PAGE2PAGE基于單片機(jī)的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目錄引言 31智能燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述 61.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景 61.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 71.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 71.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀 81.3系統(tǒng)對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)的影響 81.4論文結(jié)構(gòu)與研究?jī)?nèi)容 102系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 122.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的 122.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 122.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 133系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 153.1STC89C52單片機(jī) 153.2手動(dòng)按鍵控制模塊 173.3光敏自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊 173.4人體紅外感應(yīng)模塊 183.5藍(lán)牙控制模塊 213.6語(yǔ)音識(shí)別模塊 223.7數(shù)碼管顯示 234系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 244.1主程序流程圖 244.2系統(tǒng)子程序流程 264.2.1語(yǔ)音控制子程序 264.2.2藍(lán)牙控制子程序 344.2.3自動(dòng)控制子程序 355系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行 375.1系統(tǒng)原理圖 375.2程序燒寫(xiě) 385.3實(shí)物演示 39結(jié)論 45參考文獻(xiàn) 46PAGE5PAGE摘要智能化這個(gè)概念是隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展和進(jìn)步逐漸出現(xiàn)的。19世紀(jì)愛(ài)迪生發(fā)明了電燈以來(lái)，照明逐漸成為了現(xiàn)代社會(huì)人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮偾抑匾囊徊糠帧ｋS著現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)的進(jìn)步與成熟，人們對(duì)于照明的認(rèn)識(shí)和追求也由單一地追求亮度的提高，轉(zhuǎn)變到對(duì)于燈光舒適性、視覺(jué)效果、功能多樣化、智能性等方面的追求。本文簡(jiǎn)要介紹了一款基于單片機(jī)的智能照明控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要包含了智能照明所需要組成的框架結(jié)構(gòu)與組成的系統(tǒng)各個(gè)模塊，以及每一個(gè)部分的硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)。本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念是以STC89C52單片機(jī)作為控制核心的一種集多種特性功能于一體的智慧LED燈，結(jié)合了語(yǔ)音識(shí)別模塊、人體紅外感應(yīng)模塊、藍(lán)牙模塊以及按鈕控制系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音的控制、光敏感應(yīng)亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)、人體紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)以及手機(jī)藍(lán)牙控制等功能。本設(shè)計(jì)中的中心控制單元由STC89C52單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，使用數(shù)碼管來(lái)顯示當(dāng)前的亮度等級(jí)，按鍵模塊用來(lái)手動(dòng)調(diào)整燈光亮度和切換自動(dòng)模式功能，燈模塊使用LED燈，用手機(jī)APP連接藍(lán)牙控制燈光亮度和開(kāi)關(guān)，人體紅外檢測(cè)模塊使用BIS0001紅外熱釋傳感器。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于STC89C52單片機(jī)的智能燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線控制等功能，具有調(diào)整燈光亮度方便，能耗較低，使用體驗(yàn)優(yōu)良等諸多優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于家庭生活和辦公空間等大部分場(chǎng)所。關(guān)鍵詞：智能燈；語(yǔ)音識(shí)別；STC89C52RC單片機(jī)；光敏感應(yīng)；紅外感應(yīng)引言隨著人們整體生活條件不斷的變好，科技領(lǐng)域探究速度不斷的加快，市場(chǎng)也在不斷的變化，頂尖科技的逐漸民用化使得產(chǎn)品發(fā)展的新趨勢(shì)開(kāi)始向著智能化發(fā)展。隨著科技在控制理論和智能化方面不斷的突破，人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫奈锲烽_(kāi)始變得智能化，作為日常使用的燈也要追上科技發(fā)展的步伐走向智能化[1]。智能家居按照發(fā)展的先后順序分為三個(gè)階段：首先是每個(gè)人家庭設(shè)備在電氣化方面提高，在這個(gè)階段主要是單獨(dú)電器的大規(guī)模使用，家庭用電設(shè)備之間沒(méi)有聯(lián)系，每一個(gè)設(shè)備都是單獨(dú)運(yùn)行的。第二個(gè)階段是家用電器的自動(dòng)化。在這個(gè)階段是面向用戶使用體驗(yàn)的階段，小部分家用電器設(shè)備具有了網(wǎng)絡(luò)連接功能和簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)設(shè)定等功能，這些功能主要是為了人們可以更加方便的使用家用電器，還可以小幅度的提高人們的使用體驗(yàn)。最后一個(gè)階段是全部家用電器的智能化，智能化系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向的是家用電器整體。智能化系統(tǒng)需要通過(guò)WIFI或其他網(wǎng)絡(luò)連接方式來(lái)把家庭住宅里面的各種家用電器相互連接，不僅僅需要每一個(gè)家用電器自己?jiǎn)为?dú)運(yùn)行，同時(shí)也需要做到兩個(gè)或者多個(gè)家用電器一起聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)所有家用電器和輔助裝置都接入到同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制多個(gè)設(shè)備聯(lián)動(dòng)或者某一個(gè)單獨(dú)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，該網(wǎng)絡(luò)需要保證各個(gè)家電設(shè)備可以與住宅環(huán)境協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)從而安全、穩(wěn)定、方便快捷的提供各項(xiàng)服務(wù)，營(yíng)造出智能化的居住空間[2]。