(完整版)基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制定稿毕业设计
基于单片机的教室照明控制系统设计
【电子信息工程毕业设计+文献综述+开题报告】基于单片机的教室照明控制系统设计（20_ _届）本科毕业设计基于单片机的教室照明控制系统设计摘要随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已经广泛应用于各个邻域。
另外，由于楼宇智能化的发展和成熟，基于单片机的教室照明控制系统得到了广泛的普及。
本文根据教室灯光智能控制方面的发展现状，分析了有效的节电控制方案，提出了基于AT89S51单片机的教室照明控制系统。
系统采用热释红外人体传感器检测人体的存在，以此来控制照明灯的开启和关闭；利用光敏电阻来检测环境光的强度，以此来调节灯具的亮度；另外，系统还带有键盘及液晶显示，键盘用于输入密码及设置时间参数，液晶显示屏用于显示当前时间及系统提示；系统还可以自主设置教室灯具的开启及关闭时间，关灯前可利用蜂鸣器发出警告。
通过对人体存在信号及环境光信号的识别和判断，完成对教室灯具的智能控制，以达到节能的目的。
本系统软件采用C语言编制，采用模块化结构设计，条理清晰，便于修改。
关键词：AT89S51；智能控制；热释红外；传感器The Design of Classroom Lighting Control SystemBased on Single-chip MicrocomputerAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on MCU is widely applied in various fields. What's more,due to the development and maturation of the intelligent building,the control system for classroom lighting based on single-chip microcomputer has been widely popular.According to the development status of intelligent lighting control in the classroom, analysis of effective power-saving control solution,proposed classroom lighting control system which is based on AT89S51 MCU.This system can control the lamp switch by test and process the signal of human body that illuminates the back track exists;It can adjust the brightness of light by test and process daylight signal; In addition, the system also has a keyboard and LCD,keyboard use to enter passwords and set time parameters, LCD displays the current time and the system prompts;This system also can Independently set up the turn on and off time of lights,it can generate warnings by buzzer before turn off the lights. According to identify and judge the human body existence signaland the daylight signal, completion of classroom lighting intelligent control to save energy.The microcontroller software was developed based on C language, C language adopts building bloke design,its corporality is very good and easy to change.Keywords: AT89S51, intelligent control, pyroelectric infrared,sensors目录摘要IIIAbstract IV1 绪论 11.1课题的来源11.2课题的意义11.3国内外教室照明控制系统的发展现状及研究成果 2 1.3.1 国内外教室照明控制系统的发展现状 21.3.2 国内外教室照明控制系统的研究成果 21.4课题研究的主要内容 32教室照明控制系统的方案设计 52.1教室照明控制系统的方案设计 52.2方案评价 53教室照明控制系统的硬件设计 63.1芯片器件介绍 63.1.1 AT89S51单片机简介 63.1.2 LCD 1602 