一种教室智能照明控制系统的设计.docx

摘  要：随着我国素质教育的不断普及，教育体系及相应的配套设施的逐渐完善，教室对于照明的需求量呈现逐年增长的趋势。而学校的传统照明管理方式局限于人为手动控制，不能及时地对教室照明进行管控，导致教室电能浪费现象严重。因此，需要设计一种智能照明控制系统来对教室的照明情况进行有效的管理。

本文设计了一种能够有效管理教室照明的智能照明控制系统。系统主要由单片机模块、光线检测模块、红外检测模块、按键模块、时钟模块、显示模块以及照明模块组成。系统以STC89C52单片机作为核心部件，利用光敏电阻检测教室光线的强弱，使用两个红外发射-接收管来对人体进行检测同时进行人数统计，并将环境光、人数作为单片机的输入信号，共同为单片机提供是否亮灯的信号。系统设置按键模块目的是为了能够实现对系统时间的设置、手动与自动模式间的切换以及手动控制照明灯的亮灭的功能，使得教室对于灯光的控制更加人性化，同时也能满足学校的日常照明需求。时钟芯片DS1302为系统提供实时时间数据，并且通过LCD1602显示模块实时显示教室内的人数以及当前的日期、时间、星期。照明模块的作用是当符合开启条件时，根据教室内的人数相应的点亮照明灯。

系统经过相关测试后，实现了教室照明控制系统智能化管理的目标。在设定的定时时间段内，当系统检测到教室内有人的情况下，如果此时室内光线暗弱，则自动打开照明灯，照明灯点亮的个数根据统计到的人数而定；不在定时时间段内或者教室内没有人的情况下，则关闭所有照明灯。本系统性价比高，可靠性强，能够满足教室对于照明系统的智能化需求，同时在很大程度上能够实现节约能源的目的。

关键词：照明；自动控制；单片机；光线检测；红外检测

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 课题研究的背景和意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.3 课题任务-2

2 系统分析与总体方案设计-3

2.1 系统整体设计-3

2.2 总体方案论证-3

2.2.1 单片机模块设计方案-3

2.2.2 光线检测模块设计方案-4

2.2.3 红外检测模块设计方案-4

2.2.4 按键模块设计方案-4

2.2.5 时钟模块设计方案-5

2.2.6 显示模块设计方案-5

2.2.7 照明模块设计方案-5

3 系统硬件电路设计-6

3.1 单片机最小系统模块-6

3.1.1 STC89C52单片机-6

3.1.2 晶振电路-7

3.1.3 复位电路-8

3.1.4 电源电路-9

3.1.5 下载电路-9

3.2 光线检测模块-9

3.3 红外检测模块-11

3.4 按键模块-12

3.5 时钟模块-13

3.6 显示模块-13

3.7 照明模块-14

4 软件设计-16

4.1 软件总体设计-16

4.2 系统初始化程序设计-16

4.3 按键模块程序设计-17

4.3.1 按键去抖动-17

4.3.2 按键次数统计-17

4.4 人数与光线检测程序设计-18

4.4.1 人数检测-18

4.4.2 定时器初始化-19

4.4.3 中断函数-20

4.5 时间调整程序设计-20

4.5.1 DS1302读/写操作-20

4.5.2 设置DS1302当前时间-21

4.5.3 读取DS1302当前时间-21

4.6 灯光控制程序设计-21

4.6.1 自动控制程序设计-22

4.6.2 手动控制程序设计-22

4.7 LCD显示程序设计-23

4.7.1 LCD初始化-23

4.7.2 LCD写控制字/数据-23

4.7.3 LCD显示-23

5 系统调试-25

5.1 系统调试概述-25

5.2 人数统计及光线检测调试-25

5.3 设置时间调试-26

5.3.1 实时时间调试-27

5.3.2 开启时间调试-27

5.4 照明灯光控制调试-28

5.4.1 自动控制调试-28

5.4.2 手动控制调试-29

6 展望-30

7 结束语-31

参 考 文 献-32

致 谢-33

附 录 A 电路原理图-34