【《基于单片机的智能台灯的设计》12000字】

绪论1.1智能台灯的研究背景 随着社会经济的进步，生活的逐步发展，我们日常生活所需要的电子产品越来越多，它们的存在会大大提升我们的幸福感，使我们不管是在工作方面、学习方面还是日常生活方面都得到了极大的改善。而台灯作为一款基础小家电，几乎每个家庭都必不可少的会备上一盏甚至多盏，尤其是家里有学生的家庭更是会随时准备好。如今，不管是洗衣机还是电饭煲，都已经逐步发展成为全自动的，不但使用起来相当方便，而且用户的用户体验也是非常良好的。人们自然也会希望其他家用电器可以和全自动洗衣机一样使用起来极为方便，基础家电小台灯也不例外，人们对于台灯的期望，无非就是可以做到节能环保、智能化和人性化。通过研究，我们可以发现，现代的智能家电绝大多数都是通过单片机作为中央控制单元进行控制的，因此特设计了该款基于5l单片机的智能台灯。为了顺应科技的发展和时代的潮流，家用小电器中按键式台灯早已不能满足人们日益增长的需求，和过去的半自动洗衣机一样，新生产的全自动洗衣机使用起来更加方便智能，人们自然会选择全自动的，而半自动洗衣机自然而然的就慢慢被人们所遗忘，最终被时代淘汰。如果小台灯还不能有所改变，那它可能面临的结局将是和半自动洗衣机一样被淘汰。和其他的家用电器一样，传统按键台灯和智能台灯是根本没有可比性的。智能台灯不仅可以在感应到附近无人时自动断电，而且还会在感应到使用者长时间无动作（可是太累以至于睡着了）时自动关灯，既达到节约能源的效果，同时还会给使用者一个良好的体验，它还可以在使用者距离台灯太近时发出警报，以达到提醒使用者调整坐姿的目的，从而保护脊椎和预防近视。最重要的是，智能台灯可以在夜晚检测到人体有所动作时就自动开灯，避免了在半夜起来迷迷糊糊的去摸索开关的麻烦，对于年迈的老人而言使用起来尤其方便。1.2智能台灯在国内外的发展趋势1.2.1智能台灯在国外的发展趋势由于社会形态的转变，世界由社会形态和社会意识所决定，由于社会形态的更替，社会形态迫使人类社会产生进化，其中社会形态由生产关系决定，特别是19世纪初，由于社会形态的转变，人类社会迫切需要新的生产技术来进行工业改革使得人类社会向着更加美好的情境下做出改变和变化，使得人类成为真正意义上的地球的主宰者，特别是随着第二次工业革命的来临，从21世纪初社会发展进入快车道，社会底层的根本技术发生了翻天覆地的变化，人类社会从彻底单一的供需关系变成了现在的复杂多样的供需关系，现代社会不同于以往社会，社会求远远大于社会提供，由于互联网的普及和万物互联的观念逐渐形成，社会的意识形态逐渐变为供大于求的需求现状，人类社会大部分人群越来越安于现状，生活的各个方面也被互联网所侵蚀，人类变得越来越空闲，AI技术便应运而生，为使得生活变得越来越简单，人工智能运算在大数据运算的环境下，人工智能变得越来越成熟，基于单片机的日常生活的基本运用被人们广泛应用，特别是路灯和智能家居深受广大人民群众的喜爱，在现代社会中智能家居越来越受到人们的重视，在此大环境下智能家居受到广大群众的关注，特别是生活中最不起眼的台灯反而被大家所重视，由于社会条件的复杂化，就连基础的照明台灯也被研究出多种功能，例如根据周围环境的亮度决定台灯的亮度，或者根据使用者的使用姿势是否规范进行警告提醒这样的单一性特殊的使用台灯，但针对于各种复杂的特殊情况，到现在仍然没有给出一个较为妥善的和解决方案。安全、经济、智能化、人性化的台灯照明产品将会投入到市场中，那将势必会引起很多公司参与进来，市场竞争会变得激烈，该行业的竞技场也将被重新定义。1.2.2智能台灯在国内的发展趋势如今，台灯已经成为家家户户必备的生活用品，但是我们在使用台灯过后常常会忘记关灯，从而造成了很大的能源浪费的现象。而且在夜晚想要用台灯时，又得摸黑去找开关，十分的不方便，尤其是对于老人而言。