73.1.3 DS1302涓流充电时钟保持芯片93.1.4 TOP3224热释红外人体传感器103.2系统模块分析123.2.1 人体信号采集模块 123.2.2 光信号采集模块133.2.3 时钟电路133.2.4 LCD显示143.2.5 键盘 143.2.6 报警模块153.2.7 继电器驱动接口电路154教室照明控制系统的软件设计16 4.1系统整体功能的软件设计16 4.2数据采集的软件设计174.3 时钟模块的软件设计 174.4 显示模块的软件设计 184.5 报警模块的软件设计 194.6 键盘扫描的软件设计 19结论 21参考文献22致谢 23附录Ⅰ24附录Ⅱ25附录Ⅲ261 绪论1.1课题的来源由于学校开放型的管理模式，以及全员的节能意识的淡薄，造成了电能的极度浪费。
基于单片机的教室灯光控制系统的设计 --大学毕业(论文)设计
摘要Ⅰ
ABSTRACTⅡ
第1章 引 言
1.1 课题研究的目的与意义
能源问题和环境问题一直是人类社会面对的重大问题，特别是到了二十一世纪，对降低能耗和保护环境的要求更成了国家长期发展的重中之重，我国也提出了“节能减排”的号召。而在众多的能源问题中，电能的短缺是束缚经济发展和人民生活的重要能源问题之一。
据报道，用于照明的能源消耗占整个办公大楼能源消耗的20％~60％[1]，这部分能耗的多少很大程度上取决于照明的控制效果。在现代建筑的楼宇自动化系统中，照明控制也是其中一个重要分支。现代建筑对照明的要求很高，除了应该满足为建筑内人们在工作、学习、生活时对视觉环境的要求以外，还应该利用照明设备的不同类型及光线的变换为人们提供一个舒适、有美感的办公、学习和生活环境，此外，还应该提高能源的利用率，实现节能的目的[2]。而传统的照明系统由于其管理落后、能源浪费、舒适性差、布线复杂以及灯具寿命短[3]的缺点，己不能满足人们的这种需求，所以研究新型照明控制系统，对减少这部分能源消耗、减少环境污染，同时更好的满足人们对照明质量的要求，都有极其重要的意义。
(3)改善室内工作环境，提高室内人员的工作效率。
(4)提高建筑物的照明系统管理水平，将传统的人为开关控制转换为智能化的管理，将大大减少大楼的运行、维护和管理的费用。
总之，研究新型照明控制器及系统，对于节约照明用电，减少环境污染，满足人民群众日益增长的对照明质量、照明环境和减少环境污染的需要，建立优质高效、经济舒适、安全可靠、有益环境的照明系统有着极其重要的意义。
关键词：单片机；智能控制；热释红外传感器；X5045
(完整版)基于AT89S51单片机的教室灯光智能控制毕业设计论文
优秀论文审核通过未经允许切勿外传摘要为了有效利用教室灯光、节约能源，设计了以AT89C2051单片机作为控制核心的教室灯光控制系统，能根据学校作息时间、光照情况自动调节教室灯光的打开或关闭。
调试结果证明该系统具有很好的人机交互界面，能对教室灯光进行智能控制，且电路简单，成本低，节约能源，可移植性好。
也可应用于图书馆、会议室、办公室、办公等场所，具有很好的实际应用价值和广泛的应用空间。
本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。
该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
系统还具有报警功能；同时还采用了软硬件的“看门狗”等抗干扰措施。
本系统程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词：智能控制器热释红外传感器单片机AbstractIn order to make effective use of classroom lighting, energy saving, to design the AT89C2051 MCU as the control core of the lighting control system for classroom, according to the school calendar, light automatic adjustment of classroom lighting in the open or close. Debugging results show that the system -machine interface, for classroom lighting intelligent control, and also be applied in the library, conference room, office, office and other places, and value and broad application space.The topic for classroom lighting control, analysis of classroomlighting intelligent control principle and realization method, is put forward based on the SCM design classroom lighting intelligent controlsystem of train of thought, and