基于51单片机教室灯光全自动控制设计( proteus仿真+程序+设计报告+原理图+讲解视频）

基于51单片机教室灯光全自动控制设计

1. 主要功能：
2. 讲解视频：
3. 仿真设计
4. 程序代码
5. 设计报告
6. 原理图
7. 设计资料内容清单&&下载链接

仿真图proteus7.8及以上

程序编译器：keil 4/keil 5

编程语言：C语言

设计编号：S0075

1. 主要功能：

基于51单片机的教室灯光自动控制系统

1、数码管显示当前工作强度，光照阈值和教室人数；

2、设定值可以通过按键调整；

3、通过按键模拟红外对射传感器统计进出人数；

4、教室内是否开灯取决于光照强度，光照强度低于阈值（教室灯光暗)的时候开灯；

5、教室内开灯的数量根据教室内人数的多少设定，人数越多，开灯数量越多；

需注意仿真中51单片机芯片是兼容的，AT89C51,AT89C52是51单片机的具体型号，内核是一样的。相同的原理图里，无论stc还是at都一样，引脚功能都是一样的，程序是兼容的，芯片可以替换为STC89C52/STC89C51/AT89C52/AT89C51等51单片机芯片。

以下为本设计资料展示图：

2. 讲解视频：

讲解视频包含仿真运行讲解和代码讲解

基于51单片机教室灯光控制proteus仿真+程序+设计报告+原理图+讲解视频

3. 仿真设计

打开仿真工程，双击proteus中的单片机，选择hex文件路径，然后开始仿真。开始仿真后数码管显示当前光照强度，光照阈值，教室人数，光照强度低于阈值即教室内灯光暗，满足开灯条件。此时教室人数0，即教室没有人，所以不需要开灯。

通过点击按键进教室完成教室人数的设置，从1开始，每多十个人多开一盏灯，最多开8盏灯。

如果光照强度大于阈值，说明自然光足够亮，不需要开灯。

4. 程序代码

使用keil4或者keil5编译，代码有注释，可以结合视频理解代码含义。

mian 函数

#include "reg51.h"
#include "ADC0832.h"
sbit smg1=P2^0;//数码管引脚
sbit smg2=P2^1;
sbit smg3=P2^2;
sbit smg4=P2^3;
sbit smg5=P2^4;
sbit smg6=P2^5;
sbit k1=P1^0;//按钮
sbit k2=P1^1;
sbit k3=P1^2;
sbit k4=P1^3;
unsigned char time=0;
unsigned char code smgduan[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; 
unsigned char num=0;//人数
unsigned char light=0,limit=20;//光照
unsigned char m1=0,m2=0,m3=0,m4=0;
void delay(unsigned int i)//延时
{
	while(i--);
}
void disp() 
{
    // 根据光照强度light的十位数，通过数组smgduan获取对应的显示数据，并将结果显示在P0口上（假设用于连接数码管的段选）
    P0 = smgduan[light / 10]; 
    // 清除数码管第一位（smg1）的位选信号，使其不显示任何数字
    smg1 = 0;
    // 延时100ms，以便观察数码管的显示效果
    delay(100);
    // 设置数码管第一位（smg1）的位选信号为1，使显示数据生效
    smg1 = 1;
    // 根据光照强度light的个位数，通过数组smgduan获取对应的显示数据，并更新到P0口上
    P0 = smgduan[light % 10];
    // 清除数码管第二位（smg2）的位选信号
    smg2 = 0;
    // 延迟100ms
    delay(100);
    // 设置数码管第二位（smg2）的位选信号为1，使显示数据生效
    smg2 = 1;

    // 同理，根据光照阀值limit的十位和个位数，分别显示到数码管的第三位和第四位
    P0 = smgduan[limit / 10];
    smg3 = 0;
    delay(100);
    smg3 = 1;
    P0 = smgduan[limit % 10];
    smg4 = 0;
    delay(100);
    smg4 = 1;

    // 根据人数num的十位和个位数，分别显示到数码管的第五位和第六位
    P0 = smgduan[num / 10];
    smg5 = 0;
    delay(100);
    smg5 = 1;
    P0 = smgduan[num % 10];
    smg6 = 0;
    delay(100);
    smg6 = 1;
}
// 主函数定义
void main() 
{
    // 设置定时器0的工作模式为模式1（16位定时器/计数器）
    TMOD |= 0X01;
    // 设置定时器0的高8位初始值，这里设置的是一个特定的计数值（具体取决于晶振频率和系统配置）
    TH0 = 0X3C;
    // 设置定时器0的低8位初始值，与TH0共同决定定时器的初值
    TL0 = 0XB0; 
    // 打开定时器0中断允许位，使能定时器0中断功能
    ET0 = 1;
    // 打开总中断，允许单片机接收并处理所有中断请求
    EA = 1;
    // 启动定时器0
    TR0 = 1;
    // 进入无限循环
    while(1)
    {
        // 调用disp()函数，执行显示操作（如可能的话，可能是显示当前光照阈值或人数等信息）
        disp();