而本设计就是为了避免这些现象，在传统台灯的基础上，我们通过不断试验，最终增加了人体红外检测、语音识别等功能。自2010年以来，我国台灯行业的发展面临着新的挑战，不断增加的新兴产业导致台灯原材料的价格不断上涨，利润随之自然而然的降低，台灯行业的市场竞争日益激烈。在这样的情况下，要想继续在台灯行业站稳脚跟，就必须具备创新能力，不断提高自身生产的技术特点，并且时刻关注行业的发展趋势、市场的运营势态以及相关的国家政策法规，制定适合自己的发展战略，朝着正确的方向发展。1.3智能台灯的研究意义本设计的研究意义可以从能源节约方面、使用者身体健康方面两个方面进行分析：一是能源节约方面，自1997年起，节能就已经是法律明文规定的，是我国重要国策之一。2008年北京奥运会，在场馆的建设上，更是秉承着“绿色奥运”的理念，足以证明我国政府节能、节约的决心。研究统计，全国总发电量的大约10%-12%全都用于照明,2018年，中国大陆总发电量为6.8亿千瓦时，仅按最低比例10%计算，照明消耗的电量都是多么庞大的一个数字。而我们本设计的智能台灯就可以有效避免忘记关灯的情况发生，因为它会在检测到无人时自动关灯，从而避免了电能的浪费，达到节约电能的效果。由此可见，在能源节约方面，智能台灯做出了巨大的贡献。二是使用者身体健康方面，不管你身处何地，随意走进一所学校，放眼望去，大部分的青少年都戴着眼镜。有相关数据表明，我国近视发病人数再创新高。尽管如今社会发展速度惊人，并且在医学方面也取得了巨大的成就，但是近视眼病的预防乃至治疗都依旧还是一个世界性的大难题，直到今天，不管是中国还是全世界依旧没有能够完全治愈近视的药物和方法。虽然现在市面上有一些技术声称可以治愈近视，但其实大家都明白，那仅仅只能起到一定的缓冲作用，而手术更是非常严重的风险，甚至可能还会有一系列的后遗症。引发近视的原因有很多，而对于中小学生而言，主要是因为他们长时间在灯光下学习，眼睛得不到放松，而且有很多学生坐姿不正确，而且离光源较近，长时间下来，视力自然也就下降了，形成了近视眼。为了防止孩子们由于距离灯源过近而导致近视，设计了这一款智能台灯，如果它检测到用户太接近灯，就会提醒用户调整他的坐姿。远离台灯，适当休息，从而使使用者养成良好的学习习惯，保护视力预防近视。2智能台灯的设计方案的比较和论证不管是做什么事情，都不可能是一蹴而就的，总需要经过很多次的试验比较，最终才能得出我们想要的最佳方案。我们本设计的智能台灯自然也是不例外的，而且它的每一个模块都需要去比较和验证，因为每种方案都有它自己的优势和缺点。2.1手动控制和自动控制的比较2.1.1手动控制的优势与特点手动控制模式能够使所有人快速学习和使用台灯，通过不同按钮来控制不同的功能，使得台灯在使用中能够快速并准确地让使用者找到属于自己的最适合自己心意的一种模式，不会因为任何外在因素而受到影响，具有强烈的抗干扰性和稳定性。但由于每种模式由固定按钮控制，不受其他任何因素影响，对于幼儿和老人来说快速熟练的使用具有一定的困难。2.1.2自动控制的优势与特点自动控制模式的台灯具有十分鲜明的特点，在使用自动模式控制台灯时，是通过大数据和基本设置来进行基础演练和模拟实验，能够解决生活中的绝大多数常见使用问题，例如根据周围环境的光照强度来控制LED灯的亮度，这样的单一性问题往往能够很快得到完美的解决方案。但是如果遭遇暴风雨天气，在这种条件之下，来使用智能台灯，LED灯在使用者和台灯的距离发生显著变化时的亮度变化就不能较好地达到人类预期。这是现代电器智能化前进道路上的一大难关，关于电气设备如何在复杂条件下准确的进行相关运算最符合用户心理预期的相关判断。