【正文】 阻。此時(shí)， P0 口內(nèi)部上拉電阻有效。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL負(fù)載，對(duì)端口 P0 寫入“ 1”時(shí)，可以作為高阻抗輸入。 STC89C52 引腳圖如圖 所示。 外部中斷 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路。具有 EEPROM 功能。片上集成 512 字節(jié) RAM。工作頻率范圍在 0~40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0~80 MHz，實(shí)際工作頻率可達(dá) 48 MHz。 主要特性有：是增強(qiáng)型 8051 單片機(jī)， 6 時(shí)鐘 /機(jī)器周期和 12 時(shí)鐘 /機(jī)器周期可以任意選擇，指令代碼完全兼容 8051。掉電光照傳感器 熱釋電紅外傳感器 1 熱釋電紅外傳感器 2 STC89C52 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 AD0804 電源 蜂鳴器 LED 指示電路 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng) 可編程 Flash 存儲(chǔ)器。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 系統(tǒng)原理圖 單片機(jī) 的 選擇 單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 主要的工作器件有單片機(jī) STC89C52 控制系統(tǒng)，將光照強(qiáng)度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 ADC0804，模擬光照強(qiáng)度的光敏電阻等等。 若檢測(cè)到人體離開了設(shè)定的范圍，則單片機(jī)設(shè)定 5s 的延時(shí)， 5s后人沒回來臺(tái)燈自動(dòng)熄滅。 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)：根據(jù)系統(tǒng)功能要求并考慮產(chǎn)品的性價(jià)比，采用熱釋電紅外傳感器檢測(cè)人體信號(hào)和光強(qiáng)感應(yīng)器來采集光照強(qiáng)度， 并采用模塊化設(shè)計(jì)方法，以方便系統(tǒng)的調(diào)試和后期研究。 分模塊分析和設(shè)計(jì)，主要分為光強(qiáng)采集、數(shù)模轉(zhuǎn)換、人體檢測(cè)報(bào)警等部分。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 系統(tǒng)方案分析 本章對(duì)控制系統(tǒng)的任務(wù)進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行總體的概述，以及各部分電路的器件的選擇。當(dāng)人體太靠近桌面或左右傾斜時(shí)，臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)，警告矯正坐姿。在這里設(shè)計(jì)了人體輻射（波長(zhǎng)為 ）傳感控制電路。最后，把最終得到的數(shù)字 信號(hào)經(jīng)由單片機(jī)處理，與預(yù)設(shè) 檢測(cè)范圍和光照強(qiáng)度 進(jìn)行 比較 ，若測(cè)得的 距離超過設(shè)定的范圍則進(jìn)行報(bào)警，光照強(qiáng)度來決定燈管點(diǎn)亮的個(gè)數(shù)。 此系統(tǒng)以單片機(jī)為核心控制芯片，通過傳感器采集到的光照強(qiáng)度和人體各項(xiàng)信號(hào)， 傳感器的選擇要滿足本課題要求的測(cè)量范圍，并將 采集的 信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)。 課題分析 本課題是對(duì) 多功能綠色安全臺(tái)燈 控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括軟件設(shè)計(jì)部分和硬件設(shè)計(jì)部分，軟件仿真主要在 proteus里進(jìn)行， 熱釋電紅外傳感器和超聲波暫時(shí)用開關(guān)代替。 同時(shí)用熱釋電傳感器對(duì)人體進(jìn)行檢測(cè)，若 在規(guī)定范圍內(nèi)沒有檢測(cè)到人體信號(hào) ，則經(jīng)過 5s的延時(shí)過后臺(tái)燈將 自動(dòng) 熄滅。 光照強(qiáng)度 通過傳感器采集 ，傳感器 得到 的 數(shù)據(jù) 再經(jīng)過放大電路， 進(jìn)入 A/D通道 ，將采集到的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。 