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摘 要： 在21世纪的今天，人们的生活水平不断提高的同时，科技也在不断进步，台灯也逐步走向智能化。台灯作为一个小的照明工具，不但给我们的生活提供了很大的便利，而且丰富了我们的世界。近年来，单片机作为智能台灯的重要组成部分也在不断的发展，也在不断地完善，基本实现了体积小，功耗小，实用性大的作用。所以，在生活中，单片机也成为了一种重要的特殊器件，本文主要以单片机为基础进行智能台灯的设计。然而它的功能也不断的丰富，不仅仅局限于照明，通过电路组装和程序设计，实现了台灯的自动调节发光亮度和开关的功能，不但起到节约能源的作用，而且更加方便了人们的生活。
关键词： 智能环保台灯;单片机;便利生活
【Abstract】： In the 21st century， people"s living standards continue to improve. At the same time， science and technology is also making progress， desk lamp also gradually toward intelligent. As a small lamp lighting tools， not only to our life provides a great convenience， but also eich our world. Recently， MCU as an important part of the intelligent desk lamp is also in constant development， also in constant improvement， the basic realization of the small size， small power consumption， practical role. Therefore， in life， MCU has become an important special device， this paper is based on the MCU for the design of intelligent desk lamp. However， its function is also constantly eiched not only limited to lighting， through circuit assembly and program design， to achieve the automatic adjustment of the lamp luminous brightness and switch function， not only plays a role in saving energy， but also more convenient for people"s life.
【Key words】： Intelligent and environmental protection desk lamp; Single chip microcomputer; Convenient life
0 引言
在如今這个“代码横行、电子商品泛滥”的时代里，每个人的生活都几乎与电子器件分不开。电子产品给人们带来了更方便、快捷、舒适的生活，人们的生活水平也从各方面得到了改善，所以，越来越多的人开始追随更高质量高品质的生活。随之而来的，人们正在面临这样一个严峻的问题——能源危机。能源成为社会的热点话题，如何将能源资源进
行合理化配置成为技术的关键所在[1]。为改善这个现状，我们应该从生活的每个细节方面节约能源。目前市面上的台灯多以普通白炽灯、节能灯作为光源，采用的是手动调节亮度，存在耗电量大，损害视力等问题[2]。于是，智能台灯的发展也越来越受欢迎。
1 系统主要功能及电路总体构成
1.1 系统的主要功能
随着科学技术的发展和在社会上的广泛应用，人工智能技术随之出现，并且对我国各行各业的发展产生了至关重要的影响[3]。在智能方面，本文智能台灯能够做到自动亮灭、自动调节亮度的功能。当环境光线暗到一定程度，且周围有人存在的时候，台灯便会自动亮起，并且根据环境自动调节LED管发光强度，从而保护使用者的视力。当使用者离开，或者环境光足够强的时候，台灯会自动关闭，减少电能的消耗，延长台灯的使用寿命。
根据功能需要，并且达到预期设想，我们对市场上现有的单片机、光敏电阻等一些电子元件进行筛选。通过距离检测、光线检测，选用性能好，价格便宜器件集成电路。
1.2 系统的总体构成
此台灯的硬件主要有“明星器件单片机”和低功耗、高亮度的LED灯;电路设计主要由信号处理电路、 控制电路等部分组成，每一部分互相协作，构成一个有机的整体，从而实现台灯预想结果。电路总体结构图如图1所示。
2 系统硬件设计及程序流程图
