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毕业论文诚信声明
本人郑重声明：
所呈交的毕业论文《 》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。论文中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在论文中以明确方式标明。
本声明的法律结果由本人独自承担。

作 者 签 名：
指导教师签名：
年 月 日

摘 要
随着社会的发展，科技的进步，人类的生活也在向越来越便利的方向发展。同时，随着生活质量的提高，人们对于绿色生活，节能生活的关注度越来越高，国家也在颁布各对绿色节能的生活方式和生产方式有利的政策措施。快捷高效的绿色生活越来越受到大家的欢迎。
台灯是日常生活中常见的小家电，因为体积小，方便使用受到人们的欢迎。但是，随着人们生活水平的提高，人们对生活质量的要求越来越高，人们开始不仅仅希望台灯只具有简单的照明功能，人们希望台灯更智能，更具有现代元素，更加个性，更加节能健康。传统老旧的台灯越来越不能满足人们对时尚、绿色节能等功能的需求，一种新型的智能台灯是人们日常生活更加迫切需要的。
本文将对节能、健康等方面进行研究设计，设计出一款基于单片机STC89C52，传感模块和蓝牙模块的智能台灯，它可以满足人们日常需要的照明功能，节能方便，还可以对使用者的错误坐姿进行报警纠正，从而减少人们对眼睛的伤害。

关键词：智能台灯；单片机；蓝牙；传感器
Abstract

With the development of society and the progress of science and technology, human life is also developing in the direction of more and more convenient. At the same time, with the improvement of the quality of life, people pay more and more attention to green life, energy-saving life, the country is also enacting various policies and measures conducive to green energy-saving lifestyle and production methods. The fast and efficient green life is more and more popular with everyone.
Table lamps are common small household appliances in daily life, because the small size, easy to use by people’s welcome. However, with the improvement of people’s living standards, people’s quality of life requirements are more and more high, people began to hope not only that the lamp has a simple lighting function, people hope that the table lamp is more intelligent, more modern elements, more personality, more energy-saving and healthy. The traditional old table lamp is more and more can not meet people’s demand for fashion, green energy saving and other functions, a new type of intelligent table lamp is more urgent for people’s daily life.
This article will be energy saving, health and other aspects of research and design, design a single-chip stc89c52, sensor module and Bluetooth module intelligent table Lamp, it can meet people’s daily needs of lighting function, energy-saving convenience, but also the user’s wrong sitting position alarm correction, thus reducing people’s damage to the eyes.

Key words : intelligent table Lamp；single-chip；Bluetooth；sensor

目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 3
1.1 课题研究背景及其意义 3
1.1.1 研究背景 3
1.1.2 研究意义 4
1.2 国内外的研究状况 5
1.3 本文的主要研究内容及论文结构安排 6
第二章 方案的设计与技术介绍 7
2.1 控制方案的确定 7
2.2 相关应用技术 7
2.2.1 单片机芯片的选择 7
2.2.2 A/D转换接口技术 7
2.2.3 蓝牙技术 7
2.2.4 传感器 8
2.2.5 高亮LED 8
第三章 硬件电路的设计 9
3.1系统的功能分析及体系结构设计 9
3.1.1系统功能分析 9
3.1.2系统总体结构 9
3.2 模块电路的设计 9
3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路的设计 9
3.2.2电源电路设计 14
3.2.3光照检测电路设计 14
3.2.4 PCF8591 A/D采样电路设计 15
3.2.5高亮LED灯照明电路设计 15
3.2.6 BT06蓝牙模块电路设计 16
3.2.7 红外对管寻迹/避障模块电路设计 17
3.2.8 蜂鸣器报警电路设计 19
3.2.9 HC-SR505热释红外感应模块电路设计 19
第四章 软件设计 21
4.1 编程语言选择 21
4.2 Keil软件设计 21
4.3 程序流程图 22
第五章 智能台灯系统的调试实现 23
5.1 系统调试 23
5.1.1 系统程序调试 23
5.1.2 硬件测试 23
5.2 实物测试 23
第六章 总结与展望 24
6.1 总结 24
6.2 展望 24
参考文献 25
附录 27
致谢 28
第一章 绪论
1.1 课题研究背景及其意义
1.1.1 研究背景
自1879年爱迪生发明白炽灯开始，各种新的光源层出不穷，照明技术的发展进入了一个崭新的时代，白炽灯和荧光灯等照明工具到了20世纪中后期都是家庭和商业的主要照明方式。直到20世纪末期出现了高亮度化的LED光源，它的发明引导了继白炽灯发明之后又一次新的照明革命，具有划时代的意义。日常生活中几种常用的传统光源如图所示：

