沈天元

摘 要臺燈在人們的日常工作和生活中經(jīng)常用到，從方便用戶的角度，臺燈逐漸實(shí)現(xiàn)了智能化，兼具自動調(diào)光、日歷、時鐘等功能。本文對基于STC89C52單片機(jī)的智能臺燈系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了分析和討論。

【關(guān)鍵詞】STC89C52單片機(jī) 智能臺燈 系統(tǒng)設(shè)計

智能臺燈的出現(xiàn)，為人們的工作生活提供了便利，不過當(dāng)前多數(shù)臺燈一般僅能夠依靠硬件來實(shí)現(xiàn)自動開關(guān)，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(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)臺燈自動調(diào)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(shè)計

1.1 總體設(shè)計

系統(tǒng)硬件部分采用了STC89C52單片機(jī)、LCD12864顯示模塊、LED燈、DS1302時鐘以及觸摸開關(guān)、BH1750光強(qiáng)傳感器等。

1.2 模塊設(shè)計

（1）單片機(jī)模塊，STC89C52單片機(jī)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(jié)的RAM、32位I/O接口，以及3個16位定時器，可以實(shí)現(xiàn)對其他功能模塊的控制；

（2）LED燈模塊，選擇轉(zhuǎn)色溫?zé)襞荩梢葬槍Σ煌男枨筮M(jìn)行調(diào)節(jié)，為用戶提供更加舒適的體驗(yàn)；

（3）LCD12864顯示模塊，可以通過單片機(jī)，向LCD顯示模塊輸入數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)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(zhǔn)確顯示，不需要重新調(diào)整；

（5）BH1750光強(qiáng)傳感器，利用BH1750FV1芯片實(shí)現(xiàn)對環(huán)境光照強(qiáng)度的檢測分析，將測得的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)一步處理；

（6）觸摸開關(guān)模塊，通過觸摸開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)對燈光亮度、日期、時間等的調(diào)整；

（7）EEPROM存儲模塊，可以接收并存儲單片機(jī)傳輸?shù)臒艄饬炼刃畔?，在臺燈重新開啟時，將信息傳輸會單片機(jī)，確保臺燈每一次開啟都可以恢復(fù)上次關(guān)閉時的亮度。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 主程序設(shè)計

為了確保單片機(jī)內(nèi)部硬件能夠正常運(yùn)作，主程序運(yùn)行需要延遲100ms，之后對相應(yīng)功能模塊進(jìn)行初始化操作，編寫while進(jìn)入無限循環(huán)。在循環(huán)中，可以掃描觸摸開關(guān)對其工作方式進(jìn)行設(shè)置，延時180ms，對傳感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，將之存儲在BUF中，與預(yù)先設(shè)定好的數(shù)值進(jìn)行對比。取得時鐘模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)，結(jié)合LcdUptada函數(shù)對時鐘及BH1750相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。

2.2 調(diào)光程序設(shè)計

設(shè)置發(fā)送起始信號、停止和應(yīng)答信號，讀取BH1750FV1內(nèi)部數(shù)據(jù)。發(fā)送起始信號設(shè)置時，需要適當(dāng)拉高時鐘線和數(shù)據(jù)線，延時5μs，之后拉低數(shù)據(jù)線，再延遲5μs，拉低時鐘線；發(fā)送停止信號設(shè)置時，需要拉高時鐘線，拉低數(shù)據(jù)線，延遲5μs后，拉高數(shù)據(jù)線，在延時5μs；發(fā)送應(yīng)答信號設(shè)置時，需要先對應(yīng)答信號入口參數(shù)進(jìn)行寫入操作，拉高時鐘線，延時5μs后拉低時鐘線，繼續(xù)延時5μs。讀取相關(guān)數(shù)據(jù)后，應(yīng)答信號入口參數(shù)為1，拉高時鐘線，延時5μs，再拉高數(shù)據(jù)線，延時5μs，完成信號設(shè)置。如果想要設(shè)置一個舒適的光照強(qiáng)度，可以對比傳感器采集到的環(huán)境光照強(qiáng)度，若其小于設(shè)定值，可以增加亮度，反之則調(diào)低亮度，可以在EEPROM中存儲當(dāng)前臺燈光照強(qiáng)度，存儲數(shù)據(jù)隨光照強(qiáng)度變化隨時更新，確保在下次臺燈開啟時，能夠通過數(shù)據(jù)讀取，恢復(fù)上次關(guān)閉時臺燈的亮度。

2.3 時鐘程序設(shè)計

初始化DS1302模塊，進(jìn)行日歷和時鐘設(shè)置，確?？刂泼顬閃P=0，做好寫操作，寫入秒后，令WP=1，寫保護(hù)，依照這樣的流程，對分、時以及年月日進(jìn)行依次設(shè)置。從單片機(jī)讀取當(dāng)前信息，傳輸?shù)紻S1302中，關(guān)閉臺燈再打開，存儲在模塊中的信息會被單片機(jī)讀取，保證時間準(zhǔn)確，不會因?yàn)榕_燈關(guān)閉而導(dǎo)致時鐘停止。

2.4 開關(guān)程序設(shè)計

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

3 結(jié)語

總而言之，本文基于STC89C52單片機(jī)，對智能臺燈系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計，通過相應(yīng)的軟件程序，實(shí)現(xiàn)了硬件模塊的有機(jī)聯(lián)系，可以在LCD屏幕上對臺燈亮度信息以及日期、時間信息進(jìn)行顯示，通過觸摸開關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)臺燈開閉以及自適應(yīng)功能開閉，也可以對色溫、光照強(qiáng)度、時間等進(jìn)行調(diào)整。經(jīng)試用和問卷調(diào)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(shè)性的意見，如增加鬧鐘功能、溫度顯示功能等，可以更進(jìn)一步的提升臺燈的智能化程度。

參考文獻(xiàn)

[1]李書婷，韓國富，吳小林，等.基于STC89C52單片機(jī)的教室燈控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].自動化與儀器儀表，2017（01）：52-54.

[2]肖雅金，胡子牛，張偉，等.基于STC89C52的智能臺燈軟件設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（02）：248-250.

[3]阮文韜，張志，任曉娜.基于STC89C52的智能家居系統(tǒng)設(shè)計[J].信息系統(tǒng)工程，2016（02）：129-130.

作者單位

南京市第二十九中學(xué) 江蘇省南京市 210024