基于STC89C52單片機的智能臺燈系統設計

沈天元

摘 要臺燈在人們的日常工作和生活中經常用到，從方便用戶的角度，臺燈逐漸實現了智能化，兼具自動調光、日歷、時鐘等功能。本文對基于STC89C52單片機的智能臺燈系統設計進行了分析和討論。

【關鍵詞】STC89C52單片機 智能臺燈 系統設計

智能臺燈的出現，為人們的工作生活提供了便利，不過當前多數臺燈一般僅能夠依靠硬件來實現自動開關，功能相對單一，無法很好地滿足人們個性化需求。對此，可以采用軟件和硬件相互結合的方式，實現臺燈自動調光，配合日歷顯示和時鐘功能，能夠提升臺燈的智能性和便利性。

1 硬件設計

1.1 總體設計

系統硬件部分采用了STC89C52單片機、LCD12864顯示模塊、LED燈、DS1302時鐘以及觸摸開關、BH1750光強傳感器等。

1.2 模塊設計

（1）單片機模塊，STC89C52單片機在具備良好性能的同時，成本低和功耗低，其本身配備512字節的RAM、32位I/O接口，以及3個16位定時器，可以實現對其他功能模塊的控制；

（2）LED燈模塊，選擇轉色溫燈泡，可以針對不同的需求進行調節，為用戶提供更加舒適的體驗；

（3）LCD12864顯示模塊，可以通過單片機，向LCD顯示模塊輸入數據，從而實現對于日歷、時間以及燈光亮度的顯示；

（4）DS1302時鐘模塊，考慮時鐘顯示與臺燈開閉的矛盾，增加記憶功能，確保在每次開啟臺燈后時間都可以準確顯示，不需要重新調整；

（5）BH1750光強傳感器，利用BH1750FV1芯片實現對環境光照強度的檢測分析，將測得的模擬信號轉化為數字信號傳輸給單片機，由單片機進一步處理；

（6）觸摸開關模塊，通過觸摸開關，可以實現對燈光亮度、日期、時間等的調整；

（7）EEPROM存儲模塊，可以接收并存儲單片機傳輸的燈光亮度信息，在臺燈重新開啟時，將信息傳輸會單片機，確保臺燈每一次開啟都可以恢復上次關閉時的亮度。

2 系統設計

2.1 主程序設計

為了確保單片機內部硬件能夠正常運作，主程序運行需要延遲100ms，之后對相應功能模塊進行初始化操作，編寫while進入無限循環。在循環中，可以掃描觸摸開關對其工作方式進行設置，延時180ms，對傳感器采集到的數據進行讀取，將之存儲在BUF中，與預先設定好的數值進行對比。取得時鐘模塊內部數據，結合LcdUptada函數對時鐘及BH1750相關數據進行更新。

2.2 調光程序設計

設置發送起始信號、停止和應答信號，讀取BH1750FV1內部數據。發送起始信號設置時，需要適當拉高時鐘線和數據線，延時5μs，之后拉低數據線，再延遲5μs，拉低時鐘線；發送停止信號設置時，需要拉高時鐘線，拉低數據線，延遲5μs后，拉高數據線，在延時5μs；發送應答信號設置時，需要先對應答信號入口參數進行寫入操作，拉高時鐘線，延時5μs后拉低時鐘線，繼續延時5μs。讀取相關數據后，應答信號入口參數為1，拉高時鐘線，延時5μs，再拉高數據線，延時5μs，完成信號設置。如果想要設置一個舒適的光照強度，可以對比傳感器采集到的環境光照強度，若其小于設定值，可以增加亮度，反之則調低亮度，可以在EEPROM中存儲當前臺燈光照強度，存儲數據隨光照強度變化隨時更新，確保在下次臺燈開啟時，能夠通過數據讀取，恢復上次關閉時臺燈的亮度。

2.3 時鐘程序設計

初始化DS1302模塊，進行日歷和時鐘設置，確保控制命令為WP=0，做好寫操作，寫入秒后，令WP=1，寫保護，依照這樣的流程，對分、時以及年月日進行依次設置。從單片機讀取當前信息，傳輸到DS1302中，關閉臺燈再打開，存儲在模塊中的信息會被單片機讀取，保證時間準確，不會因為臺燈關閉而導致時鐘停止。

2.4 開關程序設計

對觸摸開關進行相應的寄存器定義，之后全面掃描。觸摸Key1開關，可以打開或者關閉臺燈，每一次關閉再開啟，臺燈的色溫都會在三種色溫之間循環。觸摸Key2和Key3開關，可以對臺燈的亮度進行調節（Key2增強，Key3減弱）；觸摸開關Key4-Key7可以對日歷和時鐘進行調節：Key4開關可以選擇需要調節的內容，通過觸摸的方式，光標可以依次在年、月、日、時、分、秒依次循環；Key5開關可以退出調節模式；Key6和Key7開關可以對光標所在位置的數字進行增加或者減少，單次觸摸調節的量為1。Key8開關可以對智能臺燈的自適應功能進行調節，觸摸一下啟動自適應功能，再次觸摸會關系自適應功能。

3 結語

總而言之，本文基于STC89C52單片機，對智能臺燈系統進行了設計，通過相應的軟件程序，實現了硬件模塊的有機聯系，可以在LCD屏幕上對臺燈亮度信息以及日期、時間信息進行顯示，通過觸摸開關，可以實現臺燈開閉以及自適應功能開閉，也可以對色溫、光照強度、時間等進行調整。經試用和問卷調查，臺燈的智能性、舒適性和便利性得到了充分肯定，用戶也提出了一些富有建設性的意見，如增加鬧鐘功能、溫度顯示功能等，可以更進一步的提升臺燈的智能化程度。

參考文獻

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作者單位

南京市第二十九中學 江蘇省南京市 210024