照明燈作為每個(gè)家庭必須使用的家電，在智能家居產(chǎn)品種類(lèi)中占比逐年上升，智能燈率先開(kāi)始進(jìn)入住宅智能化領(lǐng)域[3]。目前傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)方式的燈依舊在家用照明市場(chǎng)占大部分的份額，但是隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和智能化家電的普及以及人們的需求變化，傳統(tǒng)的燈已經(jīng)察覺(jué)到有被新產(chǎn)品更新?lián)Q代的趨勢(shì)，不僅僅照明燈是這樣，其他的家用電器也一樣。當(dāng)然智能化的燈有許多的優(yōu)勢(shì)，電器智能化不僅僅可以更加省電的同時(shí)也有利于人類(lèi)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展；另一方面照明的智能化可以使得人們?cè)跓艄庀驴吹酶忧宄?，也可以讓人們控制燈光亮度更加的方便、快捷和?jiǎn)單。相信在不久的將來(lái)，智能燈將會(huì)大規(guī)模取代目前傳統(tǒng)按鍵控制的照明器件，從而成為照明行業(yè)市場(chǎng)占有率最高的主流產(chǎn)品。目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了很多智能家電，例如智能電冰箱，相較于傳統(tǒng)電冰箱而言，不僅僅解決了很多傳統(tǒng)電冰箱的使用痛點(diǎn)如容易結(jié)冰、不能分區(qū)控制溫度等，而且添加了很多新的功能例如聯(lián)網(wǎng)控制，人們可以遠(yuǎn)程控制冰箱各個(gè)區(qū)域的溫度，也可以讓冰箱自己進(jìn)行控制使得冰箱內(nèi)的食物儲(chǔ)存狀態(tài)更好時(shí)間更久。智能燈相較于傳統(tǒng)燈來(lái)說(shuō)不僅僅需要解決目前使用出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)需要對(duì)于燈來(lái)進(jìn)行智能化的升級(jí)，跟隨時(shí)代的進(jìn)步。單片機(jī)通常又被叫做微型的計(jì)算機(jī)，市場(chǎng)上有多種不同種類(lèi)的單片機(jī)，不同型號(hào)的單片機(jī)適合不同的使用工況。STC89C52單片機(jī)在功能上完美符合智能燈的需求與條件，所以在本設(shè)計(jì)中得到了采用。因?yàn)?1世紀(jì)以來(lái)社會(huì)的高速發(fā)展和各個(gè)方面的科技進(jìn)步，人們對(duì)于照明用燈的要求變得越來(lái)越高，不僅期望燈能更加節(jié)能環(huán)保，而且希望燈可以更加智能化和人性化，因此本文設(shè)計(jì)了該款利用單片機(jī)作為中央控制單元的智能燈。燈自從被發(fā)明以來(lái)快速普及，現(xiàn)在燈已經(jīng)是每家每戶都必須有的電器，但是由于人們沒(méi)有使用完后隨手關(guān)閉開(kāi)關(guān)的習(xí)慣，這將造成大量的電能浪費(fèi)。每當(dāng)太陽(yáng)落山后，人們準(zhǔn)備入睡時(shí)，通常發(fā)現(xiàn)房間內(nèi)的燈沒(méi)有關(guān)，去關(guān)掉燈以后又需要摸黑回去非常不方便[4]。于是在這里使用語(yǔ)音控制傳感來(lái)控制燈，人們只需要說(shuō)出特定的詞語(yǔ)即可對(duì)燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)和亮度大小的控制；同時(shí)也設(shè)計(jì)了藍(lán)牙控制系統(tǒng)，人們只需要打開(kāi)手機(jī)上的APP連接藍(lán)牙即可對(duì)燈進(jìn)行控制。該設(shè)計(jì)的燈不僅僅可以使用傳統(tǒng)燈的按鍵控制模式還可以使用智能控制的模式，當(dāng)開(kāi)啟智能控制模式后，光敏傳感器開(kāi)始工作，探測(cè)當(dāng)前環(huán)境亮度后自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度到適合大小，不僅僅保護(hù)了眼睛也節(jié)約了能源。同時(shí)還具有智能人體檢測(cè)功能，可以通過(guò)紅外檢測(cè)人體是否在燈光照射范圍內(nèi)，根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)很多人都有使用完燈后忘記關(guān)掉的習(xí)慣，所以當(dāng)人體感應(yīng)模塊感應(yīng)到智能燈周?chē)鷽](méi)人的時(shí)候會(huì)在短暫延時(shí)后自動(dòng)關(guān)閉燈，當(dāng)感應(yīng)器感應(yīng)到有人出現(xiàn)在智能燈附近時(shí)，自動(dòng)開(kāi)燈。該功能使得人們使用時(shí)更輕松智能，也有利于節(jié)約電能和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。1智能燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述1.1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景科技的發(fā)展日新月異，更新?lián)Q代也是常事。智能時(shí)代正在一步步來(lái)臨，并開(kāi)始快速進(jìn)入尋常百姓的生活中，生活的每一個(gè)方面都將會(huì)被逐漸智能化。之前陸續(xù)出現(xiàn)了一些智能家居例如智能電視等，僅僅是將家居和互聯(lián)網(wǎng)相互連接，家居并沒(méi)有使人與其他物品相互連接。對(duì)于新一代智能家居而言，如何全面進(jìn)入普通人的生活實(shí)現(xiàn)“物人物”三者相互連接，讓人們的使用體驗(yàn)更好。節(jié)能環(huán)保是未來(lái)的發(fā)展方向，不過(guò)肯定的是新一代的智能家居的涵蓋面將會(huì)更加廣，連接方面更加廣闊。在照明設(shè)備上實(shí)現(xiàn)智能化的概念誕生于上世紀(jì)，此概念發(fā)展受到消費(fèi)者的消費(fèi)意識(shí)、市場(chǎng)環(huán)境、價(jià)格和廣告力度等方面影響，發(fā)展速度相較于科技的發(fā)展明顯落后。行業(yè)內(nèi)的人都意識(shí)到，發(fā)展速度的落后主要原因在于人們對(duì)于智能燈的了解程度低。近些年來(lái)，隨著智能照明行業(yè)快速崛起，各個(gè)公司加大研發(fā)投入，市場(chǎng)上出現(xiàn)多種類(lèi)型、別具特色的智能燈。盡管目前的各種智能燈還是沒(méi)有大規(guī)模性地進(jìn)入到尋常老百姓家中，但是所有家居行業(yè)的企業(yè)都還在全力地開(kāi)發(fā)智能燈項(xiàng)目?，F(xiàn)代照明除了給予人基本照明要求之外,將更加注重對(duì)環(huán)保、節(jié)約能源、環(huán)境是否友好以及使用體驗(yàn)等各方面，還需要滿足人體工程學(xué)等各方面的個(gè)性化需求。所以現(xiàn)在要結(jié)合多種控制方式的智能化照明燈才能適應(yīng)年齡不同的人工作和生活的需要，智能燈的普及也已經(jīng)是燃眉之急。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀中國(guó)在智能燈領(lǐng)域相比較其他國(guó)家而言，發(fā)展的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及其他發(fā)達(dá)國(guó)家，直到上個(gè)世紀(jì)末期中國(guó)才開(kāi)始了解其他發(fā)達(dá)國(guó)家的智能家居概念。上個(gè)世紀(jì)九十年代末，中國(guó)在首都建設(shè)了一個(gè)智能小區(qū)作為試點(diǎn)，這個(gè)試點(diǎn)為中國(guó)智能家居的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為后續(xù)的智能燈發(fā)展埋下了種子。截至目前中國(guó)在探索智能家居行業(yè)并且有智能燈產(chǎn)品的公司已經(jīng)達(dá)到了三位數(shù)，主要分布在中國(guó)的一線城市和新一線城市。雖然大部分公司市值很小，產(chǎn)品線并不豐富，但是在創(chuàng)新上投入了大量的資金。