论文总字数：16270字

目 录

第一章 绪论 1

1.1论文的背景及意义 1

1.2智能家居的发展历史与现状 1

1.3论文研究内容 1

第二章 系统设计原理 2

第三章 灯控系统的硬件部分 4

3.1传感器模块 4

3.2处理模块 5

3.2.1概述 5

3.2.2STC89C52RC单片机简介 6

3.2.3振荡器介绍 8

3.3控制模块 9

3.3.1概述 9

3.3.2按键检测电路 9

3.3.3光强检测电路 9

3.4显示模块 10

3.4.1概述 10

3.4.2 LED驱动模块 10

3.4.3指示灯电路 11

第四章 自动灯控系统的软件设计 12

4.1软件设计分析 12

4.2软件设计总体思路 12

4.2.1主程序 12

4.2.2定时器 13

4.2.3A/D转换模块 13

第五章 系统仿真实验 14

5.1仿真软件Proteus介绍 14

5.2系统仿真 14

5.3仿真结果 15

5.3.1手动控制 15

5.3.2自动控制 16

第六章 结束语 18

参考文献 19

致谢 20

附件一代码 21

附件二 电路图 27

附件三 仿真图 28

附件四 实物图 29

一种基于光强的自动灯控系统研究与设计

刘语

，China

Abstract:This paper designed a kind of automatic light control system based on light intensity, adopted based on microcontroller STC89C52 control to adjust the LED display system, it is according to the principle of the photoelectric effect, in photosensitive sensor for measuring element, application of single-chip computer technology and sensor technology, according to the requirements of household use and environmental change to adjust the state of the light, control, destroy the light of the lamp.

The system consists of four modules: sensor module, processing module, control module and display module. The automatic lamp control system can be applied to intelligent household, street lamp control, safety emergency, etc. This paper mainly studies the system suitable for intelligent household.

Keywords: Automatic Lamp Control; Smart Home; STC89C52 Single Chip Microcomputer; The LED

第一章 绪论

1.1论文的背景及意义

随着物联网的发展，智能家居出现。智能家居通过物联网技术的应用，以住宅为平台，将其中的各种设备，如空调系统、灯光控制、窗帘控制、安防警报器、热水器调控系统等连接到一起，以手机、平板等移动端作为控制端口，实现温度调节、照明控制、空气质量检测、火警警示、防盗警报等多种功能。智能家居不仅具有普通家居传统的住家功能，同时兼具有普通家居没有的智能家用电器、自动化设备、网络实时反馈的综合应用，并且提高资源利用率，节约成本。

家庭自动化是智能家居的一个重要系统，是指利用微处理电子技术，来集成或控制住宅中的系统或电子、电器产品。通过传感器对外界因素的变化，再以既定的程序对相应的电器、电子产品或系统发送信息。例如，它能控制空调系统，根据季节的变化自动调节室内的温度和湿度；使能源、照明和热水供应等设备最佳运行或使电子炉灶、清洁器定时完成做饭和清扫等工作。智能照明灯就是其中一项具体应用。本文研究的就是基于光强的自动灯控调节系统。该系统主要的元器件为光敏传感器。

1.2智能家居的发展历史与现状

比尔·盖茨是第一个使用智能家居的人，至今已有三十多年，但对于我国，智能家居是一个新兴产业。上个世纪九十年代，我国的智能家居还处于消费者熟悉概念、认知产品的阶段，当时仅有两家深圳的公司从事美国X-10智能家居在华的代理销售工作，且其购买人群多为居住于中国境内的欧美用户。本世纪初期，国内前后成立五十多家智能家居研发和销售的公司企业，但由于该阶段缺少合理的规划控制，经销商过分夸大产品作用，且不注重对代理商销售素质的培养，导致了市场不景气。同时大量国外的智能家居品牌入驻国内市场，冲击国产智能家居品牌的发展，不少品牌转行，也有一部分改做工业智控的产品。现阶段，房地产受到调控，智能家居的放量增长体现了广大的市场前景。

因为早些年的智能家居成本非常昂贵，导致大部分人不具备消费能力，但是随着近几年来科学技术的不断进步，尤其是无线信号领域、射频识别领域的进步，包括WiFi，蓝牙，Zigbee，还有电力载波等，智能家居正在逐步往无线化使用发展，成本大幅度降低，从而逐渐走进大众视野。

我国市场规模庞大，并且处于居民消费升级换代的阶段，信息领域新产品、新业务的持续性出现，不断刺激着消费需求。为了推动我国的城市发展向着信息化、智能化迈进，我国政府在2013年发表了关于促进信息消费扩大内需的若干意见，侧重发展宽带、普及使用以及宽带提速，加快推动信息消费持续增长，这些政策都为物联网行业的发展打下了坚实的基础，有力地推动了智能家居普遍应用的脚步。