总体设计方案图如图2-1所示：图2-1总体方案框图2.1.3本次设计主要采用方案综合看来在目前的大环境下，虽然手动控制仍然占据绝对优势，但面对社会日新月异的变化，自动控制的前景可谓是一片蓝海。经过仔细思考我决定此次设计采用自动控制为主，手动控制为辅的大统一式智能台灯设计，在智能化的前提之下，能够随时切换为手动控制，借助于现在的车载智能行使模式，手动模式占据绝对主控位置，防止电子设备在智能化使用过程中对复杂社会环境的不充分模拟，不能准确高效地得出我们需要模拟的条件环境从而影响系统做出正确的判断和相关指令。采用这样的模式能极高的提高智能台灯在我们生活中的应用，在闲散的舒适生活中用自动模式使使用者放松，在严肃工作时使用手动模式，让使用者专注高效地去工作，完美的使人们的生活进入科技的快车道，充分的让使用者们感受到科技对生活带来的变化。2.2主控制器的选择方案方案一：ST公司生产的STM32F103RBT6为主控制器，其工作频率为72MHZ，处理时间很快，同时还可以进行定时和显示，这些功能对于本设计的台灯不但适用，而且反应速度非常快，但是任何事情都有两面性，有那些优点存在的同时，也有它的不足之处，那就是它的成本和其他芯片相比而言更高，用于一盏台灯会实在是大材小用，而且普通人家也不会花那么多钱去购买一盏台灯。方案二：宏晶科技有限公司生产的STM系列单片机是单时钟周期的单片机，是现代社会最常用的一款控制芯片，它的市场售价非常便宜，而且稳定性非常高应用也十分的广泛。它可以实现我们本设计所需要的每一种功能，虽然运行的速度没有方案一的STM32系列主控制器那么快，但是其性价比高不管是硬件结构还是软件控制都很简单。综合各方面进行考虑，本设计选择方案二，也就是使用STC89C52单片机作为主控芯片。2.3语音识别模块选择方案方案一：WTK6900B02是深圳唯创知音电子有限公司研发、生产的\o"语音识别模块"语音识别模块，具有高识别率并且可以离线更换语音识别语句，不仅具备I/O口、串口、喇叭播放三种输出模式，识别率高达90%，而且具有USB接口，可以灵活读取电脑端的词条指令。但是由于WTK6900B02语音识别模块市面上较少，而且价格昂贵，在本设计中并不适用。方案二：LD3320是非特定人语音识别芯片，具有I/O口、串口通信控制模式，不仅控制方法比较简单，而且还可以根据用户需求灵活利用单片机对其I/O口进行编程，以达到控制外围设备的功能。这一功能的实现，使它在智能家居语音识别方面应用广泛。而且较其他语音识别芯片相比，它价格较低，在市面上也比较常见，适合应用在本设计中。2.4距离感应选择方案方案一：本设计要求实现防近视、保护使用者身体健康的功能，在系统检测到使用者和台灯的距离小于系统设置的最小距离，超声波接收模块将会发送一个高电平信号到单片机控制器，通过识别模块，单片机控制器又发出新的控制信号，使蜂鸣器打开。本作品并不要求有一个精准的距离，而且发射和接收这个过程需要占用两个单片机I/O口，I/O口资源有限，故并不适合应用在本设计当中。方案二：光电红外避障传感器模块，具有红外线发射管和光敏接收管，当发射管向外发出的红外信号遇到障碍物时，会被反射回来，之后由接收管接收，再经过系统内部的比较器进行比较处理，最终输出低电平信号。本模块虽然无法准确测量两者之间的距离，但在一定距离范围内可以感应到是否有障碍物存在，通过调整传感器的位置或者修改相关程序，设置一个人和模块之间的合适的距离，如果使用者和台灯之间的距离过近，系统中的蜂鸣器就会报警提醒。而且本模块只需要检测I/O口是否为低电平即可。所以本设计采用红外避障模块是非常合适的。2.5A/D转换模块本次设计采用的A/D转换模块是芯片ADC0832CCN,在一般应用中,ADC0832与单片机的接口应为4条数据线,分别是CS、CLK、DO、DI。