雖然現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)公司的產(chǎn)品占領(lǐng)了大量市場(chǎng)，不過(guò)卻出現(xiàn)了很多家居行業(yè)的龍頭進(jìn)入，如海爾、格力、美的和小米等。它們的產(chǎn)品線更加豐富，多種產(chǎn)品的功能也比較繁多，人機(jī)交互體驗(yàn)也很棒。不過(guò)這些行業(yè)龍頭做出來(lái)的產(chǎn)品和國(guó)外的智能產(chǎn)品相似，主要面向的是年輕客戶或者是對(duì)于生活要求高的客戶，由于目前的產(chǎn)品價(jià)格高昂，所以用戶數(shù)量并不多，離傳統(tǒng)的消費(fèi)者還有距離?，F(xiàn)在智能燈這一領(lǐng)域代表產(chǎn)品主要有小米公司的Yeelight，這是一款采用網(wǎng)絡(luò)連接的智能燈，該智能燈通過(guò)局域網(wǎng)來(lái)進(jìn)行燈光亮度調(diào)節(jié)和開(kāi)關(guān)，但是其零售價(jià)格達(dá)到了100元以上。和傳統(tǒng)燈相比沒(méi)有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但是依舊受到了消費(fèi)者的喜愛(ài)和購(gòu)買(mǎi)，可見(jiàn)智能燈的消費(fèi)前景廣闊?？傊?，中國(guó)在智能燈領(lǐng)域發(fā)展時(shí)間短暫，產(chǎn)品質(zhì)量水平差距大。不過(guò)中國(guó)的人口基數(shù)大，因?yàn)榫哂旋嫶蟮南M(fèi)的潛力，所以能夠促進(jìn)智能家居行業(yè)的發(fā)展，相信在未來(lái)智能家居可以在中國(guó)急速發(fā)展，中國(guó)將會(huì)成為行業(yè)領(lǐng)軍的角色。1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀發(fā)達(dá)國(guó)家在智能家居行業(yè)中一直處于一個(gè)領(lǐng)先的地位并且擁有著領(lǐng)先的技術(shù)，國(guó)外智能家居行業(yè)已經(jīng)發(fā)展了多年，逐漸形成了行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。20世紀(jì)80年代一種智能化的新型建筑率先在美國(guó)建造成功，與此同時(shí)電子工業(yè)協(xié)會(huì)制定了第一個(gè)智能家用電器的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；21世紀(jì)初IET國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)研究大會(huì)將其進(jìn)行了提名并被列入國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家率先進(jìn)行智能家居試探性的使用，之后提出了多種不同的智能家居未來(lái)的發(fā)展規(guī)劃[5]。目前國(guó)外的智能照明燈接口標(biāo)準(zhǔn)雖然可以統(tǒng)一，但是沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的連接方式與協(xié)議，不同公司的產(chǎn)品也不能相互連接配套使用，而且售價(jià)依舊高昂，對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)依舊難以負(fù)擔(dān)。1.3系統(tǒng)對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會(huì)的影響隨著科技的發(fā)展，將會(huì)有越來(lái)越多的人選擇居家辦公，這已經(jīng)成為了目前的主流趨勢(shì)。居家辦公對(duì)于環(huán)境的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)辦公室，特別是對(duì)于照明的要求大幅度提升，這時(shí)智能燈的優(yōu)勢(shì)開(kāi)始展現(xiàn)。現(xiàn)在市場(chǎng)上有各種不同的智能燈，但是價(jià)格偏貴[6]。智能家居具有廣泛的市場(chǎng)前景，在智能化概念深入人心的新時(shí)代，控制技術(shù)與傳統(tǒng)照明設(shè)備的相互組合會(huì)改變?nèi)藗兊纳?，最終會(huì)讓智能燈帶領(lǐng)市場(chǎng)發(fā)展方向并且改變現(xiàn)在的照明格局。所有的科技發(fā)展目的都是為了人類(lèi)，隨著科技發(fā)展以后，社會(huì)的文明程度也會(huì)跟著上升。過(guò)去幾百年社會(huì)的發(fā)展僅僅看重經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，從而忽視了環(huán)境，破壞環(huán)境造成自然生態(tài)的失衡，使得人們生活環(huán)境逐步惡化。現(xiàn)在人們已經(jīng)意識(shí)到了環(huán)境的重要性。到了21世紀(jì)以后，中國(guó)各行各業(yè)都在倡導(dǎo)可持續(xù)性發(fā)展，意在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)發(fā)展經(jīng)濟(jì)。[7]在照明行業(yè)中目前最符合生態(tài)和經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展的設(shè)備是智能燈。本文所設(shè)計(jì)的智能燈控制系統(tǒng)，可以做到人走燈滅，人來(lái)燈亮的效果，解決了部分人經(jīng)常忘記隨手關(guān)燈的情況。每年中國(guó)因?yàn)闊o(wú)意義的照明浪費(fèi)大量的電力資源，讓原本就緊缺的電能無(wú)法全部高效的使用，被迫使用其他的化石能源造成環(huán)境的污染。所以大量使用并且普及智能燈可以更加符合中國(guó)綠色發(fā)展的需求。從創(chuàng)新的方面來(lái)看，全球智能燈都有著巨大的市場(chǎng)前景；根據(jù)目前智能燈的零售價(jià)格來(lái)看，智能燈的售價(jià)偏高，但是隨著中國(guó)制造業(yè)科技水平的提高，使得單件物品的平均生產(chǎn)成本降低，將來(lái)消費(fèi)者不會(huì)感受到傳統(tǒng)的燈價(jià)格方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。普通燈已經(jīng)滿足不了使用者迫切需要提高的使用需求，然而本設(shè)計(jì)中的智能燈可以多段調(diào)節(jié)燈光亮度來(lái)滿足人們的使用需求。隨著消費(fèi)者對(duì)智能化家居也越來(lái)越了解，消費(fèi)者對(duì)于智能家居電器的接受程度也在提高，一旦智能燈價(jià)格下降智能燈將會(huì)馬上得到普及。智能燈上使用的技術(shù)可以很高效的提高人們的使用體驗(yàn)和生活水準(zhǔn)，同時(shí)智能燈更加節(jié)能，平攤下來(lái)的使用成本更加低，更受到人們喜歡。從社會(huì)角度來(lái)說(shuō)，科技的發(fā)展推動(dòng)社會(huì)發(fā)展。智能燈作為智能時(shí)代的先驅(qū)產(chǎn)品，可以讓人們開(kāi)始逐漸接觸并了解智能時(shí)代和智能產(chǎn)品。作為行業(yè)先驅(qū)，開(kāi)啟智能時(shí)代的重任落在智能燈上，本設(shè)計(jì)通過(guò)使用多種模塊來(lái)控制，順應(yīng)現(xiàn)在時(shí)代特征，同時(shí)讓人們使用門(mén)檻更加低而且使用更加方便，無(wú)形中在推廣智能概念，符合現(xiàn)在的時(shí)代特征和方向。1.4論文結(jié)構(gòu)與研究?jī)?nèi)容本論文組織結(jié)構(gòu)如下：第一章對(duì)本文的設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行了概述，闡述了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)背景，描述了目前對(duì)于智能燈乃至整個(gè)智能家居行業(yè)的國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀和歷史。最后描述了本設(shè)計(jì)對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和整體社會(huì)的影響。