此台灯主要由目前市面上系统更灵活的STC89C52单片机、应用广泛的人体红外传感器、光敏传感器和新型照明器件LED灯等电子器件 组成。
2.1 STC89C52单片机
与其它型号的单片机对比，STC89C52单片机有很多闪光点。在速度方面上，由于STC89C52单片机是一种拥有灵活CPU的微控制器，并且，其性能也相对较好，所以此单片机运行速度较快;在内存方面，传统单片机由于资料比较少、不容易上手、占用空间比较大，所以在市面上越来越少见。人们常常利用STC89C52RC单片机内置的EEPROM存储用户编程设置，设计的一种用户可编程序的声光信号控制器[4]。综合来说，在追求超高性价比方面，STC89C52单片机将是理想选择之一。采用单片机控制电路设计思路，方案具有反应速度快，检测误差小等优点[5]。
2.2 人体红外传感器
红外线是一种人眼看不见的光线。根据它物理性质，人们便制造出来了红外传感器。近年来，我国人才辈出，在科技领域迈出了历史性的一步。传感器数据采集作为系统感知信息和获取数据的重要手段[6]，在传感器应用上，红外传感器发展迅猛，应用范围也比较广。在日常的生活中，人们利用红外传感器做电子玩具、开发新型防盗门、在房间安装感应开关等。在教育方面，通过介绍传感器与测试技术的发展趋势，结合学校实际，根据学生的培养目标，从教学目的、课程和实验内容等方面进行了优化设计[7]。并且，在工作、科研领域，红外传感器也扮演着非常重要的角色。此台灯的红外传感器起着很大的作用。该模块只引出3个引脚，其中第1脚和第3脚分别连接VCC和GND给模块，第2脚接单片机的IO口P22，当有人出现在模块的检测范围内时，该引脚输出高电平，平时是输出低电平。人体红外检测电路图如图2所示。
2.3 光敏传感器
光敏传感器是对外界光信号或光辐射有响应或转换功能的敏感装置。光敏传感器在很多电子设备中起着十分重要的作用，本台灯利用光敏传感器来控制电路，通过检测周围环境光线的强弱来达到台灯的用途。光敏传感器是最常见的传感器之一。目前来说，应用最广泛的通用型光敏二极管是应用最广泛的光敏二极管[8]。由于它分类广、用处大，并且对电压要求不大，于是深受电子工作者甚至是普通人的喜爱。因此，无论在日常生活中还是在工作单位上，光敏传感器应用前景将会非常广泛。光照强度采集电路如图3所示。
2.4 照明及按键输入模块
目前，LED灯越来越方便了我们的生活。到2018年，普通发光二极管（LED）的普及率将达到80%[9]。LED灯具在近期也得到飞跃式发展，其作为绿色环保的清洁光源也得到了广泛的认可[10]。所以，本台灯使用LED照明，又由于本设计采用的按键数量较少，只有三个按键，分别是“模式切换按键”、“亮度减少按键”和“亮度增加按键”，故采用了独立键盘的方式。按键电路如图4所示。
2.5 程序流程图
该智能台灯的特点是红外和光敏控制器可以根据台灯旁边是否有人以及光线的强弱来自行控制台灯的关和开，因而使用比较方便，且能起到节能的效果[11]。在开启台灯后，台灯的红外传感器检测周围是否有人，如果无人，灯不亮;如果有人，光敏电阻通过判断周围光线是否充足，若充足则灯不亮;若不充足则灯亮。程序流程圖如图5所示。
3 系统软件设计
此台灯核心是由单片机来控制系统工作，程序由C语言编写，可达到此台灯的预期结果。总的来说，此台灯有两种功能。一是实现红外控制，当人靠近
台灯一定范围，并且光线暗淡的情况下，台灯会自动发光，当人走后十几秒，启动延时电路，灯会自动关闭，实现“人走灯灭”的功能。由于能耗的过度使用，不但会带来更多的经济负担，而且还会影响国家能源安全、环境保护等[12]，所以此功能也基本上符合我们设计台灯的初衷，节能环保、绿色发展;二是通过传感器控制台灯亮度的功能，即台灯通过光敏电阻采集外界光线的强弱，将光信号转换为电信号等数据信息，再使用单片机对得到的数据信息进行分析处理，这个过程就像“人脑”一样控制电路，然后，LED灯便做出反应，灯光的亮度随着周围环境做出调整，给使用者创造一个惬意舒心的生活环境。当光线越强时，台灯越暗，光线越弱时，台灯越亮，从而缓解人长时间工作或学习带来的眼睛疲劳，起到保护视力的作用。设计原理图如图6所示。
4 结束语
为了实现对单片机深刻的理解，在兴趣的驱使下，我们决定设计一款智能台灯，这款台灯加入了我们一些新颖的想法。通过使用人体红外传感器，利用STC89C52单片机作为“大脑”对整个台灯进行控制，实现自动处理。当房间环境光线不足并且有人在附近时，在“大脑”的控制和传感器的作用下，台灯就会自动开启，在夜晚人们便不用费事开灯，从而也保障了人们的安全;通过光敏电阻自动调节灯光强弱，缓解使用者的眼疲劳、防止近视;当附近没有人时，光敏传感器和红外传感器联合工作并由STC89C52单片机处理，使台灯自动关闭，以实现节约电能、保护环境的作用。
参考文献
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