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【正文】 ； to correct posture； BISS0001； 80C51 III 目 錄 1 緒論 .......................................................................................................................... 1 研究背景 .............................................................................................................. 1 研究意義 .............................................................................................................. 2 功能簡介及特色功能 .......................................................................................... 2 2 設計方案 ................................................................................................................ 4 系統(tǒng)組成 .............................................................................................................. 4 80C51 的選擇 ...................................................................................................... 5 3 系統(tǒng)的硬件設計 .................................................................................................. 6 芯片介紹 .............................................................................................................. 6 80C51 介紹 ................................................................................................... 6 74LS138 ........................................................................................................ 8 DAC0832 芯片介紹 ..................................................................................... 9 元器件介紹 ........................................................................................................ 11 熱釋電紅外傳感器 ..................................................................................... 11 特點 ............................................................................................................. 12 熱釋電元件 ................................................................................................. 14 光敏電阻 ..................................................................................................... 15 LM324......................................................................................................... 17 電路設計 ............................................................................................................ 18 信號檢測及處理電路 ................................................................................. 18 單片機控制電路 ......................................................................................... 19 信號放大濾波電路 ..................................................................................... 19 復位電路 ..................................................................................................... 20 4 軟件設計 .............................................................................................................. 22 程序框圖 ............................................................................................................22 主程序 ................................................................................................................22 5 結論 ........................................................................................................................ 