第二章主要寫(xiě)了本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目的，并且對(duì)系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，然后對(duì)系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)進(jìn)行了描寫(xiě)。第三章詳細(xì)闡述了本系統(tǒng)硬件方面的設(shè)計(jì)，例如本設(shè)計(jì)采用的主控器和各個(gè)傳感器與功能模塊的使用詳情。第四章對(duì)于本系統(tǒng)的軟件功能進(jìn)行了敘述，包括主程序的控制過(guò)程與控制步驟。每一個(gè)系統(tǒng)子程序都進(jìn)行了闡述。第五章主要是關(guān)于系統(tǒng)的調(diào)試與運(yùn)行，對(duì)于系統(tǒng)如何進(jìn)行程序編寫(xiě)和燒寫(xiě)進(jìn)行了描述，最后將一步步的進(jìn)行實(shí)物的演示。本文主要研究?jī)?nèi)容包括：使用語(yǔ)音識(shí)別控制和藍(lán)牙控制等多種控制模組，通過(guò)單片機(jī)對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。使用光感模塊對(duì)環(huán)境亮度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并且實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燈光亮度，使用人體紅外感應(yīng)模塊來(lái)解決人走燈不滅的浪費(fèi)問(wèn)題。本系統(tǒng)采用的設(shè)計(jì)思路是：首先選擇傳統(tǒng)的燈與單片機(jī)相互組合，達(dá)到傳統(tǒng)燈的使用體驗(yàn)。再在這個(gè)基礎(chǔ)上增加其他智能化的模塊，與原本的傳統(tǒng)燈相互結(jié)合，到達(dá)最終的智能化。2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的本文分析了設(shè)計(jì)中的發(fā)展背景和國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的智能燈控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要工作流程是通過(guò)系統(tǒng)中多個(gè)傳感器進(jìn)行感應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)然后這些數(shù)據(jù)通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行處理。這樣就完成了數(shù)據(jù)的采集與傳輸，之后這些數(shù)據(jù)通過(guò)STC89C52單片機(jī)處理識(shí)別以后對(duì)燈光亮度和開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。完成整體功能需要軟硬件相互結(jié)合，完成數(shù)據(jù)傳輸和處理。2.2系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的智能燈使用了單片機(jī)作為主控制器。主要功能是通過(guò)語(yǔ)音、藍(lán)牙、光感和人體紅外控制燈亮度和開(kāi)關(guān)。設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)方面，第一個(gè)是傳統(tǒng)照明的方面，另一個(gè)是智能科技的方面對(duì)于傳統(tǒng)照明方面來(lái)說(shuō)，主要是基本的按鍵控制燈光開(kāi)關(guān)和亮度，再加一個(gè)基本的燈光亮度等級(jí)的顯示模組即可，主要需求的節(jié)能和耐用。對(duì)于智能科技方面來(lái)說(shuō)，主要是藍(lán)牙、語(yǔ)音和光感自動(dòng)控制構(gòu)成，藍(lán)牙和語(yǔ)音模塊控制燈光亮度和開(kāi)關(guān)時(shí)都不需要人接觸燈來(lái)操作，實(shí)現(xiàn)了無(wú)感控制，方便了人們的使用。光感主要是通過(guò)對(duì)環(huán)境亮度進(jìn)行感應(yīng)，由此基礎(chǔ)來(lái)自動(dòng)控制燈光亮度，使其自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境提高使用體驗(yàn)和保護(hù)視力。由于經(jīng)常出現(xiàn)人走燈未熄滅的情況，十分浪費(fèi)能源，在此開(kāi)發(fā)了一個(gè)紅外人體感應(yīng)模塊，當(dāng)系統(tǒng)無(wú)法感應(yīng)到人體發(fā)出來(lái)的紅外線時(shí)，經(jīng)過(guò)延時(shí)后熄滅燈，當(dāng)系統(tǒng)感應(yīng)到人體出現(xiàn)時(shí)，即刻打開(kāi)燈光，達(dá)到人來(lái)燈亮的效果，不僅僅節(jié)約了能源還提高了使用體驗(yàn)。綜上所述，通過(guò)完成對(duì)數(shù)據(jù)的四種處理方法采集、傳輸、處理和輸出，本次設(shè)計(jì)就可以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)智能燈的功能。2.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)的方法，采用以STC89C52單片機(jī)作為主控制芯片，分為手動(dòng)、光感應(yīng)自動(dòng)、語(yǔ)音識(shí)別控制和手機(jī)藍(lán)牙控制四種模式。當(dāng)按下手動(dòng)按鈕時(shí)進(jìn)入手動(dòng)模式，燈光亮度分為0-5個(gè)檔，亮度由按鍵調(diào)節(jié)。按下自動(dòng)按鈕時(shí)進(jìn)入自動(dòng)控制模式，智能燈通過(guò)紅外人體檢測(cè)模塊感應(yīng)周?chē)欠裼腥?，如果系統(tǒng)感應(yīng)到有人，立刻通過(guò)光敏電阻感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)度來(lái)調(diào)節(jié)光敏電阻的大小，然后傳感器發(fā)出數(shù)字信號(hào)到轉(zhuǎn)換芯片，信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后將傳給控制器，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示模塊和燈光亮度進(jìn)行同步控制?？刂破鲗⑹艿降男畔⑦M(jìn)行處理，比對(duì)程序中的閾值，系統(tǒng)控制通過(guò)燈的電流時(shí)需要改變PWM的占空比，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)燈光亮度[8]。如果智能燈四周檢測(cè)不到人，則燈光會(huì)自動(dòng)斷電熄滅，減少在電能上面不必要的浪費(fèi)。綜上所述，本文使用的硬件設(shè)備有STC89C52單片機(jī)、光感模塊、語(yǔ)音識(shí)別模塊、藍(lán)牙模塊和按鈕控制等模塊化電路組成。如圖1所示。圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組成圖3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1STC89C52單片機(jī)STC89C52單片機(jī)有著很多優(yōu)點(diǎn)比如在同等條件下功耗比較低但是性能高，以及單片機(jī)的價(jià)格便宜、對(duì)于外界的干擾有很好的防范作用等特點(diǎn)。該單片機(jī)的儲(chǔ)存器是lash存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器可編程而且具有8K的空間，并且還使用了一款51單片機(jī)內(nèi)核，使得它可以當(dāng)作傳統(tǒng)的普通51單片機(jī)來(lái)用，還增加了許多的額外的普通單片機(jī)所不具備的功能，不同的嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)都可以通過(guò)該單片機(jī)得到不同的解決方法[9]。STC89C52單片機(jī)是一個(gè)功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)，其內(nèi)部的芯片含有8位的中央處理器和高效的存儲(chǔ)設(shè)備。