几种常见光源
白炽灯它的工作原理是：当灯接入电路中，电流流过灯丝的热效应，使白炽灯发出连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升到700K即可察觉，由于工作时灯丝温度很高，大部分的能量以红外辐射的形式浪费掉了;同时由于灯丝温度很高，蒸发也很快，所以寿命大大的缩短了，大约在2200小时左右，而光效大约在每瓦12（Lm）左右。
日光灯又称荧光灯。样子细长，日光灯两端各有一根灯丝，灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，灯管内壁上涂有荧光粉，两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使荧光粉发出柔和的可见光。由于使用交流电供电，荧光灯会存在频闪的现象，同时其灯管内存在有害于人体和环境的汞，若废弃后处理不当容易造成环境的污染。
节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝就开始发射电子（固在灯丝上涂了一些电子粉）电子碰撞氩原子弹性碰撞，氩原子碰撞后，获得能量又撞击汞原子在吸收能量后，跃迁产生电离；发出253.7nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，荧光灯工作时灯丝的温度大约在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K～2700K低，所以它的寿命也大大提高到8000小时以上，又由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，能达到每瓦60（lm）流明。
与传统照明技术不同的是，LED光源的发光结构是能够将电能转化为可见光的半导体，其内部结构的核心部分由一个PN结组成，当PN结通正向电压时，在电场的作用下，N区的电子向P区移动，与P区中带正电的空穴复合，同时P区的空穴向N区飘移，与N区中的电子复合，空间电荷区中电子和空穴的复合释放出能量，该部分能量以光能和热能等形式释放，这就是LED的发光原理。基于这种发光特性，LED不仅具有高发光效率，寿命长且体积小的特点，而且节能环保。在政府引导和技术进步的推动下，LED逐步取代了白炽灯和荧光灯等低效高功耗产品，已经成为新一代的环保型高科技光源。如今，以环保和节能为目标的LED发光产品在照明领域迅速的发展，LED作为一种新型的绿色光源产品逐渐渗透于人们的日常生活中，全球的照明领域也逐渐迈入了LED的照明时代。
随着科技的进步与社会的发展，LED照明产品也融入了越来越多的高新科技，LED照明产品也逐步走上了智能化的道路。利用智能控制理论设计LED室内照明灯具的特点就是使用智能芯片作为控制的核心，如利用单片机作为产品的中央控制处理器。结合了单片机的智能产品和普通产品相比，不仅功能上具有多样性，而且安全可靠性也更高。作为室内照明当中非常重要而且普遍存在的台灯也开始结合科学的设计理念逐渐走向智能化。台灯是人们办公和学习中普遍使用的一种小型电器，特别是对于青少年学生和城市青年群体，台灯是阅读书写与工作时不可或缺的工具。随着人们需求的不断变化，新型的智能化台灯已经开始取代传统的只有照明功能的普通台灯。
1.1.2 研究意义
在全球的大环境下，各国都在环保和能源危机的解决道路上努力发展，节能新光源的研发成为国家发展的一个方向，新型绿色环保的LED得到越来越大的重视，节能减排和环境保护依旧是国家发展的重要战略目标。所以，更加节能环保的LED应用于照明系统不仅仅是符合国家的策略要求和市场的需求，更是未来发展的一大趋势。而对于更加节能环保的智能台灯照明系统的设计研究也是意义重大。
台灯是一般家庭的生活必需品，虽然市场上台灯种类繁多，但是功能普遍单一简单，在物联网发展的智能家居时代，普通的台灯已经不能更好的满足人民对智能化生活的需求了。同时，随着现代社会的发展和科学技术的进步，中小学生知识学习量逐步增加的，在城市中奋斗的有志青年的工作压力也逐渐加大。由于这些人群日常连续长时间的学习与工作，以上人群用眼健康不良的状况较严重，应引起足够的关注与重视。对于夜晚还在刻苦学习的学生和努力加班的工作人员，一种有效、智能的防近视台灯十分必要。
1.2 国内外的研究状况
