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单片机的节能灯控系统的设计(附件)【字数:8000】

2022-11-11 10:18编辑: www.jxszl.com景先生毕设
摘 要基于单片机的节能灯控系统的设计构建了一款节能灯控控制系统,在硬件系统方案设计方面,节能灯控系统的设计选择STC89C51单片机作为控制核心,通过STC89C51来对外部的LCD1602液晶屏电路、DS1302时钟芯片电路、光线检测电路、HC-SR501热释电传感器电路和红外遥控电路进行驱动控制。能够实现时间参数显示、对周围环境是否有人、周围自然光线强度的检测,能够实现夜晚有人时自动开灯,无人自动关灯以及远程遥控等功能。
目录
一、 引言 1
(一) 节能灯控系统的发展背景 1
(二) 节能灯控系统的国内外发展现状 1
(三) 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 2
(一) 节能灯控系统的方案设计 2
(二) STC89C51单片机简介 3
(三) LCD1602液晶显示屏简介 3
(四) 实时时钟芯片简介 4
(五) 光敏传感器简介 4
(六) 热释电红外传感器简介 4
(七) 红外遥控接收头简介 5
三、 系统硬件设计 5
(一) 最小系统电路设计 5
(二) 参数显示电路设计 6
(三) RTC计时电路设计 7
(四) 光线采集电路设计 7
(五) 人体检测电路设计 8
(六) 红外遥控电路设计 8
四、 系统软件设计 9
(一) 节能灯控系统的主程序流程设计 9
(二) 参数显示子程序设计 10
(三) DS1302驱动子程序设计 11
(四) 光敏驱动子程序流程设计 12
(五) 热释电传感器子程序流程设计 12
(六) HX1838红外一体接收头子程序流程设计 13
五、 实物制作与安装 14
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言

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节能灯控系统的发展背景
对节能灯控系统的发展历史来说,需要从它的早期发展说起,根据资料上记录的最早的一款节能灯控控制系统来看,该类型的系统在很久以前就已经出现在市面上,只不过受到当时科学电子技术发展水平的限制,使得节能灯控系统的性能和功能远不及当前市场上的关联产品,因此人们很快就将其雏形状态给遗忘。而在长年发展过程中,纵观多款经典的节能灯控控制系统,可以很清晰的发现无论电子技术的发展趋向怎样,技术人员的研究中心都放在了如何提升节能灯控系统的大致功能上,在升级演变过程中,设计者不断地将当前最新的技术通过程序代码植入到节能灯控控制系统中,以此使节能灯控系统逐渐呈现出了功能多样化和越来越突出的智能化,这类演变主要来自使用者的需求,虽然对于应用要求来说,并没有根本的改变,但是在人们对于纵向需求愈来愈苛刻,比如说节能灯控系统的工作精度以及响应速度,使用者想要得到更好的用户体验,研发者就必须不断地将现如今最新的硬件器材、程序代码进行植入。在节能灯控系统的多年发展历程中,由STC89C51当作主控的系统最为流行,较高的性价比使得它获取了很多用户青睐,使这种级别的控制系统最终可以表现出出色的性能指标。在节能灯控系统发展过程中,当实现方案由模拟电路演变到数字电路之后,编程技术成了研究节能灯控系统的必要技术,编程技术在此过程中亦经历了较大的发展,从最初的总体汇编语言到如今的C程序语言,各大企业相继推出了更强大性能的程序软件设计平台,使代码程序在节能灯控系统内部的执行效率更高,增加节能灯控系统的工作效率。
节能灯控系统的国内外发展现状
通过对近期一份科研机构的期刊进行查阅,该资料上的一些数据表明,这些年来市面上出现的节能灯控系统关联产品品牌种类正在不断增加,与此同时越来越多的公司和科研单位将越来越多的精力投入到了研究性能更加高端的节能灯控系统,当前国际上的大大小小的研发机构非常多,由于市场对于更加智能化的中高阶别节能灯控系统供求逐渐增加,市场潜力特别大,因此很多企业看到了这种机遇,将更多的目光关注到中高端节能灯控系统的开发领域,通过对市面上的关联产品进行调研可以发现,节能灯控系统的成本呈现逐渐下降的趋势。
本文主要研究内容
本次毕业设计以节能灯控控制系统作为研究目标,分为多个章节来对这款系统的不同层面进行设计,主要包含了硬件系统、程序设计代码以及系统运行调试等部分,这种系统是通过STC89C51单片机的高性能处理性能来实现的,本次毕业设计对这款节能灯控控制系统的主要设计内容包含下面几项:
1.能够实现STC89C51单片机与LCD1602液晶屏之间的快速数据通信,将带显示内容进行快速刷新和稳定显示;
2.配置高性能的时间日期计时电路,选用DS1302时钟芯片作为核心芯片,通过STC89C51单片机的驱动控制,能够自动完成计时功能;
3.配置光线强度检测电路,通过对光敏传感器硬件驱动电路的配置,使得系统能够通过STC89C51单片机获取到周围环境的光线强度;
4.设计人体红外线信号采集电路,以HCSR501热释电传感器作为核心部分,能够将采集结果以数字电平信号进行输出;
5.配置红外遥控信号接收电路,以HX1838红外一体接收头作为核心部分,通过STC89C51单片机的解码,实现节能灯控控制系统的红外遥控功能。
方案设计及元器件选择
节能灯控系统的方案设计
为了可以更加清晰的对这种类型的节能灯控控制系统的设计方法进行描述,设计了如图1中的节能灯控控制系统的结构框图,可以看到整个节能灯控控制系统被合理性的划分成了多个功能电路模块,包括了STC89C51单片机最小系统、LCD1602液晶屏电路、北京时间计时电路、光敏传感器电路、HCSR501热释电传感器电路和红外遥控接收电路等部分,其中STC89C51单片机当作主控核心微型控制器,实现了对各个功能电路的控制驱动,从而使得各个电路正常启动。所谓的RTC时钟模块在本系统中指的是由DS1302时钟芯片搭建的具有能够输出实时时间日期的电路,在单片机的三线式串行总线驱动下,它能够将误差非常低的时间日期信息送入灯光控制系统进行使用并显示;光敏传感器模块在本系统中主要用于对周围环境光线强度进行采集,并将采集结果以高低电平信号输入到单片机中进行灯光的自动启闭控制;热释电传感器在本系统主要用于采集周围人体信号,当检测到周围有人时输出高电平,无人时输出低电平通过这两种电平组合实现灯光的自动启闭功能;显示模块采用的是LCD1602液晶屏显示器,单片机通过P0总线对其进行驱动实现时间日期以及其他重要参数的显示;接收头采用HX1838红外一体接收头,它能够实现对红外遥控信号的接收,实现灯光系统的工作参数配置。

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