該存儲(chǔ)設(shè)備可以進(jìn)行超過(guò)1000次的反復(fù)擦寫(xiě)使用，且數(shù)據(jù)不易丟失。處理器采用全雙工串行口，使用了多種常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)，并且使用了80C21的引腳結(jié)構(gòu)。該單片機(jī)頂峰時(shí)可以達(dá)到運(yùn)作頻率35Mhz，并且可以選擇6T或者是12T[10]。單片機(jī)的引腳排列如圖2所示。圖2STC89C52外部引腳圖本設(shè)計(jì)單片機(jī)端口介紹：32、33、34、35、36、37、38、39引腳分別對(duì)應(yīng)的是P0.7、P0.6、P0.5、P0.4、P0.3、P0.2、P0.1和P0.0，將其統(tǒng)稱為P0端口。該端口可以訪問(wèn)其他的存儲(chǔ)器等或者作為輸出端，地址低8位和數(shù)據(jù)達(dá)到8位的復(fù)用總線可以由該端口提供。P0端口的引腳還能驅(qū)動(dòng)最多8個(gè)負(fù)載電路。在進(jìn)行程序編寫(xiě)時(shí)，指令數(shù)據(jù)可以由端口接收；在進(jìn)行對(duì)程序效驗(yàn)時(shí)，想要端口作為輸出端，驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻[11]。1、2、3、4、5、6、7、8引腳分別對(duì)應(yīng)P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5、P1.7，統(tǒng)稱為P1端口。在單片機(jī)中作為定時(shí)器或者計(jì)數(shù)器的有P1.0端口和P1.1端口。該端口可以通過(guò)自帶的輸出緩沖器來(lái)改變電流流向，端口里面自帶上拉電阻，當(dāng)數(shù)據(jù)為1時(shí)為高電位可以變成輸入口[11]。21、22、23、24、25、26、27、28引腳分別對(duì)應(yīng)P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7，統(tǒng)稱為P2端口。P2端口也是自己內(nèi)部帶有上拉電阻。當(dāng)其作為輸入口時(shí)，會(huì)輸出電流因?yàn)橐_會(huì)被拉低。當(dāng)端口寫(xiě)進(jìn)去“1”時(shí)可以作為輸出口并且是高電平。10、11、12、13、14、15、16、17引腳分別對(duì)P3.0、P3.1、P3.2、P3.3、P3.4、P3.5、P3.6、P3.7，統(tǒng)稱為P3端口。該端口大致與P2端口相似，都有8位的雙向I/O端口和上拉電阻。端口為1時(shí)，同樣輸出為高電平，輸入時(shí)電流也有會(huì)被拉低。特殊引腳如下：19號(hào)引腳和18號(hào)引腳分別為XTAL1和XTAL2，兩個(gè)引腳都可以作為反向放大器用于振蕩器，其中XTAL1還可以作為單片機(jī)的輸入端用在內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路上。20引腳和40引腳分別為VSS和VCC，一個(gè)接通的是電源另外一個(gè)接地。RST對(duì)應(yīng)的是9引腳，該引腳的主要作用是可以完成對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位初始化，條件是輸入口輸入了兩個(gè)緊接的都是高電平且有效的機(jī)器周期。32號(hào)引腳為VPP，該引腳正常情況可以接GND和VCC，當(dāng)接GDN時(shí)作用為訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)，為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，應(yīng)該接VCC。3.2手動(dòng)按鍵控制模塊手動(dòng)按鍵可以調(diào)光亮度，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)按鍵打開(kāi)自動(dòng)模式另一個(gè)開(kāi)啟手動(dòng)模式。當(dāng)設(shè)備手動(dòng)調(diào)光亮度時(shí)，按下手動(dòng)按鍵燈泡變亮，這是通過(guò)調(diào)PWM實(shí)現(xiàn)的，繼續(xù)按下燈光繼續(xù)變亮直到燈光到達(dá)最高亮度，再次按下時(shí)關(guān)閉燈光。3.3光敏自動(dòng)調(diào)節(jié)模塊該模塊由一個(gè)光敏電阻（如圖3所示）和AD/DA轉(zhuǎn)換芯片PCF8591（如圖4所示）。光敏電阻實(shí)時(shí)感應(yīng)環(huán)境光強(qiáng)的大小，不同的光強(qiáng)會(huì)使得光敏電阻的阻值大小發(fā)生變化，從而影響電路電流大小。轉(zhuǎn)換芯片可以將光敏電阻模塊的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可識(shí)別的信號(hào)，最后再將轉(zhuǎn)化后的信號(hào)傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)[12]。本設(shè)計(jì)將光敏電阻放在電路板的右上方，遠(yuǎn)離其他模塊和本設(shè)計(jì)中的燈光，為了避免光敏傳感器受到其他不確定因數(shù)影響和設(shè)計(jì)本身的干擾，將感應(yīng)器放在遠(yuǎn)離本設(shè)計(jì)主要的部件的地方。圖3光敏電阻圖4AD/DA轉(zhuǎn)換芯片PCF85913.4人體紅外感應(yīng)模塊本設(shè)計(jì)包括了一個(gè)使用BISS0001芯片的人體紅外感應(yīng)設(shè)備，該芯片是一款含有多種優(yōu)點(diǎn)的人體紅外感應(yīng)裝置，例如能耗低、識(shí)別度小、兼容性強(qiáng)等模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)需要經(jīng)過(guò)多種數(shù)據(jù)混合處理混合計(jì)算。其內(nèi)部含有運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延時(shí)定時(shí)器、封鎖時(shí)間定時(shí)器等[13]。引腳功能及內(nèi)部框圖如圖5所示：圖5BIS0001引腳功能及內(nèi)部框圖A對(duì)應(yīng)的是“1”引腳：該引腳有兩種觸發(fā)形式，分別為不可以重復(fù)和可重復(fù)觸發(fā)。程序?qū)懭胫涤小?”和“2”兩種，分別對(duì)于的是重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)。VO對(duì)應(yīng)的是“2”引腳：該引腳控制信號(hào)的輸出端口，當(dāng)觸發(fā)時(shí)VS位于上跳的前沿位置，當(dāng)VO輸出成為一個(gè)有效的觸發(fā)時(shí)，需要將電平高度由低調(diào)整到高。在輸出延遲時(shí)間TX之外和VS沒(méi)有上跳變時(shí)，VO為低電平。RR1和RC1分別對(duì)應(yīng)的是“3”和“4”引腳：兩個(gè)引腳的主要作用是作為T(mén)X的調(diào)節(jié)端來(lái)輸出延遲時(shí)間。RC2和RR2分別對(duì)應(yīng)的是“5”和“6”引腳：兩個(gè)引腳的作用都是觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端。VSS和VDD分別對(duì)應(yīng)的是“7”和“11”引腳：前者作為工作時(shí)電源的正極，后者為負(fù)極。VRF對(duì)應(yīng)的是“8”引腳：VRF通常與VDD相互連接作為電壓的輸入口，該引腳還可以將定時(shí)器進(jìn)行初始化恢復(fù)原本狀態(tài)。VC對(duì)應(yīng)的是“9”引腳：該引腳為觸發(fā)禁止端，當(dāng)該引腳端大于VR時(shí)為禁止觸發(fā)，反之則為可以。IB對(duì)應(yīng)“10”引腳：該引腳主要作為運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端。人體紅外感應(yīng)模塊電路圖如圖6所示：圖6人體紅外感應(yīng)模塊電路圖人體紅外感應(yīng)模塊的特點(diǎn)：（1）自動(dòng)感應(yīng)：高電平和低電平的切換主要取決于設(shè)備是否感應(yīng)到人，當(dāng)高電平向低電平切換時(shí)有延時(shí)時(shí)間[14]。