湖南商務職業技術學院畢業設計

目錄

1產品功能分析.........................................................................................................1

2設計方案遴選.........................................................................................................1

2.1單片機的選擇..............................................................................................1

2.2系統框圖設計..............................................................................................2

3產品硬件設計.........................................................................................................3

3.1STC89C52RC單片機核心電路設計.............................................................3

3.2按鍵電路設計..............................................................................................4

4產品軟件設計.........................................................................................................4

4.1主程序流程圖..............................................................................................5

4.2產品程序清單..............................................................................................6

5產品使用說明.........................................................................................................7

5.1產品裝配圖..................................................................................................7

5.2產品調試......................................................................................................7

5.3產品使用說明..............................................................................................8

6產品設計技術標準.................................................................................................8

附錄1元器件清單..................................................................................................9

附錄2電路原理圖.................................................................................................10

附錄3PCB設計圖..................................................................................................10

附錄4產品實物圖.................................................................................................11

附錄5主程序代碼.................................................................................................12

參考資料.....................................................................................................................15

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基于51單片機智能觸摸臺燈設計與制作

1產品功能分析

這個智能臺燈的主要設計思想來源于生活。臺燈是當代家庭的生活必需品，

但由于經常忘記關燈而造成巨大的能源浪費，本文給出了一種基于單片機STC89

C51組成人體觸摸控制電路來制作一個智能臺燈的設計方法，該方法的控制可以

根據人為用手指觸摸感應來啟動關閉燈光或者長按調節亮度大小，從而使人們

使用起來比較方便，而且能起到節能的效果。

基于單片機控制的智能觸摸臺燈，當代社會在不斷進步，時代在更新，人

類對市場的需求也在轉變，在這個便利化的時代很多新興產業不斷出現，提高

了人們的生活質量，高科技產品在不斷籠現，所有的產品都在朝著利民發展。

而智能化技術在電子產品領域的越發突出，絕大部分智能家電的興起，都結合

了單片機的控制，這使得各種電器使用起來功能上更強，使用更方便，安全可

靠性也更高，最重要的是更節省電能，為我們帶來了更多便利。

2設計方案遴選

在進行電路搭建時必須選擇好合適的元件，進行電路搭建。一個完整觸摸

臺燈設計需要幾個模塊組成，需要我們根據產品類型來考慮，產品的基本形式

是由單片機模塊，觸摸模塊和LED顯示模塊組成。

2.1單片機的選擇

方案1：STM32系列單片機

STM32系列單片機的優缺點：STM32性價比高，功能強大，性能高成本低，

功耗小，缺點是STM32操作復雜，文件多且雜亂，并且我也不知道那些文件的

使用途徑，在配置上IO太多，電路也比較復雜，庫文件太多，對編程能力要求

很高，只適合項目復雜，需要實現功能強的項目。對于我來說不太適合。

方案2：51系列單片機

51單片機的優缺點：操作簡單易上手，有助于理解相關概念，它有一套完

整的按位操作系統，功能十分完備，使用起來更加順暢，對我們這種初學者非

常友好，使用極為靈活，給我們提供了極大的方便。它的缺點是它運行速度慢，

1

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保護能力差，對芯片很不友好，綜合考慮，我還是選擇51系列的單片機。

