基于单片机的能灯光设计毕业论文.doc

第一章 前言 2 1.1 本课题的研究背景和意义 2 1.2 本课题研究的主要内容 2 1.3 本论文的主要内容及结构安排 2 第二章 系统设计 3 系统总体设计方案 3 2.1 系统硬件设计 3 2.2.1 主控板电路设计 4 2.2.2 STC89C52简介 4 2.2.3 检测模块的设计与选用 4 2.2.4继电器输出模块 5 2.2.5 nRF2401A无线射频模块 6 2.2.6 基于MAX232与PC通讯 8 2.3.1 遥控器的设计 9 2.3.2 显示屏LCD1602 9 2.3.3 时钟芯片DS1302 10 2.3.4 LM7805与AMS1084 11 2.3.5 按键指示电路及实现 12 2.4 硬件设计开发 13 2.4.1 开发环境protel99SE 13 2.4.2 电路板的制作 14 第三章 程序的设计实现 15 3.1 系统整体程序框架 15 3.2.1 主控板程序设计 16 3.2.2 灯光延时等待的设计与思考 17 3.3.1 遥控器程序设计 19 3.3.2 NRF2401A无线射频通讯的程序设计 19 3.3.2 LCD1602显示模块的程序设计 23 3.3.3 DS1302时钟芯片的设计 26 3.4软件设计开发 28 3.4.1 软件开发环境KeiluVision4简介 28 3.4.2 KEIL的使用 28 3.4.3单片机程序的烧写 29 第四章 调试结果 30 结束语 31 1 绪论 1.1 本课题的研究背景和意义 随着科技的发展，和人们的生活水平不断提高，居住环境的改善备受关注，于是家居智能化的快速兴起，满足人们对舒适，安全，便捷以及节能环保的时尚生活的追求。现阶段人类社会的进步越来越依赖于对能源的开发与利用，然而人们对能源无尽的需求量和有限的能源数量形成了不可抗拒的矛盾,能源匮乏不仅是我国所面临的危机，更是世界所面临的严峻考验。而中国是一个人口大国，家庭是其中最基本的一个组成单元，家庭照明占我国电能消耗的一大部分。管理好家庭灯光照明系统，不仅能减少电能的巨大浪费，优化我们的生活方式和居住环境，还能为我们提供优质、舒适、安全的生活空间。 灯光的智能化是智能家居的重要组成部分，本文介绍了一种基于单片机和无线射频技术的的智能灯光控制系统 1.2 本课题研究的主要内容 本设计所制作的智能灯光主要用来控制照明灯，通过检测室内有无人员和室内光线的强弱来控制照明灯的开启和关闭，以达到根据不同的环境，人们的不同需要实现室内不同位置的照明需求，并且可以通过遥控对室内的灯光进行控制，实现自动/手动切换，更加人性化的设计，让该系统有了更高的实用价值。 该设计主要由主控板和遥控器组成，其中：主控板包括单片机控制模块、检测输入模块、射频通讯模块、PC上位机监控模块、驱动电路模块、继电器输出模块。遥控器包括单片机控制模块、无线射频模块、键盘模块、显示器模块。通过测试，系统稳定，能够根据外界环境的变化自动进行开关的控制。由于单片机的I/O口资源丰富，可将后级扩展成多路自动开关，同时控制多路照明灯，使其应用于宾馆、学校、家庭等环境。所以该设计具有较广泛的应用前景。 1.3 论文的主要内容及结构安排 鉴于无线通讯与灯光智能系统的重要意义及单片机在该系统中的独特优势，本论文选择以单片机为核心，以红外感应与光强感应为被测量，开关按钮可切换状态，设计了智能灯光系统。不但实现了下位机对灯光的自动控制、实时监测与遥控器的通讯，还在此基础上实现了对时间的显示，操作系统的简便化，让系统更容易被用户使用。 论文结构安排如下： 第一章：智能灯光系统的普遍性性与研究现状，以及论文的主要内容与结构。 第二章：总体设计方案与硬件设计，其中包括主控板和遥控器的设计。 第三章：主控板和遥控器的程序设计。 第四章：调试结果。 2 方案设计 图2-1 系统总体设计方案 系统总体设计方案 如图2-1所示，单片机选用STC89C52，通过光强检测模块检测出外界光强，是否合适开灯，由红外检测模块检测是否有人进入房间，通过主控板的单片机进行控制。在主控板上有状态转换按键，通过按键控制各个房间的状态，是强制开/强制关/自动状态。主控板通过无线射频模块与遥控器通讯，给遥控器传送各个房间的状态信息，并且接收遥控器发来的控制信号。在遥控器上，把接收来的状态信号，将其通过LCD1602显示屏显示出来。用户在不去该房间的情况下监控房间灯光的状态，并且通过遥控器上的键盘进行控制。时钟模块将当前时间发送给单片机，单片机再通过程序控制，将时间显示在显示屏上。 2.1 系统硬件设计 单片机选用的是STC89C52，光强检测模块采用光敏电阻实现，红外检测模块采用HC-SR501 人体红外感应模块 图2-2 主控板总原理图 2.2.2 STC89C52简介 S