（2）環(huán)境溫度補(bǔ)償：當(dāng)環(huán)境中的溫度超過(guò)30℃時(shí)，對(duì)于溫度進(jìn)行補(bǔ)償需要一些特殊的性能措施來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，因?yàn)闄z測(cè)到的距離將變小[14]。（3）觸發(fā)方式：觸發(fā)的方式有兩種，第一種不可重復(fù)觸發(fā)方式，第二種為可重復(fù)觸發(fā)方式，如果感應(yīng)范圍內(nèi)檢測(cè)到有人的存在，輸出將保持高電平，直到無(wú)法檢測(cè)到人后才輸出低電平[15]。（4）感應(yīng)封鎖時(shí)間：每一次感應(yīng)模塊感應(yīng)成功以后，都會(huì)對(duì)電平的高低進(jìn)行調(diào)節(jié)。該感應(yīng)模塊還可以設(shè)定一個(gè)間隔時(shí)間，讓模塊感應(yīng)頻率降低，來(lái)防止使用時(shí)出現(xiàn)的各種干擾導(dǎo)致系統(tǒng)的錯(cuò)誤判斷[15]。（5）對(duì)于工作電壓要求低：正常工作時(shí)電壓區(qū)間4.5V-20V都可以[16]。（6）能耗：能耗低，靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)電流大小小于50微安[16]。人體紅外感應(yīng)模塊如圖7所示：圖7人體紅外感應(yīng)模塊3.5藍(lán)牙控制模塊使用現(xiàn)成的藍(lán)牙模塊連接到單片機(jī)中，通過(guò)硬件自帶的app對(duì)臺(tái)燈進(jìn)行控制。藍(lán)牙控制界面如圖8所示。圖8藍(lán)牙控制界面3.6語(yǔ)音識(shí)別模塊本設(shè)計(jì)采用的語(yǔ)音識(shí)別芯片為L(zhǎng)D3320，含有麥克風(fēng)、轉(zhuǎn)化器、顯示燈、濾波電路等硬件，可以通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)定關(guān)鍵字，來(lái)對(duì)所有的語(yǔ)音進(jìn)行識(shí)別[17]。語(yǔ)音識(shí)別模塊實(shí)物圖如圖9所示。圖9語(yǔ)音識(shí)別模塊實(shí)物圖3.7數(shù)碼管顯示本設(shè)計(jì)使用LCD1602來(lái)顯示燈光亮度等級(jí)。該顯示器需要5v的電壓，剛好符合本設(shè)計(jì)的電壓要求。而且其有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如對(duì)比度可以進(jìn)行調(diào)整到適合的大小，并且還自帶部分實(shí)用的控制命令，如：屏幕初始化、顯示閃爍、顯示內(nèi)容實(shí)時(shí)變化等。內(nèi)部顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DDRAM存儲(chǔ)空間滿足正常使用，存儲(chǔ)器自身內(nèi)部的字符發(fā)生器分為兩個(gè)，兩個(gè)字符發(fā)生器都是6乘7的排列方式，其中字符發(fā)生器CGROM擁有192個(gè)排列點(diǎn)陣。字符發(fā)生器CGRAM擁有8個(gè)排列，并且可以自己自由定義。液晶顯示連接電路如圖10所示：圖10LCD1602液晶顯示連接電路圖4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1主程序流程圖 程序設(shè)計(jì)流程如下圖11所示：圖11主程序流程圖程序說(shuō)明：（1）對(duì)電源進(jìn)行閉合，系統(tǒng)連接電源。（2）對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行初始化。（3）等待語(yǔ)音模塊識(shí)別控制語(yǔ)音，識(shí)別成功后傳出設(shè)定好的數(shù)據(jù)調(diào)整燈光的亮度。與此同時(shí)藍(lán)牙模塊處于待機(jī)狀態(tài)等待連接，當(dāng)連接成功后可以通過(guò)手機(jī)APP對(duì)燈光進(jìn)行控制。（4）語(yǔ)音模塊與藍(lán)牙模塊都未成功連接時(shí)，人體紅外感應(yīng)開(kāi)始檢測(cè)四周有沒(méi)有人，若無(wú)人則直接關(guān)閉燈光系統(tǒng)等待。（5）系統(tǒng)有兩個(gè)按鍵，一個(gè)是傳統(tǒng)的手動(dòng)控制燈光大小的按鍵，另外一個(gè)為自動(dòng)控制按鍵，由光敏電阻完成該項(xiàng)功能。以下是自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度的函數(shù)：//自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度子函數(shù)voidZN_guangmin(){if((PWM_ZN==0)&&(YY_mode==1))//檢測(cè)開(kāi)燈的自動(dòng)模式{delay_K(2);//延時(shí)消if((PWM_ZN==0)&&(YY_mode==1)){PWM_mode0=1;//進(jìn)入自動(dòng)調(diào)光模式}}if(PWM_mode0==1){adz_num=ReadADZ(2);//AD轉(zhuǎn)換通道為第二通道WriteDAC(adz_num);//讀取AD轉(zhuǎn)換光敏電阻的數(shù)值if((0<adz_num)&&(adz_num<=10))//阻值變化，PWM_T改變{ PWM_T=0;ZN_xs(); }if((10<adz_num)&&(adz_num<=100))//阻值變化，PWM_T改變{ PWM_T=10;ZN_xs();}if((100<adz_num)&&(adz_num<=120))//阻值變化，PWM_T改變{ PWM_T=20;ZN_xs();}if((120<adz_num)&&(adz_num<=135))//阻值變化，PWM_T改變{PWM_T=30;ZN_xs();}if((135<adz_num)&&(adz_num<=160))//阻值變化，PWM_T改變{PWM_T=40;ZN_xs();}if((160<adz_num)&&(adz_num<=200))//阻值變化，PWM_T改變{PWM_T=80;ZN_xs();}if((200<adz_num)&&(adz_num<=254))//阻值變化，PWM_T改變{PWM_T=100;ZN_xs();}if(YY_mode==0)//語(yǔ)音控制關(guān)燈，則臺(tái)燈滅4.2系統(tǒng)子程序流程4.2.1語(yǔ)音控制子程序本模塊無(wú)法區(qū)分不同人的聲音，只要麥克風(fēng)接受到聲音即可開(kāi)始識(shí)別，該聲音轉(zhuǎn)化為拼音與程序內(nèi)的設(shè)定的關(guān)鍵詞拼音進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比成功后即執(zhí)行設(shè)定程序。語(yǔ)音控制子程序流程圖如下圖12所示。圖12語(yǔ)音控制子程序流程圖接通電源開(kāi)打開(kāi)關(guān)以后，程序開(kāi)始初始化。麥克風(fēng)開(kāi)始實(shí)時(shí)工作，當(dāng)出現(xiàn)喚醒語(yǔ)音“管家”出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始識(shí)別喚醒語(yǔ)音是否正確，若不正確系統(tǒng)復(fù)位開(kāi)始等待下一次喚醒；若喚醒語(yǔ)音正確，喚醒成功，系統(tǒng)綠燈亮起。喚醒語(yǔ)音正確以后，開(kāi)始等待識(shí)別四個(gè)控制語(yǔ)音，識(shí)別到某一個(gè)語(yǔ)音以后開(kāi)始執(zhí)行調(diào)整燈光亮度，執(zhí)行完畢后綠燈熄滅，系統(tǒng)復(fù)位開(kāi)始等待下一次的喚醒。等待控制語(yǔ)音時(shí)出現(xiàn)超時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位等待下一次喚醒。