基于单片机智能视力保护台灯控制系统设计

**单片机设计介绍，基于单片机智能视力保护台灯控制系统设计

一 概要

  基于单片机智能视力保护台灯控制系统是一种基于单片机技术的设备，在保证照明效果的同时，通过合理的设置和控制，保护用户的视力健康。本系统可以自动调节光度、颜色和亮度，实现智能化的灯光控制和管理。

以下是一个基于单片机智能视力保护台灯控制系统的设计介绍：

1. 功能设计：根据用户需求和视力保护的原则，确定需要实现的功能。常见的功能包括自动调节灯光亮度、颜色温度、防眩光光源等。

2. 硬件设计：根据功能需求，选择合适的单片机开发板，并搭配所需的传感器、执行器以及与环境配套的光源。例如，使用Arduino开发环境，搭配RGB及白光灯源、色温传感器等。

3. 传感器数据采集与处理：将各种传感器与单片机相连接，通过编程采集传感器数据，并对其进行处理和分析。

4. 数据处理与逻辑控制：根据采集的传感器数据，利用单片机进行数据处理和逻辑控制，达到调节光度、色温的效果，并显示在界面上。例如，在暗光下，系统会自动控制亮度及同时调控红绿蓝及白光色温比例以符合光线健康标准，还会动态调整色温，保证无论阅读PDF、网页，还是玩游戏、看电影等各种使用场景下都能满足保护视力的需求。

5. 用户界面设计：设计一个友好的用户界面，方便用户进行各种调节和设置。可以使用LED、LCD显示屏、按钮、触摸屏等方式，提供直观、易用的控制界面。

6. 远程控制与联网功能：增加远程控制和联网功能，使用户可以通过互联网或手机APP对智能视力保护台灯控制系统进行远程控制和管理。可以使用WiFi模块或者其他通信模块实现数据传输和远程控制功能。

7. 安全性设计：考虑安全性问题，为智能视力保护台灯控制系统添加安全措施，如密码验证、数据加密等，防止未经授权的人员获取控制权。

8. 系统调试和优化：完成硬件和软件的搭建后，对系统进行全面的测试和调试，确保各个功能正常运行，并根据用户反馈进行改进和优化。

总之，基于单片机的智能视力保护台灯控制系统通过采集和处理传感器数据，并输出需要的控制信号，实现灯光的自动化管理和控制，从而保护用户的视力健康。设计过程中需要考虑功能、硬件、数据处理、用户界面、远程控制以及安全性等因素，以提高用户的生活体验和便利性。

二、功能设计

本文分享的是基于STC89C51单片机制作的智能感应合灯，使用AD0809进行转换，使用定时器进行计时和闪烁控制，蜂鸣器报警器提示时间。灯光亮度可以调节，分手动模式和自动模式，自动模式下可以自动感应变换亮度

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25