我国人口数量庞大，日常需求也很大，台灯的使用在我国家庭中普遍存在。市场上的台灯种类也很多，随着国家政策的推动和科技的发展，LED在台灯中的使用有变得普遍开来。LED台灯是以发光二极管为光源的台灯，具有体积小、耗电低、使用寿命长、无毒环保、安全可靠等诸多优点，使得LED灯具从室外装饰，景观照明，逐渐发展到家用照明。随着科技的进步和社会的发展,大家对家居照明的无线化、网络化、智能化、节能化的追求越来越强烈,传统照明系统已经不能满足人们对日常高品质照明的需求。最近无线智能照明系统顺势而起,它不仅可以用于室内照明的全自动控制,也可根据人们不同的需求进行手动的调节。
虽然台灯的发展空间很大，但不同品牌在技术和功能方面的差距还是很大的，而且人们对于台灯的外观和舒适度也有很高的要求，现在市场对于台灯的要求主要体现在：一是追求个性化。二是功能的多样性及环保性。因此台灯已不再是简单的照明工具，而是逐步向组合化、装饰化、高效节能化发展。因此智能硬件公司和家电厂商也加紧了智能照明单品的研发,市面上也出现了各种智能照明灯具,如小米的智能灯泡,飞利浦的智能灯具等等。
光与人和自然的和谐发展是智能照明的发展方向。
欧洲各国的灯具设计一直引领世界潮流。如意大利的台灯设计除着重体现产品的内在品质外，还注重人和产品之间产生情感上的共鸣。荷兰的飞利浦很早就重视“以人为本”的原则。亚洲的松下和东芝等企业在照明产品的研发上也都位居世界前列。　　
近年来，随着技术的进步与生活水平的提升，智慧城市发展起飞，带动城市照明迅猛发展，其中包括道路照明、景观照明、工业照明、商业照明以及家居照明等。而基于人与自然的可持续发展，无论哪个领域的照明，均有很大的进步空间。
1.3 本文的主要研究内容及论文结构安排
第1章.主要介绍本设计的课题背景及国内外研究状况；
第2章.主要说明系统方案的选择；
第3章.主要介绍硬件电路的组成及使用方法；
第4章.主要介绍软件设计；
第5章.主要介绍硬件调试；
第二章 方案的设计与技术介绍
2.1 控制方案的确定
本设计由STC89C52单片机核心电路+蓝牙模块电路+人体热释红外传感器电路+红外避障传感器电路+光照检测电路（光敏电阻）+A/D采样PCF8591电路+电源电路组成。
2.2 相关应用技术
2.2.1 单片机芯片的选择
单片机（Single-Chip-Microcomputer）又称微控制器（Microcontroller），其最基本的结构是将CPU和计算机外围功能单元，如存储器、I/O口、定时器/计数器、中断系统等集成在一个芯片上构成。虽然单片机只是一个芯片，但无论从组成还是从功能上来看，它都具有了微机系统的特征。
本设计采用ST公司的STC89C52单片机作为主控制器，STC89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程 Flash 存储器。该单片机具有功耗低、接口丰富，成本低廉的优点。
2.2.2 A/D转换接口技术
将模拟信号转换成数字信号的电路，被称为模数转换器（简称A/D转换器或ADC,Analog to Digital Converter），A/D转换器的作用：将模拟的电信号转换成数字信号。在将物理量转换成数字量之前，必须先将物理量转换成电模拟量，这种转换是靠传感器完成的。
本系统选择PCF8591作为A/D采样芯片。PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I²C总线接口。
2.2.3 蓝牙技术
蓝牙（Bluetooth）是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的短距离无线连接为基础，可为固定的或移动的终端设备（如掌上电脑、笔记本电脑和手机等）提供廉价的接入服务。其传输频段为全球通用的2.4GHz ISM（Industrial Scientific Medical）频段，提供1Mbps的传输速率和10m的传输距离。
蓝牙的主要优点是：可以方便地建立无线连接来代替传统的有线电缆连接；移植性较强，可以应用到很多通信场合中，如WAP、GSM、DECT等；安全性较高，且每一台蓝牙设备的地址全球唯一；功耗低、设计开发方便、成本较低
2.2.4 传感器
传感器一般由敏感元件、转换元件、变换电路和辅助电源四部分组成，如图所示：

