1、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué)院上海電機(jī)學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動化學(xué)生姓名聶鵬學(xué)號101001010224指導(dǎo)教師龔建芳論文題目智能臺燈控制器一、選題背景和意義臺燈是裝飾性燈具，種類繁多，造型各異，配用的光源也比較多，有普通白熾燈、U形或螺旋形一體化節(jié)能燈、PL燈管、FML丁管、LED燈管等等。目前，對臺燈的基本要求是：安全、壽命長、健康照明、無輻射危害。臺燈比較顯著的特點是：適宜室內(nèi)使用、操作使用方便。臺燈的使用對象多是學(xué)生及辦公室工作者，所以自動感應(yīng)開關(guān)及預(yù)防近視就顯得尤其重要。當(dāng)夜晚來臨時，人們摸黑去開燈，非常不方便。在這里設(shè)計了以人體紅外輻射（波長為9.5um）傳感控制電路。當(dāng)人體在臺燈的

2、范圍內(nèi)且環(huán)境光強(qiáng)較弱時，自動感應(yīng)開燈；當(dāng)人體太靠近桌面時，臺燈自動感應(yīng)，警告糾正坐姿，若在一定時間內(nèi)未離開桌面則自動熄滅。當(dāng)人離開時則自動關(guān)燈，達(dá)到節(jié)約能源的目的。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動態(tài)目前，在國內(nèi)市場上MCS-51系列占據(jù)著主流地位，與其兼容的產(chǎn)品應(yīng)用最廣，應(yīng)用開發(fā)的公司也最多，其中之一就是Atmel生產(chǎn)的AT89系列單片機(jī)。結(jié)合作息時間控制系統(tǒng)的要求、成本的因素以及單片機(jī)性能，本次設(shè)計選用ATME公司的AT89C5俾片機(jī)。目前，我國很多的技術(shù)工程人員根據(jù)自己的工作需要開發(fā)出許多擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品，推動了我國生產(chǎn)力的發(fā)展。AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS前單片機(jī)

3、，片內(nèi)含4kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和128bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM,器彳采用ATME公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的AT89C511s供了高性價比的解決方案。AT89C51是一個低功耗高性能單片機(jī)，40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工用行通信口，AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash

4、存儲器可有效地降低開發(fā)成本。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制。采用AT89C51單片機(jī)來對作息時間進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高作息時間的精確度，從而能夠大大提高教學(xué)的質(zhì)量。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件，在工業(yè)生產(chǎn)中稱為必不可少的器件，尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。三、研

5、究的內(nèi)容及可行性分析1 .研究內(nèi)容1）、當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時，不開燈。2）、當(dāng)環(huán)境光比較弱時且有人時，啟動燈光控制電路，使燈變亮。3）、當(dāng)環(huán)境光比校弱時，且人體過于靠近桌面，臺燈自動感應(yīng)，警告糾正坐姿，若在一定時間內(nèi)未離開桌面則自動熄滅。4）、當(dāng)人離開時則自動關(guān)燈，達(dá)到節(jié)約能源的目的。2 .可行性分析1）、當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時，光敏電阻阻值比較小，信號處理電路檢測到低電平信號，禁止熱釋電紅外傳感器工作，省去了89C51處理過程。2）、當(dāng)環(huán)境光比較弱時，光敏電阻阻值變大，信號處理電路接收到高電平，從而啟動熱釋電紅外傳感器工作。3）、熱釋電紅外傳感器1探測比較遠(yuǎn)的距離，當(dāng)人體進(jìn)入到傳感器1的控測范圍內(nèi)且光

6、強(qiáng)較弱時，信號檢測電路處理信號，并向單片機(jī)發(fā)送一個中斷，89C51啟動燈光控制電路，使燈慢慢變亮，并同時屏蔽掉熱釋電傳感器1。4）、當(dāng)環(huán)境光比校弱時，且人體過于靠近桌面，熱釋電紅外傳感器2檢測到信號，信號處理電路同時向89C51發(fā)送信號，啟動延時電路，發(fā)出警報使人離開，若在設(shè)定的時間內(nèi)未離開桌面，則啟動燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。當(dāng)人體離開熱釋電紅外傳感器2的控測范圍內(nèi)且在熱釋電紅外傳感器1的控測范圍內(nèi)時，燈光又慢慢變亮。四、論文擬解決的關(guān)鍵問題及難點智能臺燈控制器設(shè)計的關(guān)鍵在于根據(jù)整個程序的特點確定主程序子程序，然后設(shè)計原理圖，原理圖要畫正確，前提是熟練掌握單片機(jī)方面的知識，并且能夠靈活運用

