基于51单片机的智能台灯带坐姿矫正Proteus仿真设计（包含仿真和源程序）

ID:331717 · 发表于 2023-2-19 15:14

功能描述：

1、系统分为自动和手动模式，上电之后，绿色的LED灯点亮，代表当前是自动模式。

2、通过按键1，可以在手动模式（绿灯灭）和自动模式（绿灯亮）之间来回切换。

3、在手动模式下，可以通过按键2降低亮度，按键3增加亮度。

4、在自动模式下，首先要检测到有人，才进行亮度的自动控制，否则台灯熄灭。调整光敏电阻，模拟光照的变化，从而就可以看到台灯的亮度会随着环境中的光照强度的改变而改变，效果是光照越弱，台灯越亮。如果人体传感器 1 分钟检测不到有人，台灯就会自动熄灭。

5、无论是自动模式还是手动模式，都是把亮度分为 10 个等级的。

6、注意，人体感应检测功能只在自动模式下有效。

7、带坐姿矫正功能，使用超声波模块测量距离，距离过近发出告警，提醒摆正坐姿。

仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）

单片机源程序如下:

#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#include "ultrasonic_wave.h"//超声波头函数
#define uchar unsigned char // 以后unsigned char就可以用uchar代替
#define uint unsigned int // 以后unsigned int 就可以用uint 代替
sbit LED = P1^0; // 模式指示灯，亮是自动模式，灭是手动模式
sbit Lamp = P1^4; // 台灯控制引脚
sbit Key1 = P1^1; // 按键1，模式切换按键
sbit Key2 = P1^2; // 按键2，亮度减少按键
sbit Key3 = P1^3; // 按键3，亮度增加按键
sbit ADC_CS = P2^3; // ADC0832的CS引脚
sbit ADC_CLK = P2^0; // ADC0832的CLK引脚
sbit ADC_DAT = P2^1; // ADC0832的DI/DO引脚
sbit Module = P2^2; // 人体红外检测模块
sbit Beep = P1^5; // 蜂鸣器引脚定义
uchar gCount=0; // 全局计数变量
uchar gIndex; // 亮度变量，0是最暗，9是最亮，一共10档
uint gTime=0; // 计时变量，用于计时多久没检测到有人
/*********************************************************/
// 毫秒级的延时函数，time是要延时的毫秒数
/*********************************************************/
void DelayMs(uint time)
{
uint i,j;
for(i=0;i<time;i++)
for(j=0;j<112;j++);
}
/*********************************************************/
// ADC0832的时钟脉冲
/*********************************************************/
void WavePlus()
{
_nop_();
ADC_CLK = 1;
_nop_();
ADC_CLK = 0;
}
/*********************************************************/
// 获取指定通道的A/D转换结果
/*********************************************************/
uchar Get_ADC0832()
{
uchar i;
uchar dat1=0;
uchar dat2=0;
ADC_CLK = 0; // 电平初始化
ADC_DAT = 1;
_nop_();
ADC_CS = 0;
WavePlus(); // 起始信号
ADC_DAT = 1;
WavePlus(); // 通道选择的第一位
ADC_DAT = 0;
WavePlus(); // 通道选择的第二位
ADC_DAT = 1;
for(i=0;i<8;i++) // 第一次读取
{
dat1<<=1;
WavePlus();
if(ADC_DAT)
dat1=dat1|0x01;
else
dat1=dat1|0x00;
}
for(i=0;i<8;i++) // 第二次读取
{
dat2>>= 1;
if(ADC_DAT)
dat2=dat2|0x80;
else
dat2=dat2|0x00;
WavePlus();
}
_nop_(); // 结束此次传输
ADC_DAT = 1;
ADC_CLK = 1;
ADC_CS = 1;
if(dat1==dat2) // 返回采集结果
return dat1;
else
return 0;
}
/*********************************************************/
// 定时器初始化
/*********************************************************/
void TimerInit()
{
TMOD = 0x01; // 使用定时器0，工作方式1
TH0 = 252; // 给定时器0的TH0装初值
TL0 = 24; // 给定时器0的TL0装初值
ET0 = 1; // 定时器0中断使能
EA = 1; // 打开总中断
TR0 = 1; // 启动定时器0
}
/*********************************************************/
// 手动控制
/*********************************************************/
void ManualControl()
{
// 亮度减少
if(Key2==0) // 如果按键2被按下去
{
if(gIndex>0) // 只要当前亮度不为最低才能减少亮度
{
gIndex--; // 亮度降低一档
DelayMs(300); // 延时0.3秒
}
}
// 亮度增加
if(Key3==0) // 如果按键3被按下去
{
if(gIndex<9) // 只要当前亮度不为最高才能增加亮度