传感器组成
2.2.5 高亮LED
超高亮LED是比一般LED发光二极管的亮度高近百倍的新型LED，其外壳是无色透明树脂封装，其发光体本身就能发出某一波长的光，从而呈现出某一种颜色。在本设计中，选择白色高亮LED灯作为照明灯使用。
一、白色高亮LED灯的优点。
（1）寿命长，可靠耐用，维护费用极为低廉，可连续使用105h，比普通白炽灯泡长100倍；
（2）高效率，其发光效率可达80%～90%，LED比节能灯还要节能1/4；
（3）点亮速度快。

第三章 硬件电路的设计
3.1系统的功能分析及体系结构设计
3.1.1系统功能分析
本设计由STC89C52单片机核心电路+蓝牙模块电路+人体热释红外传感器电路+红外避障传感器电路+光照检测电路（光敏电阻）+A/D采样PCF8591电路+电源电路组成。
1、当人靠近的时候灯亮，太靠近的时候，蜂鸣器鸣叫发出警报，如果在一定时间内人仍然靠的很近，灯会自动灭。
2、当灯的周围没有人，即检测不到人的时候，灯熄灭。
3、在灯亮的情况下，通过蓝牙可以控制灯，发送“*1”、“*2”灯会在“较亮”、“很亮”切换；发送指令“*C”，灯灭。
3.1.2系统总体结构
本系统具体框图如下图所示：

系统原理框图

3.2 模块电路的设计
3.2.1 STC89C52单片机核心系统电路的设计
STC89C52RC是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但是做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
一、STC89C52主要特性如下：
（1）8K字节程序存储空间；
（2）512字节数据存储空间；
（3）内带4K字节EEPROM存储空间;
（4）可直接使用串口下载。
二、STC89C52主要参数如下：
（1）增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051；
（2）工作电压：5.5V～3.3V（5V单片机）/3.8V～2.0V（3V 单片机）；
（3）工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作 频率可达48MHz；
（4）用户应用程序空间为8K字节；
（5）片上集成512 字节RAM；
（6）通用I/O 口（32个），复位后为：P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O口用时，需加上拉电阻；
（7）ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程序，数秒即可完成一片；
（8）具有EEPROM功能；
（9）共3个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2；
（10）外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒；
（11）通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART；
（12）工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级）；
（13）PDIP封装。
三、STC89C52单片机相关引脚说明：
（1）VCC：供电电压。
（2）GND：接地。
（3）P3.0 RXD（串行输入口）
（4）P3.1 TXD（串行输出口）
（5）P3.2 /INT0（外部中断0）
（6）P3.3 /INT1（外部中断1）
（7）P3.4 T0（记时器0外部输入）
（8）P3.5 T1（记时器1外部输入）
（9）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）
（10）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
（11）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
（12）ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
（13）/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
（14）/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
（15）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
（16）XTAL2：来自反向振荡器的输出。
单片机引脚图如下图所示：

STC89C52单片机引脚图

四、STC89C52单片机最小系统说明：
STC89C52单片机最小系统电路由复位电路、时钟电路和电源电路。拥有这三部分电路后，单片机即可正常工作。单片机最小系统原理图如下图所示。

单片机最小系统原理图
（1）VCC和GND为单片机的电源引脚，为单片机提供电源：
（2）复位电路由按键S1、电解电容EC1和电阻R1组成。具有手动按键复位和上电自动复位功能。系统上电复位按键接口采集到两个高端信号后进行手动复位，就是非自动的按键复位；系统检测到的电压由低电平上升到高电平的一段时间后，在这段时间过后，系统通过电阻与接地之间形成一条通路，然后自动把高电平进行拉低，使得单片机从高电位变为低电位，从而就是给单片机自动进行复位即上电复位。
（3）时钟电路由晶振Y1、瓷片电容C1和C2组成。有控制芯片的数字电路正常工作是少不了TIME(时钟)电路的，我们需要时钟电路自动发出系统时间，让控制芯片正常工作。给控制芯片正常工作的时钟信号，一般把这种工作方式称为“拍”，以至于让整个控制系统能正常工作，由于要保证控制系统能正常工作，提高他的工作能力，我们经常用11.0592MHZ晶振和30PF的电容进行组合，电容为了帮助晶振起振的，满足了数字控制器上电以后可以正常工作。
（4）JD1为单片机的下载接口。
3.2.2电源电路设计
本系统选择5V直流电源作为总电源，为整个系统供电，电路简单、稳定。DC为电源的DC插座，LED为红色LED灯，作为系统是否有点的指示灯，电阻为1K电阻，起到限流作用，保护LED灯，以防电流过大，烧坏LED灯。SW为自锁开关，开关按下后，红灯亮，此时系统电源5V直流输出。开关再次按下后，红灯灭，此时系统电源无5V电源输出。

