基于单片机的热释电人体感应灯的设计与制作

基于单片机的热释电人体感应灯的设计与制作

摘要：单片机如果学的好，是个很吃香的工作。而且它应用的很广泛，并且具有体积小、稳定性好等特点。它应用在生活、生产中的各个领域环节。单片机是一个电路芯片，它规模很小但是很强大，有了它就相当于有了计算机的全部功能。单片机的发展历程大致经历了5个阶段：第一个阶段为它的萌芽阶段，主要用于家用电器计算机，高级玩具等方面。典型代表为f8单片机。第二阶段为初级8位机阶段，典型代表为MCS-48系列单片机。第三阶段为高性能单片机阶段，典型代表为MCS-51系列。第四阶段为16位微控制器阶段,发展了MCS-96系列等16位单片机。第五阶段从1986年到今天，有了32位单片机，然而产品继续投入到市场中，而且成为了单片机历史上一个重要的里程碑。灯光在我们日常生活中运用的最多，而且一到了黑夜我们就难以离开它。然而在生活中，看到的灯光基本上都是长时间地亮着，而且还需要人动手去操作灯的打开与关闭。如果灯光附近有人还好，如果没人的话难免的造成了铺张浪费。

此项目主要运用了单片机 STC89C51作为主芯片来控制智能灯泡的节能控制要求。它主要针对于控制楼道和一些人经常路过和不长时间停留的地方。硬件设备离不开各个元器件的组成。

　　本设计主要由热电红外传感器和双电压比较器以及其他一些元器件组成。其原理是：以人体的辐射和人体周围光的强度来判断热释电人体感应灯的亮与灭。光电路检测环境由LM393比较器和光敏电阻组成。

关键词：单片机；红外热释电传感器;LM393比较器。

第一章引言 1

1.1课题的选择要求 1

1.2选题的内容和目的 1

第二章控制系统大致框架 3

2.1系统总体方案及框图 3

2.2系统方案的比较及选择 3

2.2.1人体感应模块的选择 4

2.2.2最小系统的选择 4

2.2.3继电器的选择 4

第三章硬件电路设计与控制要求 6

3.1单片机最小系统模块 6

3.1.1复位电路 6

3.1.2晶振电路 7

3.2 感光模块 7

3.3 人体感应模块 8

3.4继电器驱动模块 9

3.5乔氏驱动BTS7960 10

3.6本章小结 10

第四章元器件选型 11

4.1单片机STC89C51 11

4.1.1单片机主要功能、性能参数 11

4.1.2引脚功能 12

4.2 LM393双电压比较器 13

4.3光敏电阻 13

4.4信号采集处理模块HC-SR501 14

4.4.1 HC-SR501人体感应模块功能 15

4.5继电器 16

第五章软件设计 17

5.1 主程序设计 20

5.2 内部程序设计 20

第六章系统分析与调试 23

6.1软件调试 23

6.2硬件调试

第七章结论与展望 28

致谢 29

参考文献 30

附录一 31

附录二 32

附录三 33

第一章引言

1.1课题的选择要求

随着科技水平的提高，而传感器在我们生活中运用得非常广泛，而且运用到各个场合，比如一些宾馆、商场的自动门，还有一些监测人视力保护的一种安全装置。我们现在通常用的智能照明灯是利用人体的辐射所发出来的信号，让热释电红外传感器芯片接收，转换成一种很强电信号，利用这个信号来实现对智能灯的控制。它比开关控制更加简单、方便【1】。这项技术不仅用于智能灯的控制系统。而且在许多预警方面也突出很大的作用，比如对人体的坐姿不良，可以设计一个预警系统检测孩子的视力。

对于环境光的检测，是此次项目的难点。我们以往用的是光敏电阻来探测人体的存在，但是这项技术，早已经跟不上了科技的步伐，用常规的测量方法误差比较大，而且校准也是一个难题。用光敏电阻标定后精度不是很精确，而我们现在要求的是一个很精确的数值，所以这项技术，还有待我们日后的研究与探它的实用性价值。

本次设计主要以单片机位核心，其它器件作为辅助。以人体感应模块检测周围光的环境探测周围是否有人的存在，把信号传递给单片机。从而体现环境光比较暗的情况下，当有人在范围区时，灯光亮。人离开检测区域后灯光灭的两种状态。

1.2选题内容和目的

第一，有人处于灯光感应的范围内，且人不离开这个地方。周围的灯光比较暗可以保证，智能灯的亮【2】。

第二，周围的光环境比较暗，当一个人离开了灯光所感应的范围内，灯熄灭。接下来又有一个人到这个范围内，感应灯可以检测到人所发出来的红外，灯光亮。

第三，智能灯可以感应到周围的光很强，所以此时当有人或是无人在智能灯可以感应到的范围下，灯都不会亮起【3】。

　　此次涉及的课题主要通过人体所发出来的红外信号被传感器接收，经放大器反馈回来的电压，实现智能灯的打开与关闭。方法是使用单片机内置的比较器对比光敏电阻与滑动变阻器上的分压来区别白日与黑夜，从而来确定白天与黑夜的两种工作状态。基于人体感应模块输出高电平来确定否是有人或是有温度的物体在检测到的范围内，来实现感应灯的功能【4】。

本次课题设计的主要目的是为了让人体感应功能够更加地发挥它的功能，让自己对人体感应灯内部结构和一些相关的制作原理有更好的了解。推动自己的积极性，最好让自己独立完成这个项目，有问题的话，可以请教各位老师，和本专业相关的同学。只能照明系统已经运用到了我们生活中，但还不是很普及，也许跟价格有一定的关系。所以我们现在要做的就是最好能装我这项技术，自己动手操作，制作产品，这将大大减少了一些费用，然而只需要一点点的成本钱，就可以实现智能灯的普及。代替传统的家用照明，既省了一些电费又很环保，而且也不用动手去操作又很卫生，所以说这也是我此次设计这个课题的目的所在。现在是一个科技的时代我们要跟着时代的步伐慢慢前进，否则就会被社会淘汰掉。我会反复去琢磨这次设计，经过多次实验，争取把它设计成为大家所公认的产品。

参考文献

[1]葛剑青,基础电工控制应用电路［Ｍ］.北京：电子工业出版社,2005.

[2]赵玉安，人体热释电红外线传感器介绍，中国电子制作，20011.9

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[5]童诗白.模拟电子技术，第二版［M］. 北京：高等教育出版社，1999.

[6]张广发.电路噪声的计算与测量（上、下）[M].长沙：国防科技大学出版社，1995.17-32

[7]宋文绪.传感器与检测技术[M]. 北京: 高等教育出版社

[8]余锡存.单片机原理及接口技术[M]. 西安: 西安电子科技大学出版社

[9]王振红，张常年.电子技术基础实验及综合设[M].北京：机械工业出版社，2007.

[10]华成英. 模拟电子技术基本教程[M]. 北京：清华大学出版社，2001

[11]康光华,邹寿斌.电子技术基础数字部分（第五版）［Ｍ］.北京:高等教育出版社,2006.