光控感应灯.docx

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光控感应灯

目录

标题1

中文摘要………………………………………………………………………………1

1序言1

2设计任务和性能指标2

2.1设计任务2

2.2性能指标2

3系统的总体设计2

4系统的硬件设计3

4.1单片机的概述3

4.2人体热释传感器模块4

4.3光控电路部分5

4.4显示电路部分6

5调试及性能分析7

5.1作品调试7

5.2性能分析7

6参考文献8

谢词……………………………………………………………………………………9

外文页……………………………………………………………………………….10

光控感应灯设计与制作

摘要：

本设计采用AT89C51单片机作为整个控制核心，外接有光控电路、人体热释红外感应器模块和显示模块。

本设计具有稳定性好，抗干扰强等特点，是新一代的绿色节能照明工具。

光控感应灯只有在夜晚有人经过时，灯自动开启照明，人离开后可自动延时关闭，这样也大大节约了能源。

光控感应灯适合安装在人们经常活动的地方，可提高其灵敏度及工作范围。

所以，致力于光控感应灯的研究具有现实意义。

关键词：

AT89C51光控电路人体红外感应模块LED

1序言

随着科学技术的发展，人们的生活水平也有很大的改善。

我们日常生活中所使用的照明工具从钨丝灯泡到现在使用的节能灯，现在又出现光控感应灯，这些更方便我们使用。

光控感应灯给我们的生活带来了很大的方便，也为我们节约了很大的能源，在未来的生活中运用将越来越广泛。

光控感应灯可以安装在人经常活动的地方，可提高其灵敏度和工作范围，不要安装在潮湿的天花板或墙壁上。

光控感应灯在夜晚有人时可以自动开启照明，人离开后可自动延时关闭。

人体热释红外感应器原理是根据人体红外感应，人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。

可以设置光敏控制，白天或光线强时不感应。

HC-SR501是基于红外线技术的自动控制模块，采用德国原装进口，LHI778探头设计，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛用于各类自动感应电器设备。

光控电路运用了光敏电阻器，光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

光敏电阻器是一般用于光的测量、光的控制和光电转换。

本设计采用单片机技术，多个模块的使用，制作了一个光控感应灯。

电路设计清晰，稳定性能好。

本作品对人们的生活起了很大的改善，而且这一方面的研究很具有现实意义，不仅可以节约能源，也为人们带来了生活上的方便。

2设计任务和性能指标

2.1设计任务

以单片机为主要控制芯片，多个模块相结合，设计一个光控感应灯。

（一）基本要求

1、只有晚上有人经过灯就亮，否则灯不亮（必须满足晚上和有人两个条件）。

2.2性能指标

1、人体热释红外感应器：

灵敏度

2、光电控制电路：

稳定性能

3、LED灯：

控制性能

3系统的总体设计

按照系统设计的要求，初步确定设计系统分为控制模块、光电控制电路、人体热释感应器模块和显示模块四个模块组成。

总体设计框图如下所示：

图-1系统总体框图

4系统的硬件设计

4.1单片机的概述

单片机最小应用系统的设计电路原理图，如图4.1所示。

本次设计我们选用了AT89C51单片机。

该单片机要求电源电压为+5V，所以40号引脚接+5V电源，20号脚接地。

因为AT89C51单片机的片内ROM为4KB，128位RAM，根据初步分析，本设计程序应该小于4KB，故无须外扩的ROM，所以单片机应直接访问片内程序存储器，单片机的31号脚接高电平。

AT89C51单片机是一种时序逻辑电路，必须有脉冲信号才能正常工作，而时钟脉冲是由振荡电路提供的，时钟可以由内部方式或外部方式产生，内部振荡方式，只要接上两个微调电容和一个晶振即可，其中微调电容选用30pF其作用是稳定振荡频率，快速起振。

本次毕业设计我们采用内部振荡方式,外接晶振为11.0592MHz,振荡周期=1/11.0592μs，时钟周期=2/11.0592μs，机器周期=12/11.0592μs，指令周期=1～4μs。

AT89C51在开机时需复位，以便CPU及其它功能部件都处于确定的初始状态，有利于进行下一步操作。

MCS-51系列单片机的有效复位信号两个机器周期以上的高电平。

其复位的实现通常可以采用开机上电复位和外部手动复位两种方时钟电路。

单片机最小系统如下所示：

图-2单片机控制电路

4.2人体热释传感器模块

为了提高设计的灵敏度，我从网上购买了一个人体热释传感器模块—HC-SR501。

这是一个基于红外线技术的自动控制模块，灵敏度高，可靠性强，超低电压工作模式，广泛应用于各类自动感应电器设备。

这个模块有以下功能特点：

①全自动感应—人体进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。

②光敏控制—可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。

③温度补偿—在夏天当环境温度升高至30～32℃，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。

④两种触发方式—不可重复触发方式和可重复触发方式。

⑤具有感应封锁时间（默认设置:

