基于STC89C52单片机的智能台灯系统设计

沈天元

摘 要台灯在人们的日常工作和生活中经常用到，从方便用户的角度，台灯逐渐实现了智能化，兼具自动调光、日历、时钟等功能。本文对基于STC89C52单片机的智能台灯系统设计进行了分析和讨论。

【关键词】STC89C52单片机 智能台灯 系统设计

智能台灯的出现，为人们的工作生活提供了便利，不过当前多数台灯一般仅能够依靠硬件来实现自动开关，功能相对单一，无法很好地满足人们个性化需求。对此，可以采用软件和硬件相互结合的方式，实现台灯自动调光，配合日历显示和时钟功能，能够提升台灯的智能性和便利性。

1 硬件设计

1.1 总体设计

系统硬件部分采用了STC89C52单片机、LCD12864显示模块、LED灯、DS1302时钟以及触摸开关、BH1750光强传感器等。

1.2 模块设计

（1）单片机模块，STC89C52单片机在具备良好性能的同时，成本低和功耗低，其本身配备512字节的RAM、32位I/O接口，以及3个16位定时器，可以实现对其他功能模块的控制；

（2）LED灯模块，选择转色温灯泡，可以针对不同的需求进行调节，为用户提供更加舒适的体验；

（3）LCD12864显示模块，可以通过单片机，向LCD显示模块输入数据，从而实现对于日历、时间以及灯光亮度的显示；

（4）DS1302时钟模块，考虑时钟显示与台灯开闭的矛盾，增加记忆功能，确保在每次开启台灯后时间都可以准确显示，不需要重新调整；

（5）BH1750光强传感器，利用BH1750FV1芯片实现对环境光照强度的检测分析，将测得的模拟信号转化为数字信号传输给单片机，由单片机进一步处理；

（6）触摸开关模块，通过触摸开关，可以实现对灯光亮度、日期、時间等的调整；

（7）EEPROM存储模块，可以接收并存储单片机传输的灯光亮度信息，在台灯重新开启时，将信息传输会单片机，确保台灯每一次开启都可以恢复上次关闭时的亮度。

2 系统设计

2.1 主程序设计

为了确保单片机内部硬件能够正常运作，主程序运行需要延迟100ms，之后对相应功能模块进行初始化操作，编写while进入无限循环。在循环中，可以扫描触摸开关对其工作方式进行设置，延时180ms，对传感器采集到的数据进行读取，将之存储在BUF中，与预先设定好的数值进行对比。取得时钟模块内部数据，结合LcdUptada函数对时钟及BH1750相关数据进行更新。

2.2 调光程序设计

设置发送起始信号、停止和应答信号，读取BH1750FV1内部数据。发送起始信号设置时，需要适当拉高时钟线和数据线，延时5μs，之后拉低数据线，再延迟5μs，拉低时钟线；发送停止信号设置时，需要拉高时钟线，拉低数据线，延迟5μs后，拉高数据线，在延时5μs；发送应答信号设置时，需要先对应答信号入口参数进行写入操作，拉高时钟线，延时5μs后拉低时钟线，继续延时5μs。读取相关数据后，应答信号入口参数为1，拉高时钟线，延时5μs，再拉高数据线，延时5μs，完成信号设置。如果想要设置一个舒适的光照强度，可以对比传感器采集到的环境光照强度，若其小于设定值，可以增加亮度，反之则调低亮度，可以在EEPROM中存储当前台灯光照强度，存储数据随光照强度变化随时更新，确保在下次台灯开启时，能够通过数据读取，恢复上次关闭时台灯的亮度。

2.3 时钟程序设计

初始化DS1302模块，进行日历和时钟设置，确保控制命令为WP=0，做好写操作，写入秒后，令WP=1，写保护，依照这样的流程，对分、时以及年月日进行依次设置。从单片机读取当前信息，传输到DS1302中，关闭台灯再打开，存储在模块中的信息会被单片机读取，保证时间准确，不会因为台灯关闭而导致时钟停止。

2.4 开关程序设计

对触摸开关进行相应的寄存器定义，之后全面扫描。触摸Key1开关，可以打开或者关闭台灯，每一次关闭再开启，台灯的色温都会在三种色温之间循环。触摸Key2和Key3开关，可以对台灯的亮度进行调节（Key2增强，Key3减弱）；触摸开关Key4-Key7可以对日历和时钟进行调节：Key4开关可以选择需要调节的内容，通过触摸的方式，光标可以依次在年、月、日、时、分、秒依次循环；Key5开关可以退出调节模式；Key6和Key7开关可以对光标所在位置的数字进行增加或者减少，单次触摸调节的量为1。Key8开关可以对智能台灯的自适应功能进行调节，触摸一下启动自适应功能，再次触摸会关系自适应功能。

3 结语

总而言之，本文基于STC89C52单片机，对智能台灯系统进行了设计，通过相应的软件程序，实现了硬件模块的有机联系，可以在LCD屏幕上对台灯亮度信息以及日期、时间信息进行显示，通过触摸开关，可以实现台灯开闭以及自适应功能开闭，也可以对色温、光照强度、时间等进行调整。经试用和问卷调查，台灯的智能性、舒适性和便利性得到了充分肯定，用户也提出了一些富有建设性的意见，如增加闹钟功能、温度显示功能等，可以更进一步的提升台灯的智能化程度。

参考文献

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[3]阮文韬，张志，任晓娜.基于STC89C52的智能家居系统设计[J].信息系统工程，2016（02）：129-130.

作者单位

南京市第二十九中学 江苏省南京市 210024