单片机下智能台灯设计分析

张子游 应昕源 王璞东

摘 要：由于经济的不断快速发展，使得电子产品的种类不断增多，且更加的智能化，为了对电子产品进行更好的使用，需要对其进行不断深入的研究。本文以智能台灯为例，对单片机下智能台灯设计进行全面的研究。此次研究从系统原理设计入手，对系统组成和设计进行详细的研究。

关键词：单片机;智能台灯;设计分析

1 系统原理的设计

1.1设计思想

对智能台灯进行有效的控制，需要使用到的核心原件为AT89C51单片机，同时，需要与其他元器件来结合使用，如光敏电阻信号处理电路、灯光控制电路、热释电红外传感器等，汇编语言主要用于控制系统之中。AT89C51单片机能够对热释电红外传感器信号进行有效的检测，并且使信号模拟量能够有效的向数字量进行转变。该系统具有特殊的属性，使其操作简易性、可靠性、环保性都非常高。

1.2研究方向及主要内容

此次的研究方向主要为：AT89C51单片机对智能台灯的有效控制。主要从以下方面进行研究：台灯所处环境的光亮强度、节约电能、人的坐姿形式等。

此次研究的主要内容包括：第一，在单片机控制电路的基础上，对智能台灯系统的有效控制进行研究和设计;第二，对传感器感应信号进行有效监测和判断，来识别和判断智能台灯周边环境的光亮程度;第三，在感应信号的基础上，使自动调节得以实现，进而使智能台灯的亮度能够自动调节;第四，在人体位置的基础上，对人体坐姿进行有效的调节，从而对其坐姿进行有效的调节。

2 系统的组成与电路的设计

2.1系统组成

该系统主要由以下部分组成：第一，传感器和信号处理部分，利用传感器对附近人员以及环境中的光亮进行检测，并且完成光电信号的转变;第二，AT89C51单片机是重要的核心原件，其对信号进行有效的利用，从而使整个电路能够得到有效控制;第三，提醒电路，利用感应信号来反馈出提醒信号;第四，灯光控制电路，对单片机发出的命令进行有效的应用，从而使灯光得到有效控制;第五，蜂鸣器报警部分，当达到设定时间时，其能够有效的发出提示，另外，当坐姿得到有效矫正时，其同样能够发出提示。

2.2电路的设计

2.2.1 传感器

在此次的设计中，控制电路主要以AT89C51单片机为主，传感器在此次设计中的作用十分重要，在此次设计中，对信号进行有效感应主要通过热释电红外传感器来实现，由于其具有特殊性，所以只能对10um的波长进行感应，因此，只能够对人体进行有效的感应，当传感器的感应范围之内出现人体时，能够使镜面聚焦现象产生，与此同时，能够被热释电元有效接收，并同时发出检测信号。具体如图1所示。

2.2.2 光敏电阻

与其他电阻相比，光敏电阻具有明显的特殊属性，即光线越暗，其电阻值越高。当其被太阳光照射后，其能够对能量进行有效的吸收，进而发生跨级跃迁现象。当该现象发生的过程中，会伴随空穴的出现，从而导致光敏电阻值降低，以此来达到对智能台灯亮度进行调节的作用。

2.2.3 LED 模块

就灯光控制电路而言，光源主要选用白光LED，使用数量为12个，将其以3×4的结构形态进行排列，LED主要以并联的形式为主，具体为：负极与大地进行连接，正极与三极管中的Q8集电极进行连接，当输出信号为高电平时，出现Q7被导通，Q8的基极降低的现象。与此同时，当Q8支路被导通时，LED灯的正极能够和电源进行有效的连接，此时能够使回路保持接通的状态，从而使LED灯能够被电亮。当输出信号为低电平时，出现Q7无法接通的现象，并且由于电阻R12的存在，使得Q8的基极出现明显的升高现象，从而导致Q8无法有效的被接通，进而导致LED灯整个回路无法有效接通，以此使得LED无法发亮。当单片机的IO口存在一定的变化时，利用PWM的占空比能够对台灯的光亮强度进行有效的控制。控制电路如图2所示。

2.2.4 蜂鸣器

蜂鸣器的作用主要为在发出命令的基础上，出现一定的提示信号，传感器能够对人体与传感器之间进行有效的检测，当两者之间的距离比提示距离小时，蜂鸣器能够做出有效的提示。另外，当计时器达到设定的时间之后，蜂鸣器也能够发出有效的提示。

结语

通过本文的论述可知，此次研究利用传感器对人体和传感器之间的距离进行有效的测量，从而来对智能台灯的亮度进行有效的调节。利用单片机来对智能台灯进行控制，不仅设计相对简单，而且能够对资源进行有效的节约，从而使人们生活更加的美好。由于科技在不断的发展和创新，因此，需要对其进行不断深入的研究，从而使其作用能够得到最大化的体现。

参考文献

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[2]赵福明，王玉萧，高飞，薛深，王楷竣，钟艳.基于单片机的智能台灯设计[J].价值工程，2020，39（04）：223-224.

[3]苗紫民，程泽华，苏彦兵，周慧.基于单片机的智能台灯设计[J].软件，2019，40（11）：75-78.

作者简介：

张子游（2000-）男，民族：汉，籍贯：江苏，学历：本科 单位：浙江工业大学，研究方向：通信工程