1.3论文研究内容

本文主要研究基于STC89C52的单片机与光敏传感器相结合，以此来控制LED灯的调节状况，STC89C52单片机作为主控制器，光敏电阻作为监测装置，来完成对灯光亮暗控制情况，从而达到智能家居的使用标准。选择光敏电阻作为主要传感器，是由于光敏电阻是环氧树脂胶封装，具有较好的可靠性，同时小体积适合应用于家用设备，并且较高的灵敏度和较快的反应速度可以提高用户体验感。

本文详细介绍了一种利用STC89C52单片机的软件控制的，由ADCO832、光敏电阻5516等集成元件组成硬件电路的自动灯控系统。该系统中，LED灯有三种亮度显示，分为手动控制和自动控制两种状态，手动控制模式是根据手动调节按键调节LED灯亮暗程度，以此来模拟普通情况下家居灯光的手动控制开关；自动控制模式根据光敏传感器检测外界光强来决定LED灯亮暗程度，以此来模拟家具灯光的自动化调节。本文中，描述了自动灯控系统的理论基础，概述了光敏传感器工作的基本原理与特性，研究了手动控制与自动控制电路的集成。

结构要求：

1.该系统具有手动控制、自动控制两个功能，并能有体现控制状态的LED灯；

2.在手动控制状态下，根据按键调节LED灯显示；在自动控制状态下，根据外界光线变化调节LED灯显示。

功能要求：

达到既可以手动调节灯光，又可以自动调节灯光的目的。在手动调节状态时，保证LED灯在调节下显示稳定，亮度递进变化；在自动调节状态下，当外界光线变强时，LED灯由亮变暗至关闭；当外界光线变弱时，LED灯由暗变亮。

在单片机应用领域，利用单片机作为主控器来处理信息，光敏电阻做检测装置，可以用于感光的电子电路，如根据外界光线的强弱，开启或者关闭照明电路，也可以用于如测光仪、部分红外报警器、生物环境监测等方面。本文的现实意义在于，家具灯控向自动化控制方向发展，充分体现了以人为本，大大提高了用户居家的舒适度，同时避免在自然光线充足的时候对用电的浪费，节约资源，积极响应建设“节约型社会”。

第二章 系统设计原理

系统设计是基于光敏传感器的工作原理。光敏传感器是由于光电效应研究发展而出现的。物理学上有一个非常重要地现象叫做光生电，就是设置特定的频率的电磁波，用该电磁波照射某些物质，电磁波中的光子会激发其内部的电子，从而形成电流。由德国物理学家赫兹发现，并由爱因斯坦给出正确解释。人们用光电效应来解释一类现象，即光照射到金属上，使得金属的电性质发生变化。光电效应分为光电子发射、光生伏特效应（又称阻挡层光电效应）和光电导效应。其中，光电子发射又称为外光电效应，因为阻挡层光电效应；同理，光电导效应和阻挡层光电效应又可以称为内光电效应，因为发生在物体内部。

（1）光电子发射：

光电子发射效应是当物质受到光线照射时，电子得到了足够的光能后从物质表面上放射出来的现象。其中，光电子是物质发射出来的电子，而光电发射体是发射出光电子的物体。由于产生的电流是由光电子形成的，因此可称作光电流。利用这种效应，可以制成光电管和光电倍增管等器件。

（2）光电导效应:

半导体材料吸收了光线照射的能量，也就是光子的能量，改变了非传导态电子的状态，产生大量传导态电子引起载流子浓度增大，从而增大了材料的电导率。每种半导体材料都存在一种禁带宽度值，当半导体材料在光线作用下吸收的入射光子能量如果大于等于这个值， 就激发出电子-空穴对，增大载流子浓度，提高半导体的导电性，降低半导体的阻值。这种现象被叫做光电导效应。基于光电导效应的制成多种光学器件，本文所选用的光敏电阻就是其中一种。

（3）光生伏特效应:

半导体材料在受到光照射时会产生电动势，这种物理现象就被称作光生伏特效应。半导体位置敏感器件传感器、光敏三极管、光敏二极管、光电池就是基于该效应制作而成的器件；半导体位置敏感器件，如反转光敏二极管，就是在殿巴效应的基础上制成的，殿巴效应又称作侧向光生伏特效应；光敏二极管和光敏三极管、光电池是在PN结光生伏特效应的基础上制作成的器件。

图2-1光敏传感器的内部构造

光敏传感器是非常常见并且广泛应用的传感器，其工作原理是利用光敏元件，将光学信号转化为电信号。光敏电阻可处理的光波长与可见光波长较为重叠，同时也对紫外线波长和红外线波长敏感。光敏传感器有着非常庞大的种类组成，常见的有光敏电阻、光电管、光电倍增管、光敏三极管、太阳能电池等等。同时，通过与与其他传感器相组合，可在设计电路时使用逻辑电路的替换和衔接，将其他信号转换为光学信号，就可以把光敏传感器作为探测元件，就可以对其他非电量单位进行测量，因此光敏传感器的使用不仅局限于对光学的测量。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：16270字

相关图片展示：