最后一個(gè)功能是對(duì)用戶坐姿的矯正 ， 當(dāng)人體超過設(shè)定的距離時(shí)，會(huì)進(jìn)行報(bào)警直至人體恢復(fù)標(biāo) 準(zhǔn)坐姿， 幫助用戶養(yǎng)成一個(gè)良好的讀書坐姿習(xí)慣，從而達(dá)到對(duì)視力的保護(hù)。然后是 光照的自動(dòng)調(diào)節(jié)， 當(dāng)采集到的自然光照強(qiáng)度足夠時(shí)，不會(huì)開啟照明裝置；當(dāng)自然光照強(qiáng)度不夠并檢測(cè)到有人在學(xué)習(xí)區(qū)域時(shí)，采集到的光照強(qiáng)度不同，點(diǎn)亮的燈的個(gè)數(shù)也就不同，光照強(qiáng)度越弱，點(diǎn)亮燈的個(gè)數(shù)就越多。又單片微型計(jì)算機(jī)以其體積小、性價(jià)比高、功能強(qiáng)、可靠性高等獨(dú)有特點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域（如工業(yè)控制、家電產(chǎn)品、汽車電子、 通信、智能儀器儀表）得到廣泛應(yīng)用 任務(wù)分析 本課題結(jié)合實(shí)際，針對(duì)使用中可能用到的基本功能，研究目的在于實(shí)現(xiàn) 三個(gè)主要的功能。單片機(jī)有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)核，嵌入到電子系統(tǒng)中，為電子系統(tǒng)智能化奠定了基礎(chǔ)。 隨著微電子技術(shù)和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)真正意義上的嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)。市售的藥物和器具只能起到一定的調(diào)理和緩解作用，而手術(shù)和激光治療有嚴(yán)格的年齡限制，而且還包含著嚴(yán)重的隱患和風(fēng)險(xiǎn)。近年來我國(guó)近視眼患病率已上升到世界第二位，僅次于日本，總數(shù)量居世界第一。 近視正嚴(yán)重危害青少年的健 康成長(zhǎng)，同時(shí)影響我國(guó)高素質(zhì)人才職業(yè)的篩選，縮小特殊職業(yè)人員的選取范圍，更是對(duì)實(shí)現(xiàn)我國(guó)二十一世紀(jì)健康目標(biāo)的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。全國(guó)政協(xié)委員、沈陽(yáng)何氏眼科醫(yī)院院長(zhǎng)何偉呼吁，關(guān)注我國(guó)青少年視力健康，切實(shí)加強(qiáng)中小學(xué)生近視眼的防治工作刻不容緩。所以它的功能也由簡(jiǎn)單的照明開始向其他的節(jié)能和護(hù)眼等方面 發(fā)展，有些臺(tái)燈還添加了鬧鐘和定時(shí)等功能。今后尚需政府的行政支持。在美國(guó)、德國(guó)此類技術(shù)得到了政府大力扶持和推廣，節(jié)電率高于 30%。應(yīng)積極推廣采用國(guó)際上流行的全數(shù)字智能路燈節(jié)能控制技術(shù)：即智能光源降壓 —— 穩(wěn)壓 —— 調(diào)光技術(shù) 。照明節(jié)能主要從三個(gè)方面入手：選用高效節(jié)能的電光源和燈具；選用高品質(zhì)電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器；配置適宜，先進(jìn)照明控制裝置。照明節(jié)能意義重大，我國(guó)照明耗電大體占全國(guó)總發(fā)電量 10%～ 12%， 2021 年我國(guó)總發(fā)電量為18500 億度，按 12%計(jì)，照明耗電達(dá) 2220 億度。 2021 年 1 月將實(shí)行國(guó)家建設(shè)部頒布的“民用建筑節(jié)能管理規(guī)定”， 2021 年 7月 1日開始實(shí)施的“公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)” GB50189— 2021 要求全年的總能耗（采暖，通風(fēng)，空氣調(diào)節(jié)和照明）減少 50%。 1997 年 11 月 1 日我國(guó)頒布了《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》，節(jié)能已經(jīng)是法律上的規(guī)定，是我國(guó)重要國(guó)策之一。智能型電器產(chǎn)品由于它們的巨大優(yōu)勢(shì)將漸漸進(jìn)入人們的生活中。與其他的智能化家用電器一樣，智能化臺(tái)燈有許多普通按鍵臺(tái)燈所無法比及的優(yōu)勢(shì)，智能化臺(tái)燈一方面可以更節(jié)省電能，有利于環(huán)保，另一方面可以糾正使用者的坐姿，預(yù)防脊椎變形和眼睛近視。 雖然按鍵式的臺(tái)燈還是臺(tái)燈市場(chǎng)的主體。 家用電器因?yàn)閱纹瑱C(jī)的加入而走向智能化，并且隨著人們生活水平的提高日益走向平民化，我們的生活也隨著家用用電器的發(fā)展越來越方便、舒適。