基于51单片机的智能照明控制系统

发布时间：2024-12-13 05:50

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前言

博主介绍：✌全网粉丝10W+,CSDN特邀作者、博客专家、CSDN新星计划导师，一名热衷于单片机技术探索与分享的博主、专注于精通51/STM32/MSP430/AVR等单片机设计主要对象是咱们电子相关专业的大学生，希望您们都共创辉煌！✌
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概要

基于51单片机的智能照明控制系统概要如下：

一、引言

基于51单片机的智能照明控制系统是一种高效、节能的智能化解决方案，它利用51单片机作为控制核心，结合传感器技术、通信技术等，实现对室内照明的智能化控制，以满足不同场景下的照明需求。

二、系统组成

控制核心：采用51单片机（如STC89C52）作为控制核心，负责接收传感器数据、执行控制算法，并通过驱动电路控制照明设备的开关和亮度。
传感器模块：包括光敏传感器和人体红外传感器。光敏传感器用于检测环境光线的强弱，人体红外传感器则用于检测室内是否有人员活动。
驱动电路：用于驱动照明设备（如LED灯）的开关和亮度调节。驱动电路接收来自51单片机的控制信号，并据此调整照明设备的状态。
显示模块（可选）：可以采用LCD显示屏或其他显示设备，用于显示当前室内光线强度、照明设备状态等信息。
通信模块（可选）：支持蓝牙、Wi-Fi等无线通信方式，使得系统可以与其他智能家居设备或手机APP进行联动和控制。
三、系统功能

智能化控制：系统能够根据环境光线强弱和人员活动情况自动调节照明设备的亮度和开关状态，实现智能化照明控制。
节能环保：通过智能化控制，系统能够在保证照明需求的同时，有效降低能耗，实现节能环保。
舒适便捷：系统提供多种工作模式（如自动模式、手动模式等），以满足不同场景下的照明需求，为用户带来更加舒适、便捷的照明体验。
易于扩展：系统采用模块化设计，易于扩展和升级。用户可以根据需要添加更多的传感器和照明设备，实现更加复杂的功能。
四、技术特点

高性能：采用低功耗、高性能的51单片机作为控制核心，保证了系统的稳定性和可靠性。
高精度：光敏传感器和人体红外传感器具有高灵敏度和精度，能够准确检测环境光线和人员活动情况。
易于操作：系统提供简洁明了的操作界面和友好的人机交互方式，使得用户可以轻松上手和操作。
可扩展性强：系统支持多种通信方式和扩展接口，可以与其他智能家居设备或手机APP进行联动和控制，实现更加智能化的家居生活。
五、应用前景

基于51单片机的智能照明控制系统具有广泛的应用前景。随着物联网技术的不断发展和智能家居市场的不断扩大，该系统将在家庭、办公室、商场等室内场所的照明控制中发挥重要作用。同时，该系统还可以与其他智能家居设备进行联动，实现更加智能化的室内环境控制，为人们带来更加舒适、便捷的生活体验。

功能设计
1、使用两个红外对管来检测是否有人进入办公室并进行人数统计，人数最多统计到二位数99人，并实时将人数显示到液晶屏LCD上，液晶屏同时显示实时日期/时间/星期；

2、使用4个LED灯模拟办公室的照明灯，在符合条件开启时，人数为0时灯不亮，人数小于10人亮一个灯，10-20人亮二个灯，20-30人亮三个灯，大于30人则全亮四个灯；

3、系统分自动/手动模式，可以通过按键切换模式，并有LED指示当前所在模式；

4、在自动模式下，可以设定定时时间段，在定时时间段内，当办公室有人（人数大于0）的情况下，如果光线暗弱则自动打开照明灯，照明灯点亮个数根据人数而定，不在定时时间段或者办公室无人的情况下，关闭所有照明灯；

5、另外在手动模式下，可以通过手动开关控制照明灯的亮灭，人数统计部分仍然生效；

6、利用光敏电阻检测办公室的光线强弱；

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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效果图

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程序

#include <reg52.h> //调用单片机头文件 #define uchar unsigned char //无符号字符型宏定义变量范围0~255 #define uint unsigned int //无符号整型宏定义变量范围0~65535 #include <intrins.h> sbit K1=P1^0; sbit K2=P1^1; sbit K3=P1^2; sbit K4=P1^3; sbit beep = P1^7; sbit SH = P3^5; sbit ST = P3^6; sbit DS = P3^7; uchar num_jin; uchar num_chu; uchar num_car; #include "lcd1602.h" /***********************1ms延时函数*****************************/ void delay_1ms(uint q) {uint i,j;for(i=0;i<q;i++)for(j=0;j<120;j++); } void write_74hc595(unsigned int num) {int i;ST = 0;for(i=0; i<16; i++){SH = 0;if (num & 0x0001){DS = 1;}else{DS = 0;}SH = 1;num >>= 1;}ST = 1; } unsigned int num_2_led(unsigned int num) {int i;unsigned int ret=0;if (num > 16) return 0xFFFF;for(i=0;i<num;i++){ret |= 1<<i;}return ret; } /***************主函数*****************/ void main() { init_1602(); write_string(1,0,"Jin: Chu:"); write_string(2,0,"Car: P:");write_sfm2(1,4,num_jin);write_sfm2(1,12,num_chu);write_sfm2(2,4,num_car);write_sfm2(2,12,16-num_car);write_74hc595(0);while(1){key();} }

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384

文章目录

摘要 I
Abstract II
引言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致谢 25