on this basis the development of the intelligent control system of the AT89S51 single chip microcomputeras control module is the core component, the pyroelectric infraredsensor to detect the presence of the body, using photosensitive three transistor circuits to detect ambient light intensity; reasonable light conditions according to classroom, the body through the presence ofsignals and ambient light signal recognition and judgement, completionof the classroom lighting intelligent control, to avoid the classroom electricity waste. The system also ; it also uses soft . The system meetall kinds of institutions for classroom lighting control requirements, alarge degree of achieving the purpose of energy saving.Keywords: intelligent controller for pyroelectric infrared sensorchip目录摘要 (I)引言 (IV)1.1课题来源及背景 (IV)1.2国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题 (IV)第一章教室灯光控制器简介与方案分析 (1)1.1教室灯光控制器简介 (1)1.2系统控制方案分析 (1)第二章系统控制模块的硬件设计 (2)2.1系统控制模块的硬件构成及简介 (2)2.2系统控制的主要硬件电路 (2)2.2.1系统主控电路 (2)2.2.2系统供电电路 (3)2.2.3数据采集电路 (4)2.2.4系统时钟电路 (6)2.2.5继电器驱动电路 (7)2.2.6超时报警电路 (7)2.2.7按键控制电路 (8)2.2.8系统看门狗电路 (8)3.1系统监控主程序模块 (10)3.1.1系统自检初始化 (10)3.1.2定时中断处理设计 (11)3.2数据采集模块 (11)3.2.1人体存在传感器的优缺点 (11)3.2.2数据采集软件的实现 (12)3.3时钟模块 (12)3.3.1数据输入输出 (12)3.3.2时钟程序设计 (13)3.4显示驱动模块 (16)第四章系统调试运行及问题分析 (16)4.1单片机系统调试方法及步骤 (16)4.2主要问题分析 (18)第五章总结与展望 (19)5.1总结 (19)5.2展望 (19)致谢 (20)参考文献 (21)引言1.1课题来源及背景本课题属于自选课题，来源于本人了解到现今全世界面临资源短缺问题日益突出，造成了资源的巨大浪费。
基于AT89S51单片机的机动车灯光控制器设计
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光 系统控制。该控制 器具有程序短 小、成 本低 、性 能可靠、通用性好 、用途广泛等优 点 ，在 此电路基础上 只需进行 简单接 口电
路 ，便 能 满 足 用户 的 需 求 。
【 关键词 】Ａ Ｔ ８ ９ Ｓ ５ １ ；单 片机 ；机动 车灯光 灯；控制 器 【 中 图 分 类 号 】Ｔ Ｐ ２ ７ 【 文 献 标 识 码 】Ａ
ｅ ｔ ｃ ． ， ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｊ ｕ ｓ ｔ ａ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ， ｗｉ ｌ ｌ ｂ ｅ ａ ｂ ｌ ｅ ｔ ｏ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｅ ｄ ｓ ｏ ｆ ｕ ｓ ｅ ｒ ｓ ．
基于单片机的室内灯光智能控制系统的设计本科毕业设计
本科毕业设计基于单片机的室内灯光智能控制系统的设计毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机控制的教室照明智能控制系统
基于单片机控制的教室照明智能控制系统The Intelligence Control System for Classroom LightingBased on Single-chip-computer王海伦 叶冬芬(浙江工业大学浙西分校信电系,衢州 324006)摘 要:该文介绍了一种基于A T 89C51单片机为基础的教室照明智能控制系统,阐述了系统的硬件组成和软件设计。
