科技广场
总第184期
基于单片机的智能LED小夜灯设计
夏于琴
(四川仪表工业学校，重庆北碚400700)
摘要：目前社会上很多地方使用长明灯照明，既不节能，又不环保。虽然有了微波感应开关和声光控开关，但由 于自身的缺点（微波式感应开关在抗干扰性能上尚不理想，声光控开关的声控灵敏度低），这些开关仍不完美。 红外光控智能感应开关较好的解决了以上两种开关的弊端。本文以红外光控智能感应开关为载体，设计了红外 光控智能小夜灯控制系统。本系统可以控制路灯、楼梯、库房以及抽屉等较小范围的灯光智能照明。即在有光时 灯始终不亮，无光无人时灯也不亮，无光有人时灯亮并且会延时一定的时间，从而达到节能节电的效果。关键词：小夜灯;单片机；LED;智能中图分类号：TP273
文献标识码:A
文章编号：1671-4792(2017)3-0062-03
Design of Intelligent Led Night Light Based on MCU
Xia Yuqin
(Sichuan Instrument Industry School，Chongqing BeiBei 400700)
Abstract：Our era sees the omnipresence of nightlight lamps which is neither energy efficient nor environment friendly. Even if there are microwave induced switch and acoustooptic switch, these switches are still not perfect due to its own shortcomings ( the microwave induction switch is not ideal for the anti-jamming performance and the acousto-optic controlled switch has low sensitivity). The infrared light control intelligent induction switch solves the disadvantages of the above two kinds of switches better. In this paper, the infrared light control intelligent night light control system is designed based on the infrared light intelligent sensor switch. This system can control the light intelligent lighting of lamp, stair, storehouse and drawer etc. That is, the light is always light when there is light time light, light is not light when no light, no light when people light and time delay, so as to achieve the effect of energy saving and energy saving.
Keywords: Small Night-light; Single Chip Microcomputer; LED; Intelligence
o引言
LM393比较器组成的。红外电路是为完善光控路灯 当你在漆黑的夜晚开门的时候，在背包里找钥 而添加的。在不同时段、不同的地点使用灯的情况也 匙的时候，又或者午夜起来上厕所时，是否在为找不 不同，红外线控制可进一步控制时间，节约能源。整 到灯开关而烦恼不已呢?是的，在日常生活中我们可 个电路系统由电源端子、红外控制电路（即人体感应
以发现很多时候我们需要灯却没有或者不能实现智 模块）、光控电路、单片机控制电路和LED照明电路 能控制等，而智能双控开关小夜灯特别符合人们的 等部分组成。电源由干电池提供。光控电路对外界光 要求，可以有效的解决人们的小烦恼。亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信 1设计思路
号，通过比较器进行比较，同时利用人体感应模块感 智能双控小夜灯主要是依据光控原理和红外线 应红外线，进而给出不同的电平信号，再通过程序控 控原理来设计的。利用光控电路可以根据光线的亮 制单片机口的电平高低，从而实现白天灯泡不亮，晚 暗条件控制灯的使用。光控电路是由光敏电阻和
上有人时，灯泡自动点亮。人体感应模块主要将红外
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线信号转变为电信号，从而实现自动控制，延时长短 可由软件任意修改=总体方框图如图一所示。