5V电源电路原理图
3.2.3光照检测电路设计
本系统选择光敏电阻作为检测光照的器件，光敏电阻是用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器，其工作原理是基于内光电效应。光照愈强，阻值就愈低，随着光照强度的升高，电阻值迅速降低，亮电阻值可小至1KΩ以下。光敏电阻对光线十分敏感，其在无光照时，呈高阻状态，暗电阻一般可达1.5MΩ。光敏电阻的特殊性能，随着科技的发展将得到极其广泛应用。在本设计中，通过串联一个电阻实现光敏电阻的分压，电阻为分压电阻，同时也保护光敏电阻。
其原理图如下图所示。

光敏电阻原理
3.2.4 PCF8591 A/D采样电路设计
本系统选择PCF8591作为A/D采样芯片。PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。
一、芯片特性
（1）单独供电
（2）PCF8591的操作电压范围2.5V-6V
（3）低待机电流
（4）通过I2C总线串行输入/输出
（5）CF8591通过3个硬件地址引脚寻址
（6）PCF8591的采样率由I2C总线速率决定
（7）个模拟输入可编程为单端型或差分输入
（8）自动增量频道选择
（9）PCF8591的模拟电压范围从VSS到VDD
（10）PCF8591内置跟踪保持电路
（11）8-bit逐次逼近A/D转换器
其具体原理图如下图所示。两个电阻为上拉电阻，让数字信号的读取更稳定。

传感器接口电路原理图
3.2.5高亮LED灯照明电路设计
在本设计中， LED灯均为高亮LED灯，通过三极管驱动LED灯的亮灭，电阻为限流电阻，保护三极管。当单片机的控制引脚为低电平时，三极管导通，此时，高亮LED灯亮。否则，高亮LED灯不亮。 高亮LED灯照明电路原理图如下图所示。

高亮LED灯照明电路原理图

3.2.6 BT06蓝牙模块电路设计
本文所选串口蓝牙模块是专为智能无线数据传输而打造，遵循V3.0 蓝牙规范。本模块支持UART接口，并支持SPP蓝牙串口协议，体积小、功耗低、收发灵敏性高等优点，只需配备少许的外围元件就能实现其强大功能。模块与其它蓝牙设备连接之后（指示灯常亮），自动进入数据模式。该模块主要用于短距离的数据无线传输领域。可以方便的和PC机的蓝牙设备相连，也可以两个模块之间的数据互通。避免繁琐的线缆连接，能直接替代串口线。
蓝牙模块等待配对时，状态指示灯均匀慢速闪烁(800ms-on,800ms-off)，模块建立连接后，状态指示灯常亮。模块默认参数：波特率 9600，配对码 1234。
模块通讯距离： 空旷条件下 30M，正常使用环境 15M 左右。
牙模块接口电路图如下图所示。

蓝牙模块电路原理图

蓝牙模块实物图如下图所示。

蓝牙模块实物图
3.2.7 红外对管寻迹/避障模块电路设计
本设计选择的基于红外对管模块的红外避障传感器。该传感器模块对环境光线适应能力强，其具有一对红外线发射与接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当检测方向遇到障碍物（反射面）时，红外线反射回来被接收管接收，经过比较器电路处理之后，绿色指示灯会亮起，同时信号输出接口输出数字信号（一个低电平信号），可通过电位器旋钮调节检测距离，有效距离范围 2～30cm，工作电压为3.3V-5V。该传感器的探测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点，可以广泛应用于机器人避障、避障小车、流水线计数及黑白线循迹等众多场合。
一、模块参数说明
（1）当模块检测到前方障碍物信号时，电路板上绿色指示灯点亮电平，同时OUT端口持续输出低电平信号,该模块检测距离2～30cm，检测角度35°，检测距离可以通过电位器进行调节，顺时针调电位器，检测距离增加；逆时针调电位器，检测距离减少
（2）传感器主动红外线反射探测,因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中黑色探测距离最小,白色最大;小面积物体距离小,大面积距离大。
（3）传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接即可，也可以直接驱动一个5V继电器；连接方式：VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO。
（4）比较器采用LM393，工作稳定。
（5）可采用3-5V直流电源对模块进行供电。当电源接通时，红色电源指示灯点亮。
（6）具有3mm的螺丝孔，便于固定、安装。
（7）电路板尺寸：3.2CM*1.4CM
（8）每个模块在发货已经将阈值比较电压通过电位器调节好，非特殊情况，请勿随意调节电位器。
二、模块接口说明
（1）VCC 外接3.3V-5V电压（可以直接与5v单片机和3.3v单片机相连
（2）GND 外接GND
（3） OUT 小板数字量输出接口（0和1）
试验证明红外模块灵敏度高，稳定，满足本设计要求。具体模块原理图图如下图所示。