关键词:单片机 照明 控制系统Abstract :T he paper introduces a control system for classroom lighting based on single -chip -microcomputer ,and hardware constructure and so ftw are design of this system in detail.Key words :single-chip-computer lighting control system图1 教室照明节能控制系统原理框图0 引言为实现教室照明灯具的自动控制,我们设计出一种新型的节能控制系统。
该控制系统设置了3套传感系统,其工作原理是:当教室无人时,关闭电源,所有灯具均关闭。
当教室有人时,分成3种情况:若室内照度X X 1时灯全部打开;若室内照度X 1<X <X 2时灯开一半(即每组开一支);若室内照度X X 2时所有灯均不开。
X 1、X 2的取值可根据平均照度的公式计算:E = N U K /A 。
式中: 光源的光通量; 灯具数;U 灯具的利用系数;K 维护系数;A 室内面积,单位m 2。
1 硬件设计系统以AT89C51单片机为核心,组成一个集采集、处理、报警为一身的自动控制系统,其原理框图见图1所示。
1.1 热释红外探测传感器组件该组件由3个部分组成:热释传感器,匹配低噪放大器,菲涅尔光学系统。
热释传感器包括:截止波长7~10 m 的滤光晶片,与人体辐射红外中心线波长9~10 m 相对应,起带通滤波器的作用,从而把人体和其他物体区分开;热释电陶材料,将透过滤光晶片的红外辐射能量的变化转换成电信号,即热电转换;场效应管匹配器,起阻抗变换作用,使得输入阻抗高而输出阻抗低。
基于单片机的教室灯光控制系统的设计设计
基于单片机的教室灯光控制系统的设计设计四川理工学院毕业设计基于单片机的教室灯光控制系统的设计学生：学号：专业：生物医学工程班级：指导教师：四川理工学院自动化与电子信息学院二O一三年六月基于单片机的教室灯光控制系统的设计摘要：本文详细研究了大学教室的使用特点和照明需求及存在的问题，提出了一种基于单片机的教室灯光控制系统。
该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
系统还具有报警功能；同时还采用了软/硬件的“看门狗”等抗干扰措施。
该系统可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词：单片机；智能控制；热释红外传感器；X5045黄叶：基于单片机的教室灯光控制系统的设计Design of Lighting Control System Based on MCUAbstract：This paper copiously studied using features, lighting requirements and the existing problems of the university classroom, at last a kind of lighting control system based on mcu of classroom was put forward. The system used AT89S51 microcontroller as a core component of the control module. It introduced pyroelectric infrared sensor to detect the existence of human body, and used circuit which constituted of photosensitive triode to detect the strength of environment lighting. The navar according to the resonable conditions of turning on classroom light and the identification of signal about environmental lighting and existing of human body, achieved the intelligent control of classroom lighting . At last, it avoid the waste of electricity. It also had alarming function, at the same time anti-interference measures such as the software / hardware "watchdog" was adopt. The system can meet institution requirements for classroom lighting control, largely achieved the purpose of energy saving.Key words: Microcontroller；Intelligent control；Pyroelectric infrared