語(yǔ)音控制模塊的涉及的程序如下：(1)復(fù)位LD模塊voidLD_Reset(){ RSTB=1; delay(5); RSTB=0; delay(5); RSTB=1; delay(5); CSB=0; delay(5); CSB=1; delay(5);}(2)LD模塊命令初始化voidLD_Init_Common(){ LD_ReadReg(0x06); LD_WriteReg(0x17,0x35); delay(10); LD_ReadReg(0x06); LD_WriteReg(0x89,0x03); delay(5); LD_WriteReg(0xCF,0x43); delay(5); LD_WriteReg(0xCB,0x02); /*PLLsetting*/ LD_WriteReg(0x11,LD_PLL_11); LD_WriteReg(0x1E,0x00); LD_WriteReg(0x19,LD_PLL_ASR_19); LD_WriteReg(0x1B,LD_PLL_ASR_1B); LD_WriteReg(0x1D,LD_PLL_ASR_1D); delay(10); LD_WriteReg(0xCD,0x04);// LD_WriteReg(0x17,0x4c); delay(5); LD_WriteReg(0xB9,0x00); LD_WriteReg(0xCF,0x4F); LD_WriteReg(0x6F,0xFF);}(3)ASR功能初始化voidLD_Init_ASR(){ LD_Init_Common(); LD_WriteReg(0xBD,0x00); LD_WriteReg(0x17,0x48); delay(10); LD_WriteReg(0x3C,0x80); LD_WriteReg(0x3E,0x07); LD_WriteReg(0x38,0xff); LD_WriteReg(0x3A,0x07);LD_WriteReg(0x40,0); LD_WriteReg(0x42,8); LD_WriteReg(0x44,0); LD_WriteReg(0x46,8); delay(1);}(4)中斷處理函數(shù)voidProcessInt0(void){ uint8nAsrResCount=0; EX0=0; ucRegVal=LD_ReadReg(0x2B); LD_WriteReg(0x29,0); LD_WriteReg(0x02,0); if((ucRegVal&0x10)&& LD_ReadReg(0xb2)==0x21&& LD_ReadReg(0xbf)==0x35) /*識(shí)別成功*/ { nAsrResCount=LD_ReadReg(0xba); if(nAsrResCount>0&&nAsrResCount<=4) { nAsrStatus=LD_ASR_FOUNDOK; } else { nAsrStatus=LD_ASR_FOUNDZERO; } } /*沒(méi)有識(shí)別結(jié)果*/ else { nAsrStatus=LD_ASR_FOUNDZERO; } LD_WriteReg(0x2b,0);LD_WriteReg(0x1C,0);/*寫(xiě)0:ADZ不可用*/ LD_WriteReg(0x29,0); LD_WriteReg(0x02,0); LD_WriteReg(0x2B,0); LD_WriteReg(0xBA,0); LD_WriteReg(0xBC,0); LD_WriteReg(0x08,1); /*清除FIFO_DATA*/ LD_WriteReg(0x08,0); /*清除FIFO_DATA后再次寫(xiě)0*/ EX0=1;}(5)運(yùn)行ASR識(shí)別流程uint8RunASR(void){ uint8i=0; uint8asrflag=0; for(i=0;i<5;i++) //一共嘗試5次啟動(dòng)ASR { LD_AsrStart(); delay(50); if(LD_AsrAddFixed()==0) { LD_Reset(); // 芯片出現(xiàn)不正常，立即重啟芯片 delay(50); // 初始化重新開(kāi)始 continue; } delay(10); if(LD_AsrRun()==0) { LD_Reset(); // 芯片出現(xiàn)不正常，立即重啟 delay(50); // 初始化重新開(kāi)始 continue; } asrflag=1; break; // ASR流程啟動(dòng)成功，跳出循環(huán)。等待中斷信號(hào) } returnasrflag;}(6)檢測(cè)LD模塊是否空閑當(dāng)返回值flag為1時(shí)代表空閑。uint8LD_Check_ASRBusyFlag_b2(){ uint8j; uint8flag=0; for(j=0;j<10;j++) { if(LD_ReadReg(0xb2)==0x21) { flag=1; break; } delay(10); } returnflag;}(7)啟動(dòng)運(yùn)行ASR當(dāng)返回值為1時(shí)代表啟動(dòng)運(yùn)行成功voidLD_AsrStart(){ LD_Init_ASR();}uint8LD_AsrRun(){ EX0=0; LD_WriteReg(0x35,MIC_VOL); LD_WriteReg(0x1C,0x09); LD_WriteReg(0xBD,0x20); LD_WriteReg(0x08,0x01); delay(1); LD_WriteReg(0x08,0x00); delay(1); if(LD_Check_ASRBusyFlag_b2()==0) { return0; }// LD_WriteReg(0xB6,0xa);// LD_WriteReg(0xB5,0x1E);// LD_WriteReg(0xB8,10);// LD_WriteReg(0x1C,0x07);//配置雙通道音頻信號(hào)做為輸入信號(hào) LD_WriteReg(0x1C,0x0b);//配置麥克風(fēng)做為輸入信號(hào) LD_WriteReg(0xB2,0xff); delay(1); LD_WriteReg(0x37,0x06); delay(1);LD_WriteReg(0x37,0x06); delay(5); LD_WriteReg(0x29,0x10); LD_WriteReg(0xBD,0x00); EX0=1; return1;}(8)向LD模塊添加關(guān)鍵詞uint8LD_AsrAddFixed(){ uint8k,flag; uint8nAsrAddLength; #defineDATE_A5 #defineDATE_B20 uint8codesRecog[DATE_A][DATE_B]={ "guanjia",\ "kaideng",\ "guandeng",\ "shenggaoliangdu",\ "jiangdiliangdu" }; uint8codepCode[DATE_A]={ CODE_CMD,\ CODE_DKY,\ CODE_GBY,\ CODE_DKE,\ CODE_GBE }; flag=1; for(k=0;k<DATE_A;k++) { if(LD_Check_ASRBusyFlag_b2()==0) { flag=0; break; } LD_WriteReg(0xc1,pCode[k]); LD_WriteReg(0xc3,0); LD_WriteReg(0x08,0x04); delay(1); LD_WriteReg(0x08,0x00); delay(1); for(nAsrAddLength=0;nAsrAddLength<DATE_B;nAsrAddLength++) { if(sRecog[k][nAsrAddLength]==0) break; LD_WriteReg(0x5,sRecog[k][nAsrAddLength]); } LD_WriteReg(0xb9,nAsrAddLength); LD_WriteReg(0xb2,0xff); LD_WriteReg(0x37,0x04); }returnflag;}(9)獲取識(shí)別結(jié)果將讀取內(nèi)部寄存器返回識(shí)別碼uint8LD_GetResult(){ returnLD_ReadReg(0xc5);}4.2.2藍(lán)牙控制子程序藍(lán)牙控制子程序流程圖如圖13所示。圖13藍(lán)牙控制子程序圖使用藍(lán)牙模塊通過(guò)藍(lán)牙與安卓手機(jī)相互連接，可以在手機(jī)APP中控制燈光亮度。按下安卓手機(jī)APP中的“開(kāi)燈”按鍵，系統(tǒng)輸出字符“3”，“關(guān)燈”按鍵輸出為“4”，“提高亮度”按鍵輸出為“5”，“降低亮度”按鍵輸出為“6”。藍(lán)牙模塊涉及的主要程序如下。