但是在此次设计中DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的,采用将DO与DI并联在同一根数据线上共同使用。为了实现高速有效的串行通信,相较于其他的AD转换芯片,ADC0832芯片的数据转换时间短,所以转换频率可以很快,保证了此方案对数据实时性的要求。数模转换模块ADC0832的引脚连接图如下2-2；图2-2ADC0832与单片机引脚连接图3系统硬件设计我们将本设计划分为了几个小的模块，然后分别对每一个模块进行分析，选用STC89C52单片机作为系统的主控芯片，将台灯灯光亮度分成了五个等级，设计了三种控制模式，分别是手动控制、自动控制和语音识别。人体红外传感器用于检测用户与灯的距离，当距离非常近时，系统内的蜂鸣器发出警报，提醒用户及时调整坐姿，养成良好的学习习惯。距离过远或者周围无人时，台灯经过一定的延时之后便会自动关闭，从而减少能源浪费的现象。光敏电阻存在的意义便是感受外部环境的光照强度，并且内部电阻可以根据外部光线的强度及时改变，以便灯可以自动调节亮度效果，以确保每时每刻都处于最适合学习的一个光照强度。综上所述，硬件电路电路图如图3-1所示。图3-1硬件结构图3.1单片机最小系统设计单片机最小系统电路图如3-2图所示：图3-2单片机最小系统电路图单片机的最小系统由三部分组成，分别是单片机、复位电路和晶振电路。其中复位电路由电容串联电阻构成,利用“电容电压不能突变”的性质。当系统通电后,RST引脚具有高电位，而高电位的持续时间由RC值来确定。典型的51单片机复位的条件就是在RST脚的高电平持续时间达到两个机器周期以上；关于最小系统中各个电路的运行需要一个计时器来核算和预计完成整个系统内所有电路需要的一个时间周期，我们采用11.0592MHz的晶振来为单片机最小系统提供一个计时模块和时间基准。电路图中的10K排阻是P0口的上拉电阻，所以我们必须要加上拉电阻才可以正常使用。3.1.1复位电路所谓复位电路，其实也就是一个可以使电路恢复其最开始的起始状态的电路单元，其工作原理和操作方法可以说和计算机差不多的，因为它们都非常简单。复位电路利用了电容电压不能突变的原理，大部分都只需要电阻和电容两者进行组合就可以得到了，而且复位电路的应用相当广泛，因为它的存在可以使系统电路的工作更加稳定可靠，可以有效避免程序“跑飞”、锁死等现象的发生。复位方式有上电复位和手动按钮复位两种方式。单片机复位电路图如3-3图所示：图3-3单片机复位电路图3.1.2晶振电路晶振，石英晶体振荡器的简称，具有精度高和稳定性好的特点，在某些方面可以与电阻平行的电容器匹配，然后匹配两部分网络电容器的系列。晶体的负载容量值是晶体振荡回路中共同晶体振荡回路的负载容量，参与振荡与晶体之间共同系列或并行关系的形成，我们本设计当中所用到的51系列的单片机，由图可知，晶振电路由晶振和电容组成的，这当中的晶振大多都是11.0592MHZ的，图3-4即为本系统的晶振电路图。图3-4单片机晶振电路图3.2LD3320语音识别模块LD3320是一款语音识别芯片,这款芯片集成了语音识别处理系统、A/D转化、功放、滤波电路、扬声器接口等等,可以识别特定的中文拼音,可以通过并行和串行两种控制方式,实现语语音识别模块识别特定的中文拼音。语音识别的主要流程是:语音识别初始化设置,接着把识别列表(特定的中文拼音)写入,最后开始识别。模块使用示意图和引脚使用如下图3-5和3-6所示。图3-5语音识别模块实物图图3-6语音识别模块引脚图3.3DS1302时钟模块DS1302的管脚排列如图3-7所示。图3-7DS1302时钟芯片引脚图DS1302原理图如图3-8所示：图3-8DS1302原理图DS1302管脚功能如图3-9所示：图3-9DS1302管脚功能图3.4人机交互模块本设计采用1602液晶屏执行人机交互功能，液晶1602，又称1602个字符的液晶，是一个点矩阵液晶显示模块，旨在显示数字，字母，符号等。