結(jié)合了單片機(jī)的智能家用電器和普通家用電器相比，功能上更強(qiáng)，使用更方便，安全可靠性也更高，最重要的是更節(jié)省電能，提高了家用電器的品質(zhì)。沈陽(yáng)航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 緒論 課題來源 社會(huì)在不斷進(jìn)步，人類在不斷追求，市場(chǎng)在不斷變化，高科技應(yīng)用含量決定著產(chǎn)品發(fā)展的新趨勢(shì)和前景，智能化技術(shù)在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用意義深遠(yuǎn)。隨著電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，家用電器也越來越偏向智能化，已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)際中的有智能洗衣機(jī)，智能電飯鍋，智能電磁爐等，而所用的智能化家用電器都用一個(gè)共同的特點(diǎn)，都是利用單片機(jī)作為中央控制單元。隨著智能控制理論和人工智能研究 的深入，各種更加逼真地模擬人類智能的家用電器會(huì)更多地出現(xiàn)，而單片機(jī)和智能理論的結(jié)合，將來不但更多地改進(jìn)現(xiàn)行家用電器，而且將會(huì)產(chǎn)生全新的家用電器。隨著家用電器的發(fā)展，作為家用電器當(dāng)中的小臺(tái)燈也要順應(yīng)科技的發(fā)展步伐走向智能化。但是，隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和人們的需求變化，傳統(tǒng)的臺(tái)燈已經(jīng)感受到產(chǎn)品更新?lián)Q代的威脅。同時(shí)，智能臺(tái)燈 自動(dòng) 關(guān)燈的功能也讓使用者使用起來更方便， 可以防止由粗心大意帶來不不必要的浪費(fèi) 。 我國(guó)政府非常重視節(jié)能和節(jié)約。北京 2021 年奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)，在“科技奧運(yùn)，人文奧運(yùn)，綠色奧運(yùn)”三大理念的基礎(chǔ)上，又提出“勤儉辦奧運(yùn)”的方針，充分體現(xiàn)政府節(jié)能，節(jié)約的決心！國(guó)家發(fā)改委提出了“電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程”、“建筑節(jié)能工程”、“綠色照明工程”等十大重點(diǎn)節(jié)能工程，通過這十大工程，“十一五”期間將實(shí)現(xiàn)節(jié)約 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的目標(biāo)。廣大電氣技術(shù)工作者只有認(rèn)認(rèn)真真研究節(jié)約電能的理論和技術(shù)，開發(fā)出優(yōu)良的節(jié)電產(chǎn)沈陽(yáng)航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 品并應(yīng)用于實(shí)際，才能從根本上貫徹國(guó)家規(guī)定的 各項(xiàng)節(jié)能法規(guī)，造福于社會(huì)。據(jù)資料報(bào)道，目前城市照明（指景觀照明和功能照明的統(tǒng)稱），年用電量約占全國(guó)總發(fā)電量的 4%～ 5%。目前我國(guó)城市公共照明每年開支達(dá)數(shù)百億元。它的技術(shù)思想為：在繁忙時(shí)段，控制路燈保持較強(qiáng)的照度，午夜時(shí)分，自動(dòng)調(diào)光；后半夜車稀人少時(shí)，控制路燈保持較低的照度的照明。我國(guó)已有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的這方面技術(shù)產(chǎn)品如哈工大樓宇自動(dòng)化研究所研制的“金鹵燈調(diào)壓調(diào)光系統(tǒng)”，在城市道路照明應(yīng)用中運(yùn)行效果優(yōu)良。 臺(tái)燈本來是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的照明工具，就是一個(gè)電源加一個(gè)燈泡，但是隨著科技的進(jìn)步，人們開始對(duì)臺(tái)燈的功能要求也開始日漸提高。 而且近年來，我國(guó)青少年近視發(fā)病率節(jié)節(jié)上升，發(fā)病人數(shù)居全球首位，達(dá)到歷史空前水平。何偉委員告訴記者，目前我國(guó)共有四億多近視眼患者，以 13億人口計(jì)，約每 3個(gè)人中就有 1個(gè)是近視眼，特別是青少年近視的發(fā)病率居世界第二，人數(shù)居世界第一，且漸趨低齡化，中小學(xué)生近視檢出率為 ％ (城市 ％、農(nóng)村 ％ )，高中以上學(xué)生更是高達(dá) 70％。