case0x33:SD_mode=1;ZN_mode=0;SD_YY_num=2;break;//接收到安卓端的'3'字符打開(kāi)繼電器2case0x34:SD_mode=1;ZN_mode=0;SD_YY_num=3;break;//接收到安卓端的'4'字符關(guān)閉繼電器2case0x35:SD_mode=1;ZN_mode=0;SD_YY_num=4;break;//接收到安卓端的'5'字符打開(kāi)繼電器3case0x36:SD_mode=1;ZN_mode=0;SD_YY_num=5;break;//接收到安卓端的'6'字符關(guān)閉繼電器34.2.3自動(dòng)控制子程序人體紅外檢測(cè)與光敏自動(dòng)調(diào)節(jié)連在一起統(tǒng)稱自動(dòng)模式，該系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)分為兩種情況：檢測(cè)到有人處于檢測(cè)范圍內(nèi)時(shí)與人不在檢測(cè)范圍內(nèi)時(shí)。當(dāng)處于不同情況時(shí)輸出的電平也不一樣，第一種情況輸出的是高電平，第二種情況需要經(jīng)過(guò)短暫的時(shí)間以后才會(huì)改為輸出低電平。通過(guò)光線強(qiáng)度的變化，改變光敏電阻的阻值，變換PWM的參數(shù)從而自動(dòng)改變燈光亮度。當(dāng)系統(tǒng)處于自動(dòng)模式時(shí)涉及代碼如下：if((ZD_mode==1)&&(RT_HW==1))//自動(dòng)模式下如果檢測(cè)到有人則亮燈，且根據(jù)環(huán)境自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度adc_num=ad0832read(1,0);//采集實(shí)時(shí)光線亮度指數(shù)if((0<adc_num)&&(adc_num<=120))//根據(jù)阻值參數(shù)，變換PWM_T的值{ PWM_T=0;ET0=0;pwm_led=1; }if((120<adc_num)&&(adc_num<=180))//根據(jù)阻值參數(shù)，變換PWM_T的值{ PWM_T=20;ET0=1;}if((180<adc_num)&&(adc_num<=230))//根據(jù)阻值參數(shù)，變換PWM_T的值{ PWM_T=40;ET0=1;}if((230<adc_num)&&(adc_num<=245))//根據(jù)阻值參數(shù)，變換PWM_T的值{PWM_T=60;ET0=1;}if((245<adc_num)&&(adc_num<=250))//根據(jù)阻值參數(shù)，變換PWM_T的值{PWM_T=80;ET0=1;}if((250<adc_num)&&(adc_num<=280))//根據(jù)阻值參數(shù)，變換PWM_T的值{PWM_T=100;ET0=1;}ld_dc1=PWM_T/20;SD_YY_num=ld_dc1;P0=Tab[ld_dc1];}if((ZD_mode==1)&&(RT_HW==0))//自動(dòng)模式下如果人離開(kāi)則自動(dòng)關(guān)燈{delay_K(10);if((ZD_mode==1)&&(RT_HW==0)){ET0=0;PWM_T=0;pwm_led=1;ld_dc1=PWM_T/20;P0=Tab[ld_dc1]; }}5系統(tǒng)調(diào)試及運(yùn)行前文描述了本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)和軟件編程，現(xiàn)在還需要驗(yàn)證智能燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)指標(biāo)以及程序的運(yùn)行情況。系統(tǒng)正常運(yùn)行需要軟硬件都是調(diào)試成功的，在進(jìn)行調(diào)試的過(guò)程中一定要及時(shí)發(fā)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)中存在的軟件或者硬件的問(wèn)題，并且找到這個(gè)問(wèn)題的根源來(lái)幫助解決這個(gè)問(wèn)題，然后再通過(guò)重新進(jìn)行測(cè)試來(lái)看看已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題是否得以解決，新的問(wèn)題是否出現(xiàn)，然后要重新開(kāi)始，最后要達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)軟硬件之間能夠相互協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)全部功能。首先斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，拿出萬(wàn)用表對(duì)每個(gè)接口進(jìn)行檢測(cè)，觀察萬(wàn)用表上的度數(shù)來(lái)判斷焊接是否正確，線路有沒(méi)有短路和斷路的情況。然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)接通電源，馬上觀察各個(gè)模塊的指示燈是否正常開(kāi)啟，各個(gè)模塊有沒(méi)有發(fā)熱發(fā)燙的現(xiàn)象。如果有應(yīng)當(dāng)立刻切斷電源，經(jīng)過(guò)調(diào)試排除故障以后，整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始正常運(yùn)作。5.1系統(tǒng)原理圖電路圖如圖14所示。圖14整體電路圖5.2程序燒寫(xiě)程序燒寫(xiě)首先需要將單片機(jī)的電源線和串口線使用TTL轉(zhuǎn)USB的轉(zhuǎn)換器來(lái)與電腦的主機(jī)相互連接，安裝好串口的驅(qū)動(dòng)程序以后。燒寫(xiě)的步驟為：第一步在軟件中選擇本設(shè)計(jì)使用的STC89C52單片機(jī)；第二步找到目標(biāo)HEX文件將其添加到工程文件中；第三步選擇使用的計(jì)算機(jī)所對(duì)應(yīng)的COM口；第四步將前面的準(zhǔn)備完全以后開(kāi)始進(jìn)行程序的下載。該單片機(jī)的串口燒寫(xiě)程序使用的軟件是宏晶科技公司的STC-ISP。串口燒寫(xiě)界面如圖15所示。圖15串口程序燒寫(xiě)界面5.3實(shí)物演示首先檢查各個(gè)線路是否正常，然后接通電源打開(kāi)開(kāi)關(guān)進(jìn)行實(shí)物演示，操作如下：待機(jī)狀態(tài)如圖16所示。圖16設(shè)計(jì)待機(jī)狀態(tài)然后按下右下角白色按鈕，使得程序通電，各個(gè)程序開(kāi)始初始化自檢。開(kāi)關(guān)旁邊紅燈亮起代表系統(tǒng)通電正常；顯示屏幕顯示“0“代表燈處于關(guān)閉狀態(tài)；右側(cè)藍(lán)牙模塊完成初始化紅燈開(kāi)始閃爍；人體紅外感應(yīng)系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，系統(tǒng)感應(yīng)到人左側(cè)紅燈亮起。系統(tǒng)通電狀態(tài)如圖17所示。圖17通電狀態(tài)按下右側(cè)手動(dòng)按鈕，調(diào)高燈光亮度為1，顯示器顯示為1，燈光亮度開(kāi)啟。繼續(xù)按下按鈕，燈光亮度變?yōu)?，顯示為2，燈光最高亮度為5，當(dāng)亮度到最高時(shí)繼續(xù)按下按鈕，系統(tǒng)關(guān)閉燈光，顯示器顯示0。系統(tǒng)手動(dòng)控制如圖18所示。圖18手動(dòng)控制按下左側(cè)自動(dòng)控制按鈕，光敏傳感器就開(kāi)始工作，光敏電阻的阻值隨著外界的光照強(qiáng)度的變化而改變大小從而改變電流大小來(lái)控制燈光亮度?，F(xiàn)將右上角光敏電阻遮擋，使得環(huán)境光亮度達(dá)到最低，燈光亮度等級(jí)馬上到最高等級(jí)，顯示器顯示“5”。自動(dòng)控制狀態(tài)如圖19所示。圖19自動(dòng)控制狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)說(shuō)“管家”，系統(tǒng)語(yǔ)音識(shí)別成功，語(yǔ)音系統(tǒng)啟動(dòng)，左側(cè)綠燈亮起表明語(yǔ)音系統(tǒng)初步識(shí)別成功等待控制指令下發(fā)。對(duì)系統(tǒng)說(shuō)“開(kāi)燈”，系統(tǒng)打開(kāi)燈光，顯示器顯示為1，同時(shí)綠燈熄滅，語(yǔ)音模塊復(fù)位等下下一次指令。語(yǔ)音控制狀態(tài)如圖20所示。圖20語(yǔ)音控制狀態(tài)在手機(jī)APP中搜索附近的藍(lán)牙，找到系統(tǒng)