sensor；X5045四川理工学院本科毕业设计目录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)第1章引言 (1)1.1 课题研究的目的与意义 (1)1.2 采用智能照明控制系统的优势 (1)1.3 智能照明控制系统的研究现状 (2)1.4 本章小节 (3)第2章教室灯光控制器简介与方案分析 (4)2.1 大学教室照明控制现状 (4)2.2 教室灯光控制器简介 (4)2.3 系统控制方案分析 (4)2.4 本章小节 (5)第3章系统控制模块的硬件设计 (6)3.1系统控制模块的硬件构成 (6)3.2系统控制的主要硬件电路 (7)3.2.1系统主控电路 (7)3.2.2系统供电电路 (8)3.2.3系统复位电路 (9)3.2.4数据采集电路 (10)3.2.5系统时钟电路 (13)3.2.6继电器驱动电路 (15)3.2.7超时报警电路 (15)3.2.8按键控制电路 (16)3.3 本章小节 (17)第4章控制模块软件设计 (18)4.1系统监控主程序模块 (18)4.1.1系统自检初始化 (18)4.1.2定时中断处理设计 (19)黄叶：基于单片机的教室灯光控制系统的设计4.2数据采集模块 (20)4.2.1人体存在传感器的优缺点 (20)4.2.2数据采集软件的实现 (20)4.2.3人体存在传感器的抗干扰措施 (21)4.2.4人体存在传感器的安装要求 (21)4.3时钟模块 (22)4.3.1数据输入输出 (22)4.3.2时钟自检初始化 (23)4.3.3时钟程序设计 (25)4.4 系统工作总流程 (26)4.5 本章小节 (26)第5章系统调试运行及问题分析 (28)5.1单片机系统调试方法及步骤 (28)5.2主要问题分析 (30)第6章结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)第1章引言1.1 课题研究的目的与意义能源问题和环境问题一直是人类社会面对的重大问题，特别是到了二十一世纪，对降低能耗和保护环境的要求更成了国家长期发展的重中之重，我国也提出了“节能减排”的号召。
AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计
AT89S51单片机的教室灯光智能控制系统设计一、引言随着科技的不断发展，智能化控制系统已经渗透到各个领域。
在校园中，教室的灯光控制是一个很重要的问题。
传统的教室灯光控制方式受时间和环境的限制，不能很好地满足现代教室的需求。
因此，设计一个AT89S51单片机控制的教室灯光智能控制系统至关重要。
本文将介绍该系统的设计原理、硬件和软件设计。
二、设计原理教室灯光智能控制系统设计的主要原理是利用AT89S51单片机控制，根据环境光照强度和使用者需求来调节教室灯光的亮度和色温。
系统设计分为两个部分，一个是环境光感应器部分，用于检测环境光照强度；另一个是用户需求感应器部分，用于检测使用者需求。
根据这两部分的数据，单片机控制灯光的亮度和色温，使之达到最佳效果。
三、硬件设计硬件设计主要包括AT89S51单片机、环境光感应器、用户需求感应器、LED灯带等。
环境光感应器通过采集环境光照强度的数据，并将其转换成电压信号输入到单片机中。
用户需求感应器通过采集用户需求的数据，并将其转换成电压信号输入到单片机中。
单片机通过PWM技术控制LED灯带的亮度和色温。
硬件设计需要合理布局电路板，连接各个元件，并正确配置引脚。
四、软件设计软件设计主要包括单片机的程序设计。
首先，需要初始化单片机的引脚和定时器。
然后，编写环境光感应器和用户需求感应器的数据采集程序。
接着，编写PWM输出程序，控制LED灯带的亮度和色温。
最后，根据环境光照强度和用户需求的数据，设计控制算法，使灯光亮度和色温能够智能调节。
五、系统特点教室灯光智能控制系统设计具有以下几个特点：1.自动调节：系统可以根据环境光照强度和用户需求自动调节灯光的亮度和色温，使之更符合教室的实际使用需求。
2.节能环保：系统可以根据需要调节灯光的亮度，有效节约能耗，减少对环境的影响。
3.智能化控制：系统通过单片机控制，具有智能化的控制功能，使灯光控制更加便捷和高效。
4.灵活性强：系统设计灵活，可以根据实际需求进行调整和升级，满足不同教室的需求。
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摘要本课题针对教室灯光的控制，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机设计教室灯光智能控制系统的思路，并在此基础上开发了智能控制系统的硬件模块和相应软件部分。
该系统以AT89S51单片机作为控制模块的核心部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏三极管构成的电路检测环境光的强度；根据教室合理开灯的条件，通过对人体存在信号和环境光信号的识别与判断，完成对教室灯光的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。
系统还具有报警功能；同时还采用了软硬件的“看门狗”等抗干扰措施。