优点有很多，如低能耗（低能耗、节能）、重量小（通过控制液晶分子状态达到显示目的）、高屏幕质量（LCD1602在接收到信号后恒定发光）、易于使用等，完全能够应用于智能台灯的人机交互显示功能。在本设计中1602的作用是显示我们需要的能够直观看到的基础数据，例如基本的时钟信息，本次设计中的台灯的亮度等级，每次台灯的使用时间长短等等。1602液晶管脚如图3-10所示。图3-10液晶管脚定义1602原理图和引脚连接图如图3-11和3-12所示：图3-111602电路原理图图3-121602与单片机引脚连接图3.5人体红外感应模块 自然界中，每种生物辐射的红外线的波长都是不相同的，也正因如此，才会有我们现在应用的人体红外感应模块。在本设计中，我么选用了HC-SR501人体红外传感器，它实际上是基于红外无线技术的自动控制模块，，采用目前市面上性价比最高的一款探头LHI778。利用HR-SR501这个红外传感器模块，使得本次设计具有在多种复杂情况下还能具有高度稳定性的正常使用，感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3次，一分钟后进入待机状态。应尽量避免灯光等干扰源近距离直射模块表面的透镜，以免引进干扰信号产生误动作；根据人体红外感应传感器的实现原理可知，它对人体敏感程度和人体动作的方向密切相关，对于径向移动的动作最不敏感，最敏感的就是切向方向的动作。使用环境尽量避免流动的风，风也会对感应器造成干扰。感应模块采用双元探头，探头的窗口为长方形，双元（A元B元）位于较长方向的两端，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。为了增加感应角度范围，本模块采用圆形透镜，也使得探头四面都感应在我们日常生活中的应用已经非常多了，最常见的就是我们家中的红外感应开关，尤其是家中有老人或者孕妇的家庭，大多都会在卧室以及走廊的位置安装感应开关，因为一直开着灯肯定会影响睡眠，而需要时再去找开关有时候难免会发生一点磕碰，感应开关的存在使得老人夜晚起床上厕所和宝妈半夜照顾孩子变得更加方便安全。人体红外模块外部使用原理图和电路引脚图如图3-13，3-14所示：图3-13人体红外模块外部使用原理图图3-14人体红外模块电路引脚图3.6按键模块在本设计当中，我们设计了5个按钮，其功能分别为调整参数、升高、降低、自动模式、手动模式。我们可以用他们来根据实际情况调整时间日期以及调节台灯的亮度，使用方法就和我们家中常见的电视机遥控器、空调遥控器等的使用方法类似，其实也就是通过调PWM来实现的。对于按键模块的使用，我们首先需要通过单片机管理芯片编程对其进行控制，将按键扫描功能打开，管理芯片就会不断地对按键进行扫描，一旦检测到有按键被按下，就会向单片机发出信号，单片机在接收到信号后，立即对该信号进行判断，确定被按下的按键是哪一个，然后立即做出相应的反应。一般情况下，一个按键通过单片机的一个I/O口进行控制，这样的控制方法具有编程简单、易于实现的优势。但在本部分，有一个非常重要的工作就是消除抖动，因为我们在按下按键的时候必然会有所抖动，我们就需要给单片机一定的时间来进行反应，也就是我们常说的延时，设置一个时间合适的延时，就能很好的解决这个问题了。按键模块电路原理图如图3-15所示：图3-15按键模块电路原理图4系统软件设计在上一章的内容里，我们介绍了本设计相关的硬件设计，那么本章节我们将要介绍的就是本系统的软件设计。就拿电脑而言，硬件就是我们肉眼可见的显示屏、键盘等，而软件就是我们电脑内部的各种程序软件，如果没有这些程序软件，电脑的硬件配置再高也只是一个摆设，无法用来完成任何工作。