2.2系統框圖設計

系統框圖如圖2-1所示。

圖2-1系統框圖

2

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3產品硬件設計

由STC89C52RC單片機組成的此系統，觸摸模塊、LED顯示模塊、按鍵模塊、

USB接口模塊和電源組成。

主要是靠人體觸摸感應器點亮臺燈，或者長按感應器控制臺燈變亮和滅。

電路板上有三個按鍵，一個是電源開關按鍵，剩下兩個是觸摸按鍵和復位

按鍵。

打開電源按下觸摸按鍵，可以發現臺燈被點亮，長按觸摸按鍵可以明顯看

到臺燈變亮或變暗。

3.1STC89C52RC單片機核心電路設計

STC89C52RC是宏晶科技生產出的一款低功耗，高性能，超強抗干擾的單片

機，指令代碼完全兼容傳統8051單片機，雖然它引腳多，但是清晰明了且易分

辨。選擇這個單片機是覺得它操作簡單易上手，且這個單片機應用范圍廣。

STC89C52RC單片機原理圖如圖3-1所示：

圖3-1STC89C52RC單片機原理圖

3

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STC89C52RC單片機實物圖如圖3-2所示：

圖3-2STC89C52RC單片機實物圖

3.2按鍵電路設計

如圖3-2所示，這個電路只設計了一個按鍵，按下重置臺燈回到初始狀

態效果。

圖3-2按鍵電路

4產品軟件設計

此產品采用了C語言，KELL編程環境，用簡單的模塊設計組成整體程序。

4

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4.1主程序流程圖

圖4-1程序流程圖

5

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4.2產品程序清單

圖4-2程序清單

通過程序編程軟件編寫完成后，需要對編寫的程序進行測試運行，編譯通

過之后連接設備實現產品所需功能。

圖4-3程序編譯成功圖

6

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5產品使用說明

5.1產品裝配圖

圖5-1產品裝配圖

5.2產品調試

檢查器件是否齊全完整，將元器件焊至PCB板上，檢查是否有虛焊漏焊的

器件和焊點。

查看產品能否正常運行，將程序燒錄至單片機中。

燒錄成功界面如圖5-2所示。

7

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圖5.2燒錄程序圖

5.3產品使用說明

（1）接上電源，人體觸碰觸摸按鍵，點亮臺燈。

（2）點亮臺燈后長按觸摸按鍵，會發現臺燈越來越亮；再次長按觸摸按

鍵，會發現臺燈逐漸變暗。

（3）再次觸摸按鍵，關閉臺燈。

6、產品設計技術標準

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術軟件工程術語；

[5]GB/T8566-2007信息技術軟件生存周期過程標準；

[6]GB/T8567-2006計算機軟件文檔編制規范。

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附錄1元器件清單

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附錄2電路原理圖

附錄3PCB設計圖

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附錄4產品實物圖

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附錄5主程序代碼

//魯陽

//基于51單片機的智能觸摸臺燈的設計與制作

//宏定義

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

//頭函數

#include<reg52.h>

ucharscale=20;//定義占空比比例，初始是50%

uintKey_num=0;

bitbdataflag_add_dec=0;//長按時是加還是減取決于此變量

//管腳聲明

sbitLED=P2^0;//燈光控制輸出

sbitOPEN=P1^2;//觸摸輸入

/*****************延時函數：大約1ms************************/

voiddelay(uchari)

{

ucharj,k;

for(j=i;j>0;j--)

for(k=121;k>0;k--);

}

/*********定時器初始化函數**********/

voidinit()

{

TMOD=0x01;//工作方式

TH0=0xff;

TL0=0xe7;//T0賦初值25us

EA=1;//中斷總開關

ET0=1;//打開中斷允許開關

TR0=1;//打開定時器開關

}

/****************主函數**********************/

voidmain()

{

init();//調用初始化函數

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while(1)//循環

{

if(OPEN==0)//有觸摸信號

{

delay(20);//延時，去抖，除掉干擾信號

if(OPEN==0)//再次判斷有觸摸信號

{

while(!OPEN)//觸摸信號不消失就會在此循環中

{

Key_num++;//長按計時變量加

if(Key_num>=100)//檢測到是長按（如果沒加到100就退

出則執行后面的if(Key_num!=0)）

{

Key_num=0;//清零，執行長按功能

if(TR0==1)//在燈開著時才可以調節亮度

{

while(!OPEN)//觸摸信號一直在，

進入循環，進行加減亮度

{

if(flag_add_dec==0)//是加狀態

{

scale++;//燈光比例++

if(scale>=41)//達到最亮

scale=41;//保持最亮

}

else

{

scale--;//燈光比例--

if(scale<=2)//達到最暗

scale=2;//保持最暗

}

delay(30);//此延時用于調節調光

速度的

}

flag_add_dec=!flag_add_dec;//執行一次長按后，此

變量取反（1變0,0變1）

}

}

delay(2);//此延時是調節長按時間的

}

if(Key_num!=0)//如果不是長按按鍵

{

Key_num=0;//清零

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TR0=!TR0;//定時器取反，就是開關定時器，從而開

關燈