基于51单片机的智能报警灯设计与制作.pdf

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析1

2设计方案遴选1

2.1单片机的选择1

2.2系统框图设计2

3产品硬件设计3

3.1系统主控电路设计3

3.2单片机最小系统设计4

3.3LED提示电路5

3.4光敏模块电路6

3.5人体感应模块7

3.6继电器驱动模块8

4系统软件的设计9

4.1系统总体流程图9

4.2系统程序清单10

5产品使用说明、11

5.1产品装配图11

5.2产品组装与调试12

5.3产品使用说明13

6产品设计技术标准13

7参考资料14

附录1元器件清单15

附录2电路原理图16

附录3PCB设计图17

附录4产品实物图17

附录5主程序代码18

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基于51单片机的智能报警灯设计与制

1产品功能分析

智能感应报警灯可以有效实现对灯光的控制。最重要的输入数据是人体的

发射信号等外部因素发出的环境光变化信号，当智能感应报警灯不开灯时，代

表环境光的变化达到一定强度或没人经过，当智能感应报警灯开灯时，需满足

两个条件，环境光的变化低于一定强度并有人经过。理论数据和实验数据充分

证明，这可以实现上述目标，对教室照明实现智能控制。

智能感应报警灯通常安装在室内，以避免来自电灯和外部光源的阳光直

射，使传感器在接收信号时更加敏感和可靠。

2设计方案遴选

开发的控制模块使用不同强度的环境光和在人体存在的情况下发出的信号

作为主要输入数据。控制模块可以实现控制灯光开关，无论是否有人经过。如

果环境光强度没有达到一定强度，并且有人体经过一定时间，控制模块会自动

打开教室照明，直到人体离开，并在一定时间后关闭。

本说明书所研究的智能感应报警灯主要是由两个模块组成，分别是硬件和

软件。硬件主要功能是为软件模块提供运行的平台，硬件是整个系统运行的底

座。而软件模块是对硬件模块的端口发出的信号，进行汇总、分析和处理，最

终实现智能感应报警灯的各种控制功能。

2.1单片机的选择

从容易学习掌握的角度出发，要求所选单片机支持简单易学的编程语言，

并且拥有软件支持的良好编程环境。同时还应当有丰富的资料支持，包括详尽

的芯片说明书，应用指南，设计方案，范例程序等。

从工作可靠性的角度出发，要求所选芯片有较宽工作温度范围，较低的功

耗和一定的抗干扰能力。按适用的工作温度分，常用单片机芯片可分为商用级、

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工业级、军品级，这里选择一般的商用级即可。在功耗和抗干扰方面，本产品

对控制系统的要求不高，商用级的单片机芯片就可以满足要求。

综上所述，本产品选用STC89C51作为主控芯片。足够本设计运行，且价格

便宜，下载程序方便。

2.2LED灯的选择设计

近年来，随着LED制造技术的进步和新材料的开发，其颜色已达到可见波

段的所有颜色，其LED的发光效率提高了近1000倍。LED提供比其他模块更

方便、更快的响应检测。

2.3光敏电路的选择

光敏电阻器对光的敏感性类似于人眼对环境光的反应，人眼可以感受到的

光，都会引起光敏电阻器阻值的变化。由于光敏电路对光的反应比其他反应电

路快，所以整个电路能够更快地接收信号并对所需的变化作出反应。

2.4系统框图设计

系统控制单元以微控制器主控模块为中心，其外围电路主要有：系统电源

模块、人体传感器模块、看门狗模块、定时报警模块、硬件时钟模块、遥控模

块、环境光学模块和遥控模块。设计的系统总框图如下