在本设计当中，必须要软件才能实现的工作有：1602液晶显示、语音识别模块的单行串口通信设置、DS1302时钟输出、A/D转换等。主程序流程图如图4-1所示：图4-1主程序流程图4.1系统主程序单片机内部的程序是以一条一条指令的形式存放在程序存储器里面的，而主程序就是单片机工作的入口，也就是单片机开始执行的第一条指令就是主程序里面的。主程序模块不仅可以控制系统各部分的初始化，而且其他模块的程序也是需要通过主程序进行调用才能够得以实现的。而且通常情况下我们都会在主程序里面添加一个while函数，让我们的程序进入一个无限循环的状态，一直保持在我们需要运行的情况下。这样我们就可以通过主程序不断地调用任意一个我们需要使用的子程序，以实现相应的功能。主程序代码如图4-2所示：图4-2主程序图4.2按键扫描子程序在本设计中，我们总共使用了5个按键，其中一个为自动控制按键，一个为手动控制按键，另外三个为时间日期调节按键。我们要想知道此刻输入的信息是什么来确定应该做什么工作，就需要通过按键扫描子函数来进行扫描，从而确定按下的按键是哪一个。按键扫描子程序流程如图4-2所示：图4-3按键扫描子函数程序流程图按键扫描子程序图如图4-4所示：图4-4按键扫描子函数程序图4.3人机交互程序在本次设计中，在通电开始，语音识别系统就会先全部复位和开始数据初始化，防止之前的实验数据影响接下来的实验，再紧接着开启智能识别，便于中控系统对使用者发出信息后在极短的时间内传达到处理器，进行相关处理，并发出相应指令使得系统的各个模块共同做出最符合使用者命令的操作，再在1602上显示出来，方便使用者观察和调试。人机交互程序流程图如下图4-5：图4-5人机交互程序流程图5实验与调试5.1软件调试我们本设计的智能台灯和传统的只具有照明功能的台灯不一样，具有很多功能，而这些功能并不是全都可以很简单就实现的，需要我们一点点地去完善。最初的时候所具有的功能除了照明之外仅仅只能显示时间以及对时间进行修改，至于语音识别、自动控制和手动控制都是通过后来逐步添加位定义，逐步完善相关程序，实现系统各个参数的可调节功能，最后通过LCD1602显示相关数据和蜂鸣器实现报警功能。在软件编程方面，主要可以从以下几个方面入手：1、编写程序，达到时钟运行的目的。2、在时钟的基础上，增加3个键，一个为功能键，另外两个为调节键。3、再增加自动模式、手动模式两个按键。4、再增加语音识别和51单片机串口通信程序。在进行调试的过程中，我们使用的软件是KEILμVision4，这一款软件是我们专业技术人员使用较多的，同时也是高效的开发应用程序。并且它可以支持很多最新的ARM芯片。5.2硬件调试我们本设计选用的主控芯片是STC89C52单片机，那么在硬件的调试过程中大部分的工作也都是在单片机开发板上完成的。我们常用的模块大部分其实都已经集成在开发板上了，我们在使用的时候只需要进行简单的连线或者将短路帽取下或者插上即可，使用起来非常简单。硬件调试工作都是在软件工作的完成过程中逐步实现的，硬件调试工作的每一步的实现都可以在软件调试工作中找到相应的内容。那么根据软件的完善过程，我们可以将硬件调试分为以下几个阶段：1、将液晶显示模块（LCD1602）连接到最小单片机系统，下载程序，验证显示功能，有问题及时修改，最终正常显示。2、连接语音识别模块，检测特定语言的识别反应，检测模块的IO口电平变化情况。3、时钟读取、修改、运行、掉电保存检测4、按键扫描检测，检测延时消抖是否符合要求。5、通过ADC0832芯片和光敏电阻采集光线亮度，通过模拟外界环境亮度变化，检测亮度参数的变化情况。