目 录
一、 引言 1
（一） 智能灯光控制发展背景 1
（二） 智能灯光国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
（一） AT89C51单片机简要介绍 3
（二） 光敏传感器概述 3
（三） 人体红外检测传感器介绍 4
（四） 红外遥控介绍 5
（五） RTC时钟芯片 6
（六） LCD1602液晶介绍 7
三、 硬件系统设计 8
（一） 智能灯光控制系统方案设计 8
（二） 单片机最小系统设计 8
（三） 光敏传感器电路设计 9
（四） 人体检测模块电路设计 10
（五） 红外遥控系统电路设计 10
（六） RTC时钟芯片电路设计 11
（七） 液晶屏电路设计 12
四、 软件系统设计 13
（一） 软件系统流程图设计 13
（二） 光敏传感器工作流程设计 14
（三） 人体检测模块工作流程设计 15
（四） RTC时钟芯片工作流程图设计 16
（五） 液晶屏软件流程设计 16
五、 仿真调试 18
总结 22
致谢 23
参考文献 24
附录一 原理图 25
附录二 PCB图 26
附录三 元件列表 27
附录四 程序 28
引言
智能灯光控制发展背景
智能灯光控制系统是在单片机控制技术以及传感器技术成熟后出现的，这种系统内部往往集成了微处理器、光线强度传感器、RTC时钟模块、显示器以及光照调节器等核心部分。在过去智能灯光控制系统还没有出现时，一些公共场合如教师、走廊以及停车场等，电能浪费非常严重。这些公共场所人群济济时通常灯火通明，照明条件良好，而当人群散光之时，灯光照样十分明亮，造成的电能浪费几乎不可控制，除非专门安排工作人员定时开灯关灯，然而像大学自习教室这种场所，由于来自习的时间通常是不固定的，这样工作人员就不能
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往集成了微处理器、光线强度传感器、RTC时钟模块、显示器以及光照调节器等核心部分。在过去智能灯光控制系统还没有出现时，一些公共场合如教师、走廊以及停车场等，电能浪费非常严重。这些公共场所人群济济时通常灯火通明，照明条件良好，而当人群散光之时，灯光照样十分明亮，造成的电能浪费几乎不可控制，除非专门安排工作人员定时开灯关灯，然而像大学自习教室这种场所，由于来自习的时间通常是不固定的，这样工作人员就不能及时对教室里的灯光进行管理，这种现象几乎持续了很长时间。随着半导体技术的迅速发展，许多具有特殊物理性能的半导体被发明出来，其中电阻特性随光照强度变化的光敏电阻就是这么一种具有重要意义的材料，这种材料的阻值大小随着光照强度的增加而减小，光敏电阻被发明之后，设计人员就通过它作为核心元件设计出了光敏传感器，该传感器内部集成了由光敏电阻组成的感光电桥、比较器以及其他电路部分，当环境中的光照强度比较强时，光敏传感器输出高电平；而环境中的光照强度比较弱时，光敏传感器输出低电平。利用光敏传感器的这一功能，设计人员将光敏传感器与数字逻辑器件相结合，设计出了最初的灯光控制系统，在该系统下，当室外光照充足时教室内的灯光将自动被关闭，而当室外光照较弱时，灯光能自动打开，然而这种控制系统依然不能实现教室没人时灯光自动关闭的功能。随着半导体技术的不断发展，能够检测人体红外信号的半导体也被发明出来，这种半导体能够有效的吸收人体释放的红外波段，而非人体释放的红外线将对其不产生作用，当人体红外信号较强时，该半导体的阻值也将降低，目前市面上较为流行的热释电红外传感器就是以这种半导体作为核心元件而设计出来的，该传感器检测到周围有人时立即输出高电平脉冲信号，这样将该传感器植入到灯光控制系统中，就能够有效的实现教室内无人灯光自动关闭的效果，从而达到节能减排的重要意义。本文以智能灯光控制系统为课题，结合红外遥控技术，实现灯光的更加方便控制，使得灯光控制系统能够在一些重要会议场合更加实用，解决某些场合灯光控制不便的问题。
智能灯光国内外发展现状
目前智能灯光控制系统在国内外都有着广泛的研究，研究内容主要分为两个方面，一是对灯的材料进行研究，设计出功耗更低，光线质量更优质的LED灯；二是对灯的控制系统进行研究，目前所取得的现状是：灯光控制系统能够自动采集声音、人体以及室外光照强度等信号而实现灯光的自动控制，随着网络技术以及无线通信技术的发展，智能灯光控制系统已经不能满足于现在所取得的研究现状，网络化将是它的最新发展方向，在控制系统中植入以太网、GSM等通信模块，将灯光的使用情况通过网络或者短信发送给管理者，实现灯光控制系统的更方便管理。
本文主要研究内容
本文以智能灯光控制系统为课题，选择台湾宏晶公司研发的STC89C51单片机作为主控核心，设计了一款能够根据外部光照条件、人体信号等因素而实现灯光自动启闭的控制系统，并能通过时间设置，自动对灯光进行开启和关闭，实现了节能减排的效果。
方案选择及元器件介绍
AT89C51单片机简要介绍
AT89C51单片机内部集成了一个4K字节大小的Flash存储器，因此该单片机是一种能够Flash型器件，程序可重复性烧写、擦拭等，4K大小的代码存储空间对于一般的小型系统来说已经足够使用，大系统用户需要在片外另外配置大容量Flash。AT89C51单片机是一种最为著名的51单片机，它内部采用经典的MCS-51内核作为CPU，这一点同其他51单片机相同，如（AT89C52、AT89S51以及AT89S52单片机等），这些微处理器之所以都被称为51单片机的原因是它们的内核都是MCS-51架构，是一种典型并且被广泛使用的8位单片机，不同点是它们片内集成的资源模块不同，如AT89C51和AT89C52的不同点是Flash大小不同，AT89C52的Flash为8K，是AT89C51的两倍，并且其RAM大小也是C51的两倍，不仅如此，AT89C52单片机拥有3个可独立编程的16位计时器，因此使用起来更加方便，下图2-1为AT89C51、AT89C52以及AT89S51单片机的外形图。



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