红外对管避障电路原理图
模块内部具体电路图如下图所示。

模块内部电路图

模块实物图如下图所示。

红外对管避障电路原理图
3.2.8 蜂鸣器报警电路设计
本蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于电子产品中作发声器件。本系统所采用的报警模块为5V有源蜂鸣器模块，电路中采用三极管9012来驱动，只要单片机控制引脚为低电平，蜂鸣器就会鸣叫报警，反之则不鸣叫，可以通过控制单片机引脚方波输出形式控制蜂鸣器的鸣叫方式。

蜂鸣器报警电路原理图
3.2.9 HC-SR505热释红外感应模块电路设计
在本系统中使用热释红外模块作为人体感应的器件，HC-SR505小型人体感应模块是基于红外线技术的自动控制产品,灵敏度高，可靠性强，小体积，低电压工作模式。广泛应用于各类自动感应电器设备,尤其是干电池供电的自动控制产品。
一、产品特点：
（1）全自动感应: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。
（2）小体积。
（3）可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。
（4）工作电压范围宽：默认工作电压DC4.5V-20V。
（5）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。
（6）输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。
二、技术参数：
（1）工作电压范围：DC4.5-20V
（2）静态电流：<60uA
（3）电平输出：高3.3V/低0V
（4）触发方式：可重复触发(默认)
（5）延时时间：默认8S±30%(可订做范围零点几秒-几十分钟)
（6）电路板外形尺寸：10*23mm
（7）电路板外形尺：<100度锥角
（8）感应距离：3米以内
（9）工作温度：-20-+80度
（10）感应透镜尺寸：直径:10mm(默认)
热释红外模块，通过三极管9012驱动，当检测到有人时，单片机控制引脚为高电平，否则，为低电平。

5热释红外模块电路原理图

第四章 软件设计
4.1 编程语言选择
由于整个程序比较复杂，且计算量较大，用到了较多的浮点数计算，所以程序的编写采用了C语言。
对于大多数51系列的单片机，使用C语言这样的高级语言与使用汇编语言相比具有如下优点:
（1）不需要了解处理器的指令集，也不必了解存储器结构。
（2）寄存器分配和寻址方式由编译器进行管理，编程时不需要考虑存储器的地址和数据类型等细节。
（3）指定操作的变量选择组合提高了程序的可读性。
（4）可使用与人的思维更相近的关键字和操作函数。
（5）与使用汇编语言相比，程序的开发和调试时间大大缩短。
（6）C语言的库文件提供了许多标准的例程。
（7）通过C语言可实现模块化编程技术，从而可将已编制好的程序加到 新程序中。
（8）C语言可移植性好且非常普及，C语言编译器几乎适用于所有的目标系统，己完成的项目可以很容易的转换到其它的处理器或环境中与汇编语言相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可移植性、可维护性上有明显的优势，易学易用
4.2 Keil软件设计
KEIL软件是单片机开发者广泛使用的开发工具的，简单的单片内形都是使用这种开发软件的，可以降低开发周期，从而减少很多成本，因此广泛受到开发者的欢迎和使用。在使用汇编语言,然后用KEIL软件开发,实现更深刻的。KEIL软件提供了一个丰富的使用环境和调用的子程序，在全体的打开窗口中。还有一个重要因素就是。我们多看看编程器是如何生存程序序言的，使得使用者可以体会到其中的乐趣的，感觉到此KEIL软件会非常的好用的，越来越受到广大使用者的欢迎的。其中追要由它大多数代码都是集成的，调用很方便的，那些初学者也会感觉很好用的，起点水平不需要太高的。在开发大型软件,以更好地反映高语言的优势。
4.3 程序流程图
本系统设计主要采用keil软件编写与调试程序，程序语言采取易读性和移植性更高的C语言编写。系统运行流程图如下图所示。
运行流程图如下图所示。