5.3调试结果经过不断的试验和改进，本设计最终达到了我们预想当中的效果，可以显示和调节时间日期，按键扫描功能可以正常扫描并且判断是哪一个功能的按键被按下，并且可以通过自动控制、手动控制和语音识别三种方式实现对台灯的亮度调节功能，使用者距离台灯过近时蜂鸣器会发出警报提醒。5.4调试过程中遇到的问题问题一：液晶显示1602显示出现乱码，没有规律的任意符号？问题排查与解决方法：仔细研究单片机上各个模块的引脚使用问题，首先看是否出现同一引脚同时焊接了两个或两个以上的模块中的情况，导致输出信号紊乱，从而出现乱码行为。再查看单片机程序，在相关程序中，是否出现引脚共用的情况，导致在信号传输过程中就出现混频现象，使得信号最终输出出现没有任何规律的任意符号。在经过仔细而又缜密的查找后，最终发现此次出现的原因是软件测试时，对液晶显示器1602的引脚使用与红外传感模块使用重叠，最终导致出现乱码行为。问题二：液晶显示1602显示万年历的时钟时，时钟计时不准确，计时精度不够？问题排查与解决方法：查看液晶显示1602，发现万年历中时钟计时模块的计数标准和日常生活中我们所用的时钟计时标准不一致，在相同时间间隔内，手机计时和单片机计时出现较大偏差，在查看硬件设计和软件程序多次后，最终发现是将晶振的大小算错误，导致单片机的计时系统计算出的时间间隔和我们日常生活所用时间刻度不一致，最终将单片机的晶振换成本单片机实际使用的晶振之后，发现问题完美解决。问题三：此次设计在自动模式下，红外测距没有反应，未达到根据距离远近台灯自动开关的情况？问题排查与解决方法：仔细研究单片机上各个模块的引脚使用问题，首先看是否出现同一引脚同时焊接了多个模块中的情况，导致输出信号紊乱，从而出现乱码行为，或者引脚虚焊，导致信号传输不进51单片机里，如果以上情况都无，再查看单片机程序，在相关程序中，是否出现引脚共用的情况，导致在信号传输过程中就出现混频现象，使得信号最终输出出现没有任何规律的任意符号。在经过仔细而又缜密的查找后，发现此次问题出现的原因均与推断的情况无关，最终在调试了与红外测距相连的滑动变阻器，发现系统恢复了正常，在连续几次经过相同测试后，最终确定问题出在滑动变阻器上面，开始电阻过大，导致电流变小，红外测距模块的灵敏度变得极低，导致测试时几乎没有任何反馈，通过调节滑动变阻器，使得红外测距模块的灵敏度在一个合适的范围，能够顺利完成本次设计的相关功能。6总结本设计选用STC89C52单片机作为主控芯片，结合相关外围设备实现了语音识别、自动控制和手动控制的台灯亮度控制模式，不管是那一种模式，都有五个亮度等级可调节。实现了台灯的人性化和智能化，LED1602显示器显示了时间和日期，给用户带来很大的便利，感应模块和蜂鸣器提醒的存在，既可以实现在检测到无人时自动关闭台灯，节约能源，又可以提醒用户注意保持距离调整坐姿，预防近视。现在，不管是大人还是小孩都会经常用到台灯，晚上孩子通过台灯学习，家长通过台灯加班，对台灯的使用频率大大升高，自然就会希望其功能更加完善，使用起来更加方便。现将我们本设计的智能台灯实现的功能做一个总结，结论如下：语音识别功能，通过识别用户发出的语音指令来控制台灯的开关以及灯光亮度的调节，解决了半夜起来在黑暗中寻找开关的麻烦。亮度调节功能，本设计的亮度调节方式分为三种，分别是自动调节，即通过感应周围环境的光照强度来调节灯光的照明亮度；手动调节，既人为的通过按键对灯光亮度进行调节；语音识别，即通过识别用户发出的指令来对灯光亮度进行调节，使得台灯的光照强度和环境的光照强度相结合达到一个最能保护用户眼睛的亮度，起到一个保护视力的作用。1602液晶显示模块，能够实时显示时间日期，台灯当前的一个亮度等级。蜂鸣器报警功能，我们可以根据自身实际需要设置一个倒计时，时间到蜂鸣器就会发出警报，提醒我们应该适当休息了；而且在我们使用过程中，如果太过靠近台灯了，蜂鸣器也会发出警报，提醒我们调整坐姿，保护视力。人体红外感应功能，通