本系统程序部分采用C语言编写，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，针对性强，性价比高等优点，可以满足各类院校对教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关键词：智能控制器热释红外传感器单片机引言当前，随着经济的飞速发展，能源短缺问题日益突出，成为一个国家经济发展的“瓶颈”。
作为工业生产和人民生活不可或缺的电力能源更是如此。
尤其现今越来越提倡低碳生活，节约能源已经成为一种全球共识，而作为培养社会精英的高校更应该起到榜样的作用。
但是目前在校园内，教室灯火通明，却空无一人的现象屡见不鲜，这不仅造成了严重的资源浪费，也对高校的形象造成了很坏的影响。
本文所研究的教室灯光控制系统就可以很好地实现节约能源的作用。
1 系统硬件组成整个系统由中央控制电路、2×4按键电路、光敏传感电路、继电器驱动电路、时钟电路、液晶显示电路六个模块组成。
其中，光敏传感电路模块主要完成对教室当前光线明暗程度的判定，时钟电路主要实现时基功能，两者分别提供光照和定时数据供以单片机为核心的中央控制模块进行逻辑判断，单片机最终将运算结果输出到液晶显示屏，同时对教室灯光进行控制。
整个系统的硬件框图如图1所示。
1．1 中央控制模块系统中，中央控制器主要用于接收两个外部数据，由此判断是否定时时间已到，教室光照是否充足。
控制器根据这两个外部数据来进行逻辑运算，从而实现定时开关灯、刷新液晶显示屏，同时可以通过键盘设置时间日期、查看相关信息根据系统设计要求，控制器选择了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型单片机。
该款是一种高速、高可靠性单片机，工作电压5．5～3．4V，Flash程序存储器4K字节，SRAM为256字节，2个定时器，8路8位AD转换器，可通过串口实现在线编程、AD 转换、看门狗等功能。
1．2 液晶显示电路为了实现较好的人机交互界面，在本系统中采用1602液晶显示屏来显示用户的设定作息时间及用户所查询的信息。
点阵字符型液晶显示器是专门用于显示数字、字母、图形符号及少量自定义符号的显示器。
这类显示器把LCD控制器点阵驱动器字符存贮器全做在一块印刷板上。
系统选用日立公司的HD44780液晶显示。
HD44780具有简单而功能较强的指令集，可实现字符移动闪烁等功能。
与MCU的传输可采用8位并行传输或4位并行传输2种方式。
液晶显示电路如图2所示。
1．3 其他电路按键电路主要由一个2×4的按键阵列组成，主要用于完成作息时间、当前时间、定时时间段的设定。
光敏传感电路实现教室内光照强度数据的采集，其门限值可通过可调电阻调节。
指示灯主要实现对系统工作状态，如系统工作于自动控制模式还是强制模式，灭灯或亮灯状态等的指示。
2 系统工作原理本系统能够采集室内光照强度数据，并结合学校作息时间对教室灯光进行实时控制，达到方便和节约能源的目的。
电路存在两种工作模式：自动控制模式和强制模式。
2．1 自动控制模式系统复位默认工作在自动控制模式，当教室内自然光线弱，光敏传感器把感应到的光强信号送至单片机处理，输出照明命令，则打开教室灯光，但因系统定时关灯时间与学校作息时间一致，因此在非需要开灯的时间段内，教室灯光自动关闭，达到节约用电的效果。
系统考虑到如果教室外自然光很强，但因某种需求需要拉上窗帘，这样室内光照就不太理想，需要开灯，因而设置了两路光敏传感器，一路探测室内光强，一路探测室外光强，这体现了系统设计的灵活性。
2．2 强制模式系统正常工作的情况下，通过按下强制按钮，就能对灯进行强制开关的控制，通过该按钮也能使电路切换回自动控制状态。
设置强制按钮主要考虑到有时需要对灯进行强制控制，例如需要在教室通过投影仪观看电影时，为达到最佳的收看效果，需要关上灯。
3 软件设计系统采用STC12C4052AD单片机作为控制的核心，负责整个系统的逻辑运算，因此软件设计是系统能否稳定运行以及能否实现设计功能的关键。
本系统中STCl2C4052AD 单片机主要完成接收外部数据、处理数据、输出控制数据。
所以软件的重点是：如何接收外部数据，如何处理以及如何输出控制数据。
因此，在该软件实现中我们采用了模块化的方案，整个软件设计由初始化模块、键盘接收模块、中断处理模块、数据显示模块和定时输出模块五个模块组成，系统程序主流程框图如图3所示。
初始模块主要完成IO口、定时计数器、中断以及液晶显示屏的初始化，键盘接收模块主要用于接收初始变量，如当前时间、作息时间等的设定。
同时也接受相关数据的查询，如查询设定好的作息时间、光照阈值等，数据显示模块用于显示当前的时间、定时开关时间以及用户要查询的相关数据。
4 调试和总结在整个系统设计完成之后我们在调查研究的基础上，对什么光线情况下应该开灯及系统在根据学校的作息时间上进行了设定验证、调试，结果显示本系统可以稳定运行且效果理想。
