【单片机毕业设计】【mcuclub-jj-025】基于单片机的台灯的设计

       最近设计了一个项目基于单片机的台灯系统，与大家分享一下：

一、基本介绍

项目名：台灯
项目编号：mcuclub-jj-025
单片机类型：STC89C52
具体功能：
1、通过超声波检测台灯到人的距离
2、通过光敏电阻检测光照值
3、当距离值小于设置最大值，则证明有人在台灯前，此时如果光照小于设置最大值，则打开灯光，在最大值和最小值之间，根据光照值自动调节光亮度，当小于设置最小值，则调整为最大亮度
4、当距离值小于设置最小值，则坐姿有问题，通过语音模块提醒“请注意坐姿”
5、通过按键可设置各阈值，手动调节灯亮度、切换模式
6、通过显示屏显示测量值
扩展功能：通过蓝牙模块将测量数据发送到手机端，并可以控制光亮度以及模式切换

二、51实物图

单片机型号：STC89C52

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

三、51仿真图

仿真软件版本：proteus8.9

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样

 四、32实物图

单片机型号：STM32F103C8T6

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

 五、原理图

软件版本：AD2013

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

 六、PCB图

由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

两层板，上下覆铜接地。

七、系统框图

本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计台灯的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由四部分组成，第一部分是超声波检测模块，通过该模块检测人的距离；第二部分是光照强度检测模块，通过该模块可以检测当前的光照强度；第三部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等；第四部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由四部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是LED灯照明电路；第三部分是语音播报模块，检测到用户距离台灯距离较近进行语音播报提醒。除此之外，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端，用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图所示。

 八、软件设计流程

系统的主流程图如图所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、设置阈值等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值，并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端，用户也可以通过手机端发送指令，设备根据用户发送的指令执行对应的处理；紧接着进入第三个函数显示函数，该函数显示监测值及阈值；最后进入第四个函数处理函数，如果距离小于最大值，有人，根据光照度调节灯亮度，距离小于最小值，语音提醒，设置界面，关闭灯。

 九、部分程序展示

软件版本：keil5

逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

void Manage_function(void)
{
	if(flag_display == 0)                  //测量界面
	{
		if(flag_mode == 0)									//自动模式
		{
      if(distance_value < distance_max)	//如果距离小于最大值，有人，根据光照度调节灯亮度
			{
        if(light_value < light_min*10)
				{
					pwm_value = 9;
					lamp_gear = 3;
				}
				else if(light_value < (light_min+light_max)/2*10)
				{
					pwm_value = 6;
					lamp_gear = 2;
				}
				else if(light_value < light_max*10)
				{
					pwm_value = 3;
					lamp_gear = 1;
				}
				else
				{
					pwm_value = 0;
					lamp_gear = 0;
				}
      }
      else
			{
				pwm_value = 0;
				lamp_gear = 0;
			}
    }
    if(distance_value < distance_min)							//距离小于最小值，语音提醒
		{
			flag_timer_begin = 1;
			if(flag_prompt == 0)
			{
				printf("请注意坐姿");
				flag_prompt = 1;
			}
			if(flag_10s == 1)
			{
				flag_10s = 0;
				printf("请注意坐姿");
			}
		}
		else
		{
			flag_timer_begin = 0;
			flag_prompt = 0;
		}
	}
	else													         //设置界面，关闭灯
	{
		flag_timer_begin = 0;
    flag_10s = 0;
		pwm_value = 0;
		lamp_gear = 0;
	}
}