25 參考文獻 ................................................................................................................... 26 致 謝 ........................................................................................................................ 27 畢業(yè)設計（論文）知識產(chǎn)權聲明 .................................................................... 28 畢業(yè)設計（論文）獨創(chuàng)性聲明 ......................................................................... 29 1 緒論 1 1 緒論 研究背景 隨著科技的高速發(fā)展，各種各樣的科技產(chǎn)品、家用電器走入人們的生活，這一切都大大地提高了人們的工作效率、改善了人們的生活，現(xiàn)在電器的發(fā)展趨勢是智 能化，這樣會使人們使用起來更方便。智能化產(chǎn)品在各個領域都有出色的應用，所以我們打算研究是智能化臺燈。雖然按鍵式的臺燈還是臺燈市場的主體。但是，現(xiàn)代電子技術的發(fā)展和人們的需求變化，已使傳統(tǒng)的臺燈感受到產(chǎn)品更新?lián)Q代的威脅。智能型的電器產(chǎn)品漸漸進入人們的生活中。 臺燈是人們生活中用來照明的一種家用電器。它一般分為兩種，一種是立柱式的，一種是有夾子的。它的工作原理主要是把燈光集中在一小塊區(qū)域內，集中光線，便于工作和學習。一般臺燈用的燈泡是白熾燈或者節(jié)能燈泡。 有的臺燈還有應急功能，用于停電時無電照明已用來應急。它是 千家萬戶的必需生活用品。 目前，燈具市場上出售的臺燈種類繁多，一般的臺燈均采用 220V 交流電源供電，日光燈管、白熾燈泡為光源，手動開關或觸摸感應式開關來控制。但這類臺燈，存在很多弊端，一是電壓是不安全電壓，給人們使用帶來不安全因素；二是日光燈還具有頻閃效應，經(jīng)常使用會給人的眼睛帶來一定的傷害；三是耗電量大、臺燈通常都是以日光燈為主，在幾瓦到幾十瓦之間；四是人工化，人們由于手工操作，往往會忘記關燈，這也造成電能的浪費，到目前為止，在燈具市場上，很少見到采用 +6V 的直流電源供電的一種人體智能臺燈，它具有既不會出 現(xiàn)觸電，使用壽命長，無輻射，又無污染等優(yōu)點。 智能臺燈可分成自動和手動兩種模式。在自動模式下，臺燈能根據(jù)環(huán)境光的亮暗與人是否被臺燈所檢測到（人是否在）來自動開啟臺燈。當人被微機檢測到，環(huán)境光又達到某個程度的時候（可以設定與調節(jié)），臺燈就會開啟。如果環(huán)境光沒有達到這個程度，臺燈不會開啟。當人沒有被微機檢測到，無論多暗，臺燈也不會開。手動模式是為了不習慣使用自動模式的人或是臺燈中的微機出故障等緊急情況時用的。在手動模式下，智能臺燈和普通臺燈是一樣使用的。 智能臺燈最大的優(yōu)點就是省電和方便。方便不用多說了，來之 則亮，去之則暗，不用動手。省電是比較重要的，現(xiàn)在全世界都缺少電能， 2020 年，美國和加拿大大面積停電。我國也是，每到夏天就有很多省市拉閘限電。如果用上我們的智能臺燈，那么假設一天我們可以節(jié)省 10min 的開燈時間，燈上裝的是 10W的節(jié)能燈泡（一個 10W 的節(jié)能燈泡相當于 40W 的白熾燈泡）。節(jié)省的電能為 10W西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 2 ｘ 600s = 6000J ，一個月（ 30 天）就能節(jié)省 180000J，一年就能節(jié)省 2190000J的電能，相當于 千瓦時。不要小看這個 千瓦時的電能。如果全國人都能每年節(jié)省 千瓦時的電能，那么每 年全國會省下 億千瓦時的電能，這 億千瓦時的電能相當節(jié)省接近 4 億人民幣， 4 億人民幣可以建造多少所希望小學，可以救助多少無家可歸的孤兒，可以圓多少貧窮的孩子無法圓的上學夢啊！更重要作用的是環(huán)境保護。大家都知道我國有 70%的電能來自火力發(fā)電廠，而火力發(fā)電廠少發(fā)一度電（就是 1 千瓦時）會減少 1 千克的 CO2 排放。那么節(jié)省 億度的電能就等于少向大氣排放 39 萬噸的 CO2 ，而 CO2 是溫室效應的最歸禍首。就是因為全球向大氣排入過多的 CO2，導致了溫室效應的加劇，海平面上升，大片的土地被淹沒，氣候變暖，降水和土壤 濕度進一步減少，氣候逐漸干旱，土地沙漠化和草原退化將變的更加嚴重。 研究意義 臺燈已是千家萬戶的必需生活用品，經(jīng)常由于忘記關燈而造成巨大的能源浪費。當夜晚來臨時，人們又摸黑去開燈，非常不方便。在這里設計了以人體紅外輻射（波長為 ）傳感控制電路。當人體在臺燈的范圍內且環(huán)境光強較弱時，自動感應開燈；當人體太靠近桌面時，臺燈自動感應，警告糾正坐姿，若在一定時間內未離開桌面則自動熄滅。當人離開時則自動關燈，達到節(jié)約能源的目的。 功能簡介及特色功能 智能臺燈作為一款新型的臺燈，智 能化是它的主要特色，在普通臺燈的基礎上，采用高亮 led 光源，實現(xiàn)了節(jié)能，其具體功能如下： a. 實現(xiàn)人來燈亮，人走燈滅：作為智能化和節(jié)能化的臺燈，人來燈亮，人走燈滅是這種臺燈功能上面的特色。當人體靠近臺燈的時候，由熱釋電紅外傳感器發(fā)出信號，使得單片機處理輸出驅動燈管發(fā)光的 PWM 波形，燈就亮；當人體離開臺燈的時候，由于沒有持續(xù)觸發(fā)，臺燈將在三分鐘之后熄滅。這種設計能夠有效地節(jié)約能源，并且能夠有效地控制燈亮的時間。 b. 實現(xiàn)自動調光的功能：通過光敏電阻和一部分傳感電路的分析，將環(huán)境光強轉化成數(shù) 字信號輸入單片機，由程序解決和處理并輸出相應的亮度值。 c. 實現(xiàn)坐姿提醒的功能：坐姿的提醒，是通過距離傳感裝置進行的，當使用者頭部距離臺燈太近的時候，將產(chǎn)生報警信號，提醒糾正坐姿。 d. 溫度傳感：在開機的時候顯示當前的室溫情況并設有專門的按鍵顯示當前的室溫。 f. 電池電壓檢測的功能：和溫度的傳感一樣，當按下鍵的時候顯示當前的電西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 3 池電壓并及時提醒用戶更換電池。 g. 遙控模塊：使用萬能遙控器進行系統(tǒng)的總體控制。 h. 液晶顯示時間，溫度，并設有鬧鐘。 主要控 制采用 80C51 單片機實現(xiàn)，外圍器件主要是各種傳感器。其中“人來燈亮，人走燈滅”功能采用熱釋電紅外傳感器實現(xiàn)；人體檢測采用熱釋電紅外傳感器實現(xiàn)；“坐姿提醒”主要使用紅外發(fā)射二極管和接收管實現(xiàn)，電池電壓采用串行 8 位 AD 轉換器實現(xiàn)；“自適應調光”以一塊光敏電阻和電壓比較器實現(xiàn)。 i. 智能化系統(tǒng)是由現(xiàn)代通信與信息技術、計算機網(wǎng)絡技術、行業(yè)技術、智能控制技術匯集而成的針對某一個方面