本系统主要应用于教室的灯光控制，但是对于一些公共场合，如会议室、办公室、楼道等场所，只要在本系统的基础上稍加改动，也可以很好地满足其需要，因此本系统的可移植性好，具有比较大的市场潜力和广泛的应用前景.目录摘要 (I)第一章教室灯光控制器简介与方案分析 (1)1.1教室灯光控制器简介 (1)1.2系统控制方案分析 (1)第二章系统控制模块的硬件设计 (3)2.1系统控制模块的硬件构成及简介 (3)2.2系统控制的主要硬件电路 (3)2.2.1系统主控电路 (3)2.2.2系统供电电路 (4)2.2.3数据采集电路 (5)2.2.4系统时钟电路 (7)2.2.5继电器驱动电路 (8)2.2.6超时报警电路 (8)2.2.7按键控制电路 (9)2.2.8系统看门狗电路 (9)第三章控制模块软件设计 (13)3.1系统监控主程序模块 (13)3.1.1系统自检初始化 (13)3.1.2定时中断处理设计 (14)3.2数据采集模块 (14)3.2.1人体存在传感器的优缺点 (14)3.2.2数据采集软件的实现 (14)3.3时钟模块 (15)3.3.1数据输入输出 (15)3.3.2时钟程序设计 (16)3.4显示驱动模块 (18)第四章系统调试运行及问题分析 (21)4.1单片机系统调试方法及步骤 (21)4.2主要问题分析 (22)第五章总结与展望 (25)5.1总结 (25)5.2展望 (25)致谢 (27)参考文献 (29)第一章教室灯光控制器简介与方案分析1.1教室灯光控制器简介本课题设计的控制器可有效的实现教室灯光的智能控制。
其输入参数主要是人体存在信号和环境光强度信号等外界因素。
环境光的强度达到一定值时不开灯，环境光强度在一定阀值以下且有人存在时开灯，实验证明这种方案可以实现对教室灯进行智能控制。
教室灯光控制器一般安装在教室内避开电灯直射的位置，且人体传感器安置时应使人体活动方向与人体传感器中两个热释电元连线方向垂直，这样可使人体存在信号采集更加灵敏、可靠，同时还要尽可能避免外界风直接吹向人体传感器。
1.2系统控制方案分析该控制器以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数，能够实现自动与手动控制相兼容。
在自然环境光较强光线足够时，无论人是否存在，都不开灯；在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。
同时，还可设置作息时间来控制，夜晚超过12点，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用开关来手动控制，以解决因特殊情况下，自动控制器的不人性化运行。
所研究的教室灯光控制器主要是由硬件和软件两大部分组成。
硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。
而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到设计目的。
第二章系统控制模块的硬件设计2.1系统控制模块的硬件构成及简介系统控制单元是以AT89S51单片机主控模块为核心，其它外围电路主要包括：环境光采集电路、时钟模块、热释红外传感器模块、看门狗模块、按键电路、EEPROM存储模块、超时报警模块、数码管显示模块，其结构框图如图2-1所示。
图2-1 系统控制结构框图环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度的减弱，电阻逐渐增大，把光信号转化成电信号，实现对光强度的检测。
人体存在传感器模块采用HP-208是基于红外线技术的智能产品，实现对人体存在的检测。
硬件时钟模块采用具有充电能力的低功耗，具有临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。
该电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的使用。
系统数据存储及故障保护部分由X5045组成，X5045是一种串行通讯的512字节EEPROM，同时兼有看门狗和电源监控功能键盘模块。
2.2系统控制的主要硬件电路考虑到本系统安装时受环境影响因素比较多，且教室控制设备中的人体存在传感器、光敏三极管等经常会因环境情形变化而不稳定，所以在设计过程中，电子元器件的选用、线路布置和设备的安放要充分考虑到抗干扰问题。
2.2.1系统主控电路本系统的主控模块采用AT89S51作为主控芯片，它是一种低功耗，8位CMOS工艺处理器，具有8K在线可编程Flash存储器，片内的Flash可多次编程，为在线编程提供了方便。
片内有128字节的RAM，4KB的EEPROM，由于合理的安排使用片内RAM空间，所以没有片外扩展的RAM，使电路结构简洁。
该芯片的主要特征见如表2.1：表2.1 AT89S51主要特征AT89S51引脚外围器件引脚说明P0. 0-P0. 7 ULN2803 数码管段码驱动接口P2. 0-P2. 7 PNP-9012基极数码管段码驱动接口P1. 0 X5045SI X5045串行输入端P1. 1 X5045SCK X5045串行时钟端P1. 2 X5045CS X5045片选端P1. 3 X504550 X5045串行输出端P1. 4 工作状态指示灯P1. 5 DS1302CLK DS1302时钟线P1.6 DS1302IO DS1302数据线P1. 7 DS1302RST DS1302复位线P3. 0- P3. 1 数据采集输入端P3. 3 人体存在传感器输出信号端P3. 4 超时报警信号输入端P3. 7 光敏三极管输入信号端单片机最小系统如图2-2所示：图2-2 单片机最小系统(1) 40（Vcc）20（GND）脚间的电压应有5V 。