智能台灯的系统设计-设计说明书
电子校园网 编号：
CJ-51-2021-025-LW
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的智能台灯照明系统，旨在提供多功能、灵活控制和良好用户体验。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责处理输入数据并控制输出模块。输入部分包括光敏电阻与ADC0832芯片、蓝牙模块、独立按键、供电电路、超声波距离检测模块以及语音收录模块。输出部分包括LCD1602显示模块、语音播报模块和LED灯。系统功能涵盖光照强度感知、LED灯控制和语音播放等。光敏电阻与ADC0832芯片用于检测环境光照强度，并将其转换为数字信号。蓝牙模块通过手机连接，使用户能够远程控制LED灯和切换自动模式。独立按键提供手动切换模式和灯的控制。超声波距离检测模块在自动模式下检测人体距离，触发语音播放。语音收录模块使用ISD1820芯片进行声音收录。LCD1602显示模块展示光照强度和LED灯状态。语音播报模块将收录的语音在特定情况下播放。LED灯在不同模式下具有不同行为，根据光照强度调整亮度，实现自动调光。该系统整合了多种输入和输出模块，通过STC89C52单片机实现智能控制，用户可以选择手动、自动和蓝牙控制方式。设计的灵活性和用户友好性使得该智能台灯系统在不同环境和使用场景下具有实际应用价值。
关键词：单片机；蓝牙模块；语音播报；光敏电阻
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5光照检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 JDY-31蓝牙模块
3.5 超声波测距模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 坐姿检测实物测试
5.3 蓝牙控制灯实物测试
5.4 光明电阻控制灯实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着科技高速发展，各种和各样的科技产品、家用电器走入人们的生活，这一切都大大提高了人们的工作效率、改善了人们的生活，现在电器的发展趋势是智能化，这样会使人们使用起来更方便。智能化产品在各领域都有出色的应用，所以我们打算研究的是智能化台灯。虽然按键式的台灯还是市场的主题。但是，现代电子技术的发展和人们的需求变化，已使传统的台灯感受到产品跟新换代的威胁。智能型的电器产品渐渐进入人们的生活中。
光在生活中随处可见，之前人们照明采用手动控制的白炽灯、日光灯等，这样大大提升了人力与资源成本，而且设备维护较困难，极其的不方便[1]，因此出现了智能照明控制设别。自从智能的照明控制设备诞生以来，使用量逐年增加，而且，随着社会的发展，人们对智能智能照明设备的要求越来越高。主要表现在自动控制、人体感应、自动开关等等。
相较传统的照明控制设备，现在的智能照明控制设备最大的突破在于使用了智能控制器。智能控制 器在智能的照明控制设备中是不可替代的，同时，在前端检测中它也是不可或缺的部分。因此，在现有的智能的照明控制设备市场中，单片机控制式的系统独占鳌头，而且在未来很长一段时间内，都很难被替代[2]。台灯又是千家万户的必须生活用品，这里设计了以超声波测距控制电路，当人体太靠近桌面时，台灯自动感应，警告纠正坐姿，通过当前的光照强度自动调整当前的灯光强度也可通过蓝牙远程控制的智能台灯。
1.2 国内外研究现状
目前国内市场上的台灯种类样式繁多，可是目前市面上的很多LED照明产品由于受到使用的材料、制造工业及成本等因素的制约，并没有很好的展现它的优点。现今，市场对于台灯的要求主要体现在：追求个性化、功能的多样性以及环保性。
欧洲各国的灯具设计一直引领世界潮流，如意大利的台灯设计除着重体现产品的内在品质外，还注重人和产品之产生情感上的共鸣。荷兰的飞利浦很早就重视“以人为本”的原则。亚洲的松下和东芝等企业在照明产品的研发也都位居世界前列[3]。
针对人们对高质量生活的诉求以及现有台灯无法满足智能家居的应用需求，宋斌，袁庆庆，杨娜设计并制作了一种基于STM32实时操作系统的多功能智能台灯。本设计以意法半导体公司的Cotex-M3内核微控制器STM32为主控制器，通过搭建硬件电路以及编写相应软件程序，实现智能台灯的灯光调节，蓝牙短距离通信，人机互动，电机实时控制，传感器测室温和显示等功能，使得台灯控制方式更加方便，更加智能化。实验表明，所设计的智能台灯采用STM32对台灯系统进行多任务管理，增强了系统的稳定性，提高了系统的实时性[4]。
唐智川，李光耀，刘明，赵静雯，于海洋，王才芳发明公开了一种台灯设计系统，包括包括吸附装置，旋转台，调节模块，灯座，设于灯座内的第一滑槽和第二滑槽，设于第一滑槽和第二滑槽内的可拆卸组件，台灯外罩；电动件，扇叶，多个斜孔；所述台灯外罩的外侧设有推块，齿条，连接组件，夹紧组件；通过设置了吸附组件使台灯更好的固定在桌面上，不会发生侧翻[5]，提供了使用的稳定性和安全性；设置了可拆卸组件，台灯外罩可以拆卸进行更换，可以在损坏之后便于更换，节约成本，看v色环保；设置了夹紧组件，可以将手机等学习用品夹持住，通过533对其进行散热,增加了台灯的实用性。
徐全林提出了一种基于蓝牙控制技术的台灯系统设计方法，可广泛应用于智能家居领域。主要阐述了利用IARl5F2K60S2单片机和PWM技术实现对光敏传感器，超声波传感器等传感器件的控制过程和实现算法基本原理，并给出了PWM信号驱动台灯工作和手机蓝牙终端对台灯控制的原理和一般设计方法。
随着社会的不断发展，市场也在不断变化。市场上的电子产品也在不断变化，各种电子产品也随着市场的不断发展而变得智能化。赵福明， 王永霞， 高峰设计的以单片机为控制核心的智能台灯，主要采用热释电红外传感器来感知人体是否在附近。我们在学习的时候，因为身体靠近桌面，导致坐姿不正确，台灯会提醒你。这可以纠正坐姿并防止近视。当系统检测到附近无人时，系统也会自动关闭台灯，以达到省电的目的。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计旨在开发基于STC89C52单片机的智能台灯照明系统，通过集成光敏电阻、蓝牙模块、独立按键、超声波距离检测和语音收录等模块，实现光照感知、LED灯控制和语音播放等功能。系统中控部分由STC89C52单片机控制，用户可以选择手动、自动和蓝牙控制方式，满足不同需求。整合的多种输入输出模块以及灵活的控制方式使得智能台灯在不同环境和使用场景下都具有实际应用价值。