7、。智能臺燈控制器的難點：將所用到的元件按照模塊化的分布放到圖紙上，然后正確連線，同時保持美觀。接著就是電路連接，制作好了PCB然后就是軟件調(diào)試，如果有地方連接錯誤的話，則調(diào)試不成功。綜上所述，整個設(shè)計的關(guān)鍵是要畫出正確的程序原理圖且準(zhǔn)確的完成部分的制作，難點在于軟硬件設(shè)計和調(diào)試。五、研究方法與技術(shù)路線本設(shè)計主要分為硬件和軟件兩個部分。1 .硬件框圖如圖(1)所示，主要有三個部分組成。(1)傳感器及信號處理部分：檢測人體輻射紅外信號及光強(qiáng)信號經(jīng)過處理后變成可處理的數(shù)字信號。(2)以89C51組成的中央處理單元：處理信號并發(fā)出控制命令。(3)提醒電路及燈光控制電路：給出提醒信號并根據(jù)80C51給出

8、的命令控制硬件框圖(1)2 .主程序設(shè)計主程序首先對單片機(jī)進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入掃描程序，P2.0為低電平時，屏蔽紅外傳感器。當(dāng)檢測到P2.0腳有高電平信號時，啟動紅外傳感器1進(jìn)入工作狀態(tài)并屏蔽掉光敏元件的工作狀態(tài)。當(dāng)紅外傳感器1信號時，LED燈開始由暗變亮并啟動紅外傳感器進(jìn)入工作狀態(tài)。此時進(jìn)入傳感器2的工作狀態(tài)，當(dāng)傳感器2檢測有信號時，進(jìn)入延時程序并蜂鳴器提示，當(dāng)再次檢測還有信號，燈滅掉，直至傳感器未檢測到信號，LED丁恢復(fù)到原來的亮度。主程序流程圖如圖(2)所示退出六、論文的進(jìn)度安排2012.7.22012.72012.82012.92012.11月中下旬2012.102012.122013

9、.122013.22013.32013.4七、主要參考文獻(xiàn)下達(dá)任務(wù)書；查閱相關(guān)文獻(xiàn)，搜集并整理資料；開題報告的撰寫，準(zhǔn)備答辯；開題報告答辯；設(shè)計各個模塊，模擬仿真軟件的功能，制作硬件電路;完成軟件編程并進(jìn)行調(diào)試；撰寫論文準(zhǔn)備答辯；1吳英才，林華濤.熱釋電紅外傳感器在防盜系統(tǒng)中的應(yīng)用.傳感器技術(shù),20022馬忠梅.單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計(第3版)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20033張洪潤，張亞凡.傳感器技術(shù)與應(yīng)用教程M.北京：清華大學(xué)出版社，20054李全利，仲偉峰，徐軍.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，20065謝自美.電子線路設(shè)計、實驗、測試M.北京：華中科技大學(xué)出版社

10、，20066余小平，奚大順.電子系統(tǒng)設(shè)計M.北京：航空航天大學(xué)出版社，20077來清民.傳感器與單片機(jī)接口及實例M.北京：航空航天大學(xué)出版社，20088劉健，徐煒，伊均萍，劉良成.電路分析M.北京：電子工業(yè)出版社，20059李全利，單片機(jī)原理及應(yīng)用，北京，清華大學(xué)出版社，2006.210位永輝；楊威，基于BISS0001的智能臺燈設(shè)計，電子元器件應(yīng)用，2010,第7期11 AT89C51DATASHEEPPhilipsSemiconductors1999.dec12 Yang.Y.,Yi.J.,Woo,Y.Y.,andKim.B.:"Optimumdesignforlinearity