系统运行流程
第五章 智能台灯系统的调试实现
5.1 系统调试
整体系统上电调试前，大概观察下焊接的系统还存在问题，例如还有很显眼的断裂，正负极接反以及相连、虚焊、等问题，然后用万用表检测一下，电源正负极之间是否短路等严重的电源问题，最终保证系统没有问题。
5.2.1 系统程序调试
(1) 在Keil4软件中先创建一个工程：单击菜单栏中的“工程”，输入新建工程名，并保存；然后器件选择“Atmel”目录下的“AT89C52”。
（2）新建用户源文件：在新建的空白文本中编写程序源代码，编码完成保存文件并文件拓展名“***.c”，新文件创建完成。
（3）程序编译和调试：单击编译按钮，系统会对文件进行运行，在输出窗口中可看到提示信息，如下图中有一个error，按提示找出错误并改正，直到提示没有错误提示为止，如下图所示。
提示信息无错误
（4）程序编译无错误后，进入程序调试状态，可查看单片机资源状态，进行断点等方式调试。
5.1.1 系统程序调试
5.1.2 硬件测试
5.2 实物测试
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
具体要求如下：
参考文献
参考文献著录格式及示例：
（1）期刊——作者．题名[J]．刊名，出版年，卷(期)：起止页码．如：
[1] 周庆荣，张泽廷，朱美文，等．固体溶质在含夹带剂超临界流体中的溶解度[J]．化工学报，1995，46(3)：317-323．
[2] Mesquita A C，Mori M N，Vieira J M， et al．Vinyl acetate polymerization by ionizing radiation[J]．Radiation Physics and Chemistry，2002，63：465．
（2）专著——作者．书名[M]．版本(第一版不著录)．出版地：出版者，出版年：起止页码．如：
[1] 蒋挺大．亮聚糖[M]．北京：化学工业出版社，2001：127．
[2] Kortun G. Reflectance Spectroscopy[M]. New York: Spring-Verlag, 1969.
[3] [英]M奥康诺尔著，王耀先译．科技书刊的编译工作[M]．北京：人民教育出版社，1982：56-57．
（3）论文集——作者．题名[C]．//编者．论文集名．出版地：出版者，出版年：起止页码． 如：
[1] 郭宏，王熊，刘宗林．膜分离技术在大豆分离蛋白生产中综合利用的研究[C]．//余立新．第三届全国膜和膜过程学术报告会议论文集．北京：高教出版社，1999：421-425．
[2] Eiben A E, Vander Hauw J K. Solving 3-SAT with adaptive genetic algorithms [C]．//Proc 4th IEEE Conf Evolutionary Computation. Piscataway: IEEE Press, 1997:81-86.
（4）学位论文——作者．题名[D]．保存地点：保存单位，年份．如：
[1] 陈金梅．氟石膏生产早强快硬水泥的试验研究[D]．西安：西安建筑科学大学，2000．
[2] Chrisstoffels L A J. Carrier-facilitated transport as a mechanistic tool in supramolecular chemistry[D] The Netherland: Twente University.1988.
（5）专利文献——作者．题名：国别，专利编号[P]．公布日期． 如：
[1] 仲前昌夫，佐藤寿昭．感光性树脂：日本，特开平09-26667[P]．1997-01-28．
[2] Yamaguchi K, Hayashi A. Plant growth promotor and production thereof:Jpn, Jp1290606[P].1999-11-22.
（6） 标准——标准编号，标准名称[S]．如：
[1] ISO 1210-1982，塑料——小试样接触火焰法测定塑料燃烧性[S]．
[2] GB 2410-80，透明塑料透光率及雾度实验方法[S]．
（7） 报纸——作者．题名[N]．报纸名，出版日期(版次) ．如：
[1] 陈志平．减灾设计研究新动态[N]．科技日报，1997-12-12（5）．
（8）报告——作者．题名[R]．保存地点：保存单位，年份．如：
[1] 中国机械工程学会．密相气力输送技术[R]．北京：1996．
（9）电子文献—作者．题名[电子文献及载体类型标识]．文献出处，日期． 如：
[1] 万锦柔．中国大学学报论文文摘(1983-1993)［DB/CD］．北京：中国百科全书出版社，1996．
[2] 王明亮．关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展[EB/OL]．
http://www.cajcd.edu.cn/pub/wml.txt/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04.
注：1、参考文献按照论文中出现先后次序排列，文献参考量须达到15篇以上。
2、中文五号，宋体；英文五号，Times New Roman；单倍行距。