{
gIndex++; // 亮度增加一档
DelayMs(300); // 延时0.3秒
}
}
}
/*********************************************************/
// 自动控制
/*********************************************************/
void AutoControl(uchar num)
{
if(num<59) // 最亮
gIndex=9;
else if((num>65)&&(num<81)) // 第二亮
gIndex=8;
else if((num>87)&&(num<103)) // 第三亮
gIndex=7;
else if((num>109)&&(num<125))
gIndex=6;
else if((num>131)&&(num<147))
gIndex=5;
else if((num>153)&&(num<169))
gIndex=4;
else if((num>175)&&(num<191))
gIndex=3;
else if((num>197)&&(num<213))
gIndex=2;
else if((num>219)&&(num<235))
gIndex=1;
else if(num>241) // 最暗
gIndex=0;
}
/*********************************************************/
// 主函数
/*********************************************************/
void main()
{
uchar ret;
TimerInit(); // 定时器初始化
Init_ultrasonic_wave(); //超声波定时器初始化
LED=0; // 指示灯点亮(自动模式指示灯)
ret=Get_ADC0832(); // 获取AD采集结果(环境光照强度)
AutoControl(ret); // 上电先进行一次自动亮度控制
AutoControl(ret+7);
while(1)
{
StartModule();//启动超声波
while(!RX) //当RX为零时等待
TR1=1; //开启计数
while(RX); //当RX为1计数并等待
TR1=0; //关闭计数
DelayMs(20);
Conut(); //计算距离
//距离小于30
if(L_ < 30)
{
// Beep=~Beep;
// DelayMs(1);
// Beep=~Beep;
// DelayMs(1);
Beep=0;
DelayMs(200);
Beep=1;
DelayMs(200);
}
else
Beep=1;
/* 模式切换控制 */
if(Key1==0) // 如果按键1被按下去
{
LED=~LED; // 切换LED灯状态
DelayMs(10); // 延时消除按键按下的抖动
while(!Key1); // 等待按键释放
DelayMs(10); // 延时消除按键松开的抖动
}
/* 亮度控制 */
if(LED==1) // 如果LED是灭的
{
ManualControl(); // 则进行手动控制
DelayMs(200);
}
else // 如果LED是亮的
{
if(gTime<60000)
{
ret=Get_ADC0832(); // 获取AD采集结果(环境光照强度)
AutoControl(ret); // 进行自动控制
DelayMs(200);
}
}
/*检测是否有人*/
if(Module==1)
{
gTime=0; // 检测到有人，则把60秒计时清零
}
if(gTime>60000) // 如果gTime的值超过了60000
{
gTime=60000; // 则把gTime的值重新赋值为60000，避免过大溢出
gIndex=0; // 如果1分钟检测不到有人，则把台灯熄灭
}
}
}
/*********************************************************/
// 定时器0服务程序，1毫秒
/*********************************************************/
void Timer0(void) interrupt 1
{
TH0 = 252; // 给定时器0的TH0装初值
TL0 = 24; // 给定时器0的TL0装初值
gTime++; // 每1毫秒，gTime变量加1
gCount++; // 每1毫秒，gCount变量加1
if(gCount==10) // 如果gCount加到10了
{
gCount=0; // 则将gCount清零，进入新一轮的计数
if(gIndex!=0) // 如果说台灯不是最暗的(熄灭)
{
Lamp=0; // 则把台灯点亮
}
}
if(gCount==gIndex) // 如果gCount计数到和gIndex一样了
{
if(gIndex!=9) // 如果说台灯不是最亮的
{
Lamp=1; // 则把台灯熄灭
}
}
}
void time1() interrupt 3 //T1中断用来计数器溢出,超过测距范围
{
TH1=0;
TL1=0;
}

复制代码

Keil代码与Proteus8.13仿真下载:

仿真和源程序.7z (180.12 KB, 下载次数: 171)

ID:1065040 · 发表于 2023-3-28 16:07

大佬，我参考了你的设计，把实物做出来了，但是取消了红外热释电感应，大部分功能都能实现，但是光敏电阻调光却实现不了，这是为什么呢

ID:1065040 · 发表于 2023-3-30 00:29

补充，以上大佬程序和仿真是完全没有问题的，如果想要实物做出来，我出现的状况是无论自动还是手动模式的灯是否亮起，都只能采集通电瞬间的灯光，后面只能手动调节。解决办法是我在按钮KEY1翻转那里设置了flag，把 if(LED==1) 这里的条件分成两个while（flag==0）和while（flag==1），即不以LED为标志，这样是我遇到的问题以及解决办法。有同样情况的同学可以参考一下。

ID:1102013 · 发表于 2023-12-1 13:19

为啥会宏文件嵌套过多呢？头几行

ID:1101012 · 发表于 2023-12-4 11:59

写的很好

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