基于单片机的LED照明系统的设计（有完整资料）

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编号：

CJ-51-2021-006

设计简介：

本设计是基于单片机的LED照明系统的设计，主要实现以下功能：

可实现LCD1602显示光照强度，灯的状态；
可实现通过按键控制LED的开关；
可实现通过光照强度控制灯光的亮度；
可实现通过人体红外控制灯光的亮灭；
灯的亮度控制由PWM的方式控制。

标签：51单片机、LCD1602、人体红外、PWM

一、中控部分

核心控制器：STC89C52单片机

功能：
- 数据获取：从输入部分获取人体红外信号、光照强度数据。
- 数据处理：对采集到的数据进行分析，判断是否有人以及当前光照强度是否需要调整。
- 控制输出：根据处理结果，控制LCD1602显示模块、MX1508电机驱动模块和USB模块等输出设备。
特点：
- STC89C52单片机具有丰富的I/O端口、定时器和中断系统，能够高效处理多任务。
- 通过编程实现数据采集、分析和输出控制。

二、输入部分

输入部分由以下四部分组成：

人体红外模块
- 功能：检测当前环境中是否有人。
- 特点：人体红外模块能够感知人体的热辐射，适合用于自动照明系统的触发条件。
光照传感器 + ADC0832组成的光照检测模块
- 功能：检测当前环境的光照强度。
- 特点：光照传感器能够实时监测环境亮度，ADC0832用于将模拟信号转换为数字信号，便于单片机处理。
独立按键
- 功能：
  - 通过三个独立按键切换灯的模式（如手动模式、自动模式等）。
- 特点：按键操作简单，方便用户切换不同的工作模式。
供电电路
- 功能：为整个系统提供稳定的电源。
- 特点：供电电路设计合理，确保各模块正常工作，同时具备过流、过压保护功能，提高系统的安全性。

三、输出部分

输出部分由以下两部分组成：

LCD1602显示模块
- 功能：
  - 显示当前灯的状态（如手动模式、自动模式）。
  - 显示当前光照强度。
- 特点：LCD1602显示清晰，适合展示实时数据和系统状态。
MX1508电机驱动模块 + USB模块
- 功能：
  - 在自动模式下，当检测到有人且光照强度不足时，通过MX1508电机驱动模块控制LED灯的发光强度。
  - USB模块用于供电或数据传输。
- 特点：
  - MX1508电机驱动模块能够精确控制LED灯的亮度，实现智能调光。
  - USB模块提供灵活的电源和数据接口，方便系统扩展和调试。

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为光敏电阻，第九部分是ADC0832，第十部分是人体红外检测模块，检测是否有人，第十一部分是USB灯。下图5-1为焊接完整实物图：

图5-1电路焊接总图

5.2 检测光照和人打开USB灯实物测试

如图5-2所示，下图为上电后，此时显示屏显示测得的室内光照强度为79.6lm。当前模式为自动模式。

图5-2人数和温度检测实物图

5.3手动模式开关USB灯实物测试

如图5-3所示，此设计中可以开启手动模式，按下按键K3打开USB灯，按下按键K4关闭USB灯，在手动模式下即使人体红外检测到人也不会自动亮灭。

图5-3手动模式开关USB灯实物图

5.4 自动模式下开关USB灯实物测试

如图5-4所示，此设计中在自动模式下，当人体红外检测到人，USB灯打开，会根据光明电阻检测到的光照强度USB灯变亮和变暗。

图5-4 设置温度阈值实物图

设计摘要：

本论文介绍了一种基于STC89C52单片机的智能LED照明系统。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成，其中中控部分采用STC89C52单片机作为主控制器。输入部分包括人体红外模块、光照检测模块、独立按键和供电电路。人体红外模块用于感知周围是否有人，光照检测模块实时测量环境光照强度，独立按键提供手动控制选项，而供电电路则确保系统的稳定供电。综上所述，本论文设计的基于STC89C52单片机的智能LED照明系统具有较强的实用性和可扩展性，可广泛应用于家居、商业照明等领域。未来可进一步优化控制算法和引入更多传感器，以提升系统的智能化和自适应性，实现更高效的能源利用和舒适的照明体验。

关键词：单片机；智能照明；光照强度检测；LED照明系统