图一总体设计框图
2电路简介
2.1电源部分
本设计为了便于实验，直接采用干电池供电。
2.2光控部分
图二所示为光控电路图，利用光敏电阻在光照 与无光照条件下的电阻变化大的特性以及LM393 进行其5、6管脚的电压比较，从而使LM393的7管 脚输出不同的高低电平。当光线比较强时（即白天 的时候），LM393的7管脚将输出一个低电平，当光 线比较暗时(即晚上），LM393的7管脚将输出一个 高电平^
2.3 D-SUN人体感应模块
图三所示为D-SUN人体感应模块，该模块是 基于红外线技术的自动控制产品。模块有3个输出 脚，标有“ + 5V”的是正电源，标有“GND”的是地，标 有“OUT”的是输出脚，有人活动时输出3V高电平， 无人时则输出0V低电平。模块上的105黄色电位 器是动作输出延时调整，就是检查到人体后输出延 时若干秒高电平信号的时间，调节范围为0.3秒〜 18秒，顺时针延时变长，出厂默认9秒。图三中右上
角有一个触发模式切换跳线帽，中间和H连接为重 复模式，只要检测区域有人，模块就一直有输出，这种
模式一般称为电平输出；中间和L连接为不重复模 式，这种模式下即使检测区域有人活动模块也会自动 停止输出一段时间(封锁延时)然后再检测，这种模式 一般习惯称为脉冲输出。这里选择H连接，即当有人 经过的时候，“OUT”的输出为高电平，否则为低电平。
图三人体感应模块图
2.4单片机控制电路
图四所示为单片机控制电路图，本设计选择的单片
机是STC15F04W。该单片机是增强型8051CPU，1T， 单时钟/机器周期，速度比普通8051快6〜12倍， 工作电压为5.5V〜3.8V(5V单片机)。不仅内部高 可靠复位，8级可选复位，门槛电压，彻底省掉外部 复位电路，同时内部设有高精度R/C时钟，温飘为 -40E〜+85H，常温下温飘为5%。，内部时钟从 5MHZ〜35MHZ可选，还具有低功耗设计(低速模 式，空闲模式，掉电模式/停机模式)等优点。单片机 2管脚接电源，4管脚接地，同时P3.4和P3.3作为 红外线和光信号的控制输入端口，P3.5和P3.2分别 作为指示灯和照明灯的输出端口。P2.0和P3.1作为 串口通信端子。当满足条件时，希望LED指示灯和 照明灯点亮时，只需要利用软件将单片机的P3.5和 P3.2管脚置零即可。
图四单片机控制电路图
2.5 LED电路
图五所示为LED指示灯电路图，当单片机的 P3.5管脚低电平时，指示灯点亮(本设计是当光线 比较暗时，即晚上的时候，程序将P3.5置为低电平 0,让指示灯点亮）。由于电阻R1为1K，可知流过指
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示灯D1的电流为5毫安左右。同时我们选择的D2是一个功率低至1w的发光二 极管，因此D2的亮度会很亮，是指示灯D1的亮度 完全无法比拟的，并且因功率低还节能。
图五LED指示灯电路图
图六所示为LED照明电路，当单片机的P3.2 管脚低电平时，照明用的LED点亮(本设计里是当 光线比较暗时，即晚上的时候，同时有人的时候，程
序将P3.2置为低电平0，让照明LED灯点亮）。由于 图六LED照明电路图
电阻R7的电阻很小只有10欧姆，所以导致流过二 2.6系统设计总图
极管D2的电流为0.5安，是一个很大很大的电流，
系统设计总图如图七所示。
图七设计总图
3结束语
制系统能很好的实现设计要求，同时还可以在不改 本设计是基于单片机的智能双控开关小夜灯控 变硬件的情况下改变灯泡的功能，实现多样智能化 制系统的设计，此控制系统的设计采用模块化结构， 和扩展。相比市场上的一些产品而言，具有成本低 主要有人体感应模块、光控模块、单片机控制模块以 廉、性能良好的优点和可扩展的特点，所以在未来的 及LED模块。在设计此控制系统时，采用了模块化 一段时间内，该设计的应用前景非常美好。
的设计思想，因而设计起来更加简单、容易、条理清 晰。本智能双控小夜灯控制系统可对红外线和光信 参考文献
号进行控制，并通过单片机软、硬件来控制LED灯 [1]
薛丽.LED流水灯单片机的设计[D].扬州：江都职业教
泡亮灭的功能，利用干电池电源供电，以及光敏电阻 育中心校，2010.
的阻值变化来判断光线强弱，用热释电模块对红外 [2] 热感应模块使用手册[Z].
线进行检测以判断有无人。通过LM393芯片对光信 [3] STC15F100系列单片机器件手册[Z].号进行比较，从而给单片机的P3.3和P3.4不同的 [4] 刘亚川.单片机课件[Z].输人信号，从而通过控制单片机的P3.2的信号控制 作者简介
灯泡亮灭。当有较强光时，无论有无人都不会亮;无 夏于琴(1985—)，女，汉族，助理讲师。
光或光很暗时有人会亮，无人则不亮。该智能双控控
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