2.5S封锁时间）：

感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。

此功能可以实现“感应输出时间”和“封锁时间”两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。

（此时间可设置在零点几秒—几十秒钟）。

⑥工作电压范围宽：

默认工作电压DC4.5V-20V。

⑦微功耗:

静态电流<50微安，特别适合干电池供电的自动控制产品。

⑧输出高电平信号：

可方便与各类电路实现对接。

在使用时应该要注意，感应模块通电后有一分钟左右的初始化时间，在此期间模块会间隔地输出0-3次，一分钟后进入待机状态。

感应模块应采用双元探头，当人体从左到右或从右到左走过时,红外光谱到达双元的时间、距离有差值，差值越大，感应越灵敏，当人体从正面走向探头或从上到下或从下到上方向走过时，双元检测不到红外光谱距离的变化，无差值，因此感应不灵敏或不工作；所以安装感应器时应使探头双元的方向与人体活动最多的方向尽量相平行，保证人体经过时先后被探头双元所感应。

在这里，我简单的画了一个模块外形，模块外端有三个接口，分别是电源正极、OUT信号输出端、电源负极。

模块接在单片机的P2.0口。

此部分电路如下：

图-3人体热释红外传感器模块

4.3光控电路部分

光控电路主要是对环境光的控制，此部分电路由光敏电阻器、三极管、电阻等元件构成。

光敏电阻器又叫光感电阻，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。

光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。

通常，光敏电阻器都制成薄片结构，以便吸收更多的光能。

当它受到光的照射时，半导体片（光敏层）内就激发出电子—空穴对，参与导电，使电路中电流增强。

此部分电路设计如下：

图-4光电控制电路

4.4显示电路部分

显示电路很简单，当外界环境符合一定条件时，单片机会控制LED灯，使其启动照明，当外界条件不具备，灯也就处于关闭状态。

因此设计此部分电路如下所示：

图-5显示电路

5调试及性能分析

5.1作品调试

在进行调试之前，首先要检测电路中各元件是否完整，单片机是否有电。

检查完毕后，就可以烧入程序进行调试。

在调试中我们可以改变外界的环境，来观察本设计是否符合要求，不断观察结果，再进行改正。

在调试中，我也遇到一些问题，通过老师同学的帮助，调试成功。

在这次实践中，我自觉自己实力还是不够扎实，今后还要不断努力。

5.2性能分析

光控感应灯在人们日常生活中运用非常广泛，其原理是通过外界环境的改变来控制灯的亮灭。

光控电路部分是对外界光照强弱的反馈，人体热释红外感应器是对人体的感应，当在夜晚有人时，感应灯自动照明，人离开后，灯自动延时关闭。

这个设计很贴近生活，很有实践意义。

6参考文献

【1】 严仲兴、王熔熔，单片机原理与应用[M].北京：

中国计划出版社，2001.7

【2】 寿秀香，兴文理学院学生公寓管理信息系统的设计和实现[D].上海：

同济大学软件学院.2009.

【3】李全利，单片机原理及接口技术[M].北京：

高等教育出版社,2004.

【4】 电子制作.2006年第8期［J］.北京:

电子制作编辑部,67—68..

【5】阎石，数字电子技术基础[M].北京：

清华大学电子学教研组，2006.

致谢

我的毕业设计是在老师和同学的帮助下完成的，我诚挚的感谢他们，谢谢他们对我的指导。

在这次的设计中，我学到了很多知识，实践能力也有很大的提升。

但是，在这次的设计中，我深刻感觉到自己知识的匮乏，真是知识用时方恨少呀。

不管在什么环境下，都要有一个学习的心态，多积累知识，这对我们是有益而无害的。

虚心的请教，只会让我们学习更多知识，而不会对我们的面子有多大损害的。

我这次毕业设计的完成，真的非常感谢老师和同学的教导与帮助。

Designandproductionofoptically

controlledinductionlamp

Abstract:

thisdesignUSESAT89C51asthecontrolcore,externalelectriccircuit,thehumanbodythepyroelectricinfraredsensormoduleanddisplaymodule.Thisdesignhasgoodstability,stronganti-interferencecharacteristics,isthenewgenerationofgreenenergy-savinglightingtools.Opticallycontrolledinductionlamponlywhensomeonepassinginthenight,lightinglampautomaticallyopen,afterthepeopleleftcandelayshutdownautomatically,whichgreatlysavesenergy.Opticallycontrolledinductionlampissuitableforinstallintheplacewherepeopleoftenactivities,canimprovethesensitivityandthescopeofwork.So,workingattheelectricinductionlamphasarealisticsignificance.

Keywords:

AT89C51ElectriccircuitHumanbodyinfraredsensor

ModuleLED