多年來近視眼病在我國(guó)、日、韓和東南亞地區(qū)特別嚴(yán)重，時(shí)時(shí)影響著青少年的學(xué)習(xí)、健康、工作和生活。近視眼病的防治是一種世界性的重大難題，迄今沒有治愈的有效藥物和方法。除了遺傳原因，誘發(fā)學(xué)生患近視眼病的根源有多種，必須從誘發(fā) 的所有根源上做起，才能真正防止。單片機(jī)能最好地滿足嵌入式應(yīng)用的環(huán)境要求，例如，芯片級(jí)的物理空間、大規(guī)模集成電路的低價(jià)位、良好的外圍接口總線和突出控制功能的指令系統(tǒng)。因此，當(dāng)前沈陽(yáng)航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 單片機(jī)在電子系統(tǒng)中的廣泛使用，使經(jīng)典電子系統(tǒng)迅速過渡到智能化的現(xiàn)代電子系統(tǒng)。首先是對(duì) 人體的檢測(cè)，若檢測(cè)到人體離開一段時(shí)間后，臺(tái)燈會(huì)自動(dòng)熄滅。這兩個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)可以 達(dá)到一個(gè)節(jié)能的 效果 。 根據(jù)系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)電路主要由 CPU（單片機(jī) STC89C52），數(shù)據(jù)采集模塊， A/D轉(zhuǎn)換模塊， 電源 電路，聲光報(bào)警電路，控制電路等幾部分組成。 單片機(jī) 對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后 來控制 八個(gè) 燈管發(fā)亮的個(gè)數(shù) ，外界光強(qiáng)很弱時(shí)，燈管發(fā)亮的個(gè)數(shù)越多，外界光越強(qiáng)則相反，燈管發(fā)亮的個(gè)數(shù)與外界光強(qiáng)成反比。若檢測(cè)到 有 人在使用臺(tái)燈，則用 另一熱釋電紅外 對(duì)人體坐姿進(jìn)行檢測(cè)，找到頭肩肘三個(gè)部位，設(shè)定好距離范圍，若檢測(cè)到超出設(shè)定范圍，則進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。 在 protel里繪制出原理圖，按照原理圖進(jìn)行硬件器件的連接，用 keil對(duì)其進(jìn)行編程，將程序?qū)胗布校?調(diào)試以達(dá)到系統(tǒng)任務(wù)要求。該系統(tǒng)通過 光強(qiáng)感應(yīng)器 進(jìn)行實(shí)時(shí)采 集 光照強(qiáng)度 信息 ，用熱釋電紅外傳感器檢測(cè)人體內(nèi)信號(hào)，同 時(shí)用另一熱釋電紅沈陽(yáng)航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 外傳感器 檢測(cè)人體不同身體部位。將傳感器采集到的微弱信號(hào)通過放大電路，使該信號(hào)進(jìn) 入轉(zhuǎn)換裝置， 其中可以將采集到的 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào) 。 臺(tái)燈已經(jīng)是千家萬戶 的必須生活品，經(jīng)常由于忘記關(guān)燈一起巨大的浪費(fèi)。當(dāng)人體在 臺(tái)燈的范圍內(nèi)且環(huán)境光強(qiáng)較弱時(shí)，點(diǎn)亮臺(tái)燈，但點(diǎn)亮燈管的個(gè)數(shù)則與實(shí)際 的光強(qiáng)成反比。當(dāng)人離開時(shí)，在規(guī)定的延時(shí)過后則自動(dòng)熄滅，達(dá)到節(jié)能的目的。 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 本課題是為實(shí)現(xiàn) 多功能綠色安全臺(tái)燈 控制系統(tǒng) 的要求而設(shè)計(jì)的，課題的主要研究?jī)?nèi)容是設(shè) 計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于單片機(jī) 的 多功能臺(tái)燈的 控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有 自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度，人離開后自動(dòng)關(guān)燈及矯正坐姿等功能。分模塊不僅在最初的設(shè)計(jì)中非常方便，也很有利于后期的檢查與調(diào)試。 首先 用熱釋電紅外傳感器來檢測(cè)人是否在學(xué)習(xí)區(qū)，當(dāng)檢測(cè)到人體在學(xué)習(xí)區(qū)域時(shí)，單片機(jī)對(duì)采集到的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)