        // 检测按键k1状态，并在m1标记为0时调整光照阈值limit（增1）
        if(!k1 && (m1 == 0)) 
        {
            if(limit < 100) // 如果当前阈值小于最大值100
                limit++; // 阈值加1
            m1 = 1; // 标记m1为已操作，防止连续触发
        }
        // 当按键k1释放时，重置m1标记
        if(k1)
            m1 = 0;

        // 类似地检测按键k2状态并减少光照阈值limit（减1）
        if(!k2 && (m2 == 0)) 
        {
            if(limit > 0) // 如果当前阈值大于最小值0
                limit--; // 阈值减1
            m2 = 1; // 标记m2为已操作
        }
        // 当按键k2释放时，重置m2标记
        if(k2)
            m2 = 0;

        // 检测按键k3表示有人进入教室，当m3标记为0时增加教室内人数num（增1）
        if(!k3 && (m3 == 0)) 
        {
            if(num < 100) // 如果当前人数小于最大值100
                num++; // 人数加1
            m3 = 1; // 标记m3为已操作
        }
        // 当按键k3释放时，重置m3标记
        if(k3)
            m3 = 0;

        // 检测按键k4表示有人离开教室，当m4标记为0时减少教室内人数num（减1）
        if(!k4 && (m4 == 0)) 
        {
            if(num > 0) // 如果当前人数大于最小值0
                num--; // 人数减1
            m4 = 1; // 标记m4为已操作
        }
        // 当按键k4释放时，重置m4标记
        if(k4)
            m4 = 0;

        // 判断当前光照强度是否低于设定阈值limit
        if(light < limit)
        {
            // 如果教室内有人（即num>0），根据人数开启相应数量的灯光
            if(num > 0)
                P3 = 0xff << (num / 10) + 1; // 假设每10人开一组灯，不足10人也开一组
            else
                P3 = 0xff; // 若教室内无人，则全开灯光
        }
        // 光照强度高于或等于阈值时，关闭所有灯光
        else
        {
            P3 = 0xff;
        }
    }
}

// 定义一个名为Timer0的中断服务程序，该中断由定时器0溢出触发（中断号为1）
void Timer0() interrupt 1
{
    // 判断计数变量time是否小于10
    if(time < 10)
    {
        // 如果time小于10，则将其加1，表示时间累计增加
        time++;
    }
    else
    {
        // 如果time不小于10（即等于或大于10），则执行以下操作：
        // 将time重置为0，重新开始计时周期
        time = 0;
        
        // 调用ADC函数进行光照强度检测，并将返回值赋给light变量
        light = ADC();
    }
    
    // 设置定时器0的高8位和低8位初始值，以维持特定的定时周期
    // 假设此处设置的定时器初值使得定时器0每10个单位时间产生一次溢出中断
    TH0 = 0X3C; // 设置TH0为0X3C（十六进制）对应到二进制并转换为对应的机器周期数
    TL0 = 0XB0; // 设置TL0为0XB0（十六进制），与TH0共同决定定时器0的定时周期
}

5. 设计报告

7608字设计报告，内容包括硬件设计、软件设计、软硬件框图、调试、结论等

本课程设计项目正是顺应这一时代潮流，选择了51系列单片机作为核心控制器元件，以其稳定可靠、易于编程的特点来构建一套适用于教室环境的灯光自动控制系统。该系统旨在模拟真实应用场景中的光照条件变化和人员流动情况，实现精准的光线感应控制机制。具体来说，通过集成光敏传感器实时监测教室内的自然光线强度，并设定一个可调阈值，当实际光线低于此阈值时，系统将自动开启照明设备，确保室内有足够的光线供师生进行教学活动。

此外，为了进一步提高系统的智能性和实用性，本设计还特别加入了人数统计功能，通过按键模拟红外对射传感器的工作原理，以简化的操作方式记录进出教室的人数变化。这种创新性的设计不仅有助于精确掌握教室内学生数量，更为关键的是，能够基于人数动态调整教室内灯光的数量和分布，从而实现按需照明，避免不必要的能源浪费。