1短：说明内存刷新失败。更换内存条。2短：说明内存ECC较验错误。在CMOS中将内存ECC校验的选项设为Disabled或更换内存。3短：说明系统基本内存检查失败。换内存。4短：说明系统时钟出错。更换芯片或CMOS电池。5短：说明CPU出现错误。检查CPU是否插好。6短：说明键盘控制器错误。应检查主板。7短：说明系统实模式错误，不能切换到保护模式。8短：说明显示内存错误。显示内存有问题，更换显卡试试。9短：说明BIOS芯片检验和错误。1长3短：说明内存错误。内存损坏，更换。1长8短：说明显示测试错误。显示器数据线没插好或显示卡没插牢。现象四：系统能启动，有视频，出现故障提示，这时可以根据提示来判断故障部位。下面就是一些常见的故障提示的判断：一、提示“CMOSBatteryStateLow”原因：CMOS参数丢失，有时可以启动，使用一段时间后死机，这种现象大多是CMOS供电不足引起的。对于不同的CMOS供电方式，采取不同的措施：1.焊接式电池：用电烙铁重新焊上一颗新电池即可；2.钮扣式电池：直接更换；3.芯片式：更换此芯片，最好采用相同型号芯片替换。如果更换电池后时间不长又出现同样现象的话，很可能是主板漏电，可检查主板上的二极管或电容是否损坏，也可以跳线使用外接电池，不过这些都需要有一定的硬件维修基础才能完成。二、提示“CMOSChecksumFailure”CMOS中的BIOS检验和读出错；提示“CMOSSystemOptionNotSet”，CMOS系统未设置；提示“CMOSDisplayTypeMismatch”，CMOS中显示类型的设置与实测不一致；提示“CMOSMemorySizeMismatch”，主板上的主存储器与CMOS中设置的不一样；提示“CMOSTime&DateNotSet”，CMOS中的时间和日期没有设置。这些都需要对CMOS重新设置。三、提示“KeyboardInterfaceError”后死机原因：主板上键盘接口不能使用，拔下键盘，重新插入后又能正常启动系统，使用一段时间后键盘无反应，这种现象主要是多次拔插键盘引起主板键盘接口松动，拆下主板用电烙铁重新焊接好即可；也可能是带电拔插键盘，引起主板上一个保险电阻断了（在主板上标记为Fn的东西），换上一个1欧姆／0.5瓦的电阻即可。四、自检过程中断在xxxKCache处这表示主板上Cache损坏，可以在CMOS设置中将“ExternalCache”项设为“Disable”故障即可排除。同理，在自检主板部件时出现中断，则可以认为该部件损坏，解决方法一般可以在CMOS中将其屏蔽，如果不能屏蔽该部件最好更换主板。五、提示“FDDControllerFailure”BIOS不能与软盘驱动器交换信息；提示“HDDControllerFailure”，BIOS不能与硬盘驱动器交换信息。应检查FDD（HDD）控制卡及电缆。六、提示“8042GateA20Error”8042芯片坏；提示“DMAError”，DMA控制器坏。这种故障需要更换。七、提示“DisplaySwitchNotProper”主板上的显示模式跳线设置错误，重新跳线。八、提示“KeyboardisLock...Unlockit”键盘被锁住，打开锁后重新引导系统。九、IDE接口设备检测信息为：“DetectingPrimary（或Secondary）Master（或Slave）...None”表示该IDE接口都没有找到硬盘，如果该IDE口确实接有硬盘的话，则说明硬盘没接上或硬盘有故障，可以从以下几方面检查：1、硬盘电源线和数据线是否接触不良，或换一根线试试；2、CMOS设置有无错误，进入CMOS将“PrimaryMaster”、“PrimarySlave”、“SecondaryMaster”三项的的“TYPE”都设置成“Auto”；3、替换法确认硬盘本身有故障。十、IDE接口设备检测信息下面显示“Floppydisk(s)fail(40)”出错信息表示CMOS所指定的软盘驱动器有问题。判断和解决的方法与硬盘相似。现象五：系统不能引导。这种故障一般都不是严重问题，只是系统在找到的用于引导的驱动器中找不到引导文件，比如：BIOS的引导驱动器设置中将软驱排在了硬盘驱动的前面，而软驱中又放有没有引导系统的软盘或者BIOS的引导驱动器设置中将光驱排在了硬盘驱动的前面，而光驱中又放有没有引导系统的光盘，这个都很简单，将光盘或软盘取出就可以了，实际应用中遇到“DiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”的提示，多数都是这个原因。如果是硬盘不能引导的话一般有两种情况：一种是硬盘数据线没有插好，另一种就是硬盘数据损坏。前者一般多会出现硬盘容量检测不正确和引导时出现死机的现象；后者则是干脆找不到引导文件或提示文件损坏。前者只需重新连接好数据线即可；后者则需要用win98的启动软盘或启动光盘启动，根据实际情况来定：一、提示“Invalidpartitiontable”或“NotFoundany[activepartition]inHDDDiskBootFailure，InsertSystemDiskAndPressEnter”，这说明找不到硬盘活动分区，需要对硬盘重新分区。二、提示“Missoperationsyste”，说明硬盘活动分区需要重新格式化（formatc:/s）。三、提示“InvalidsystemdiskReplacethedisk，