论文总字数：18222字

摘 要

本课题的主要目的是为了完成对教室灯光的智能控制。然而就现在发展成果来说，教室灯光的智能发展仍有很多欠缺。本课题是以ATmega16为基础所做的教室灯光智能控制的创新设计，完善了教室灯光智能控制原理及方法，同时以此基础，对控制系统的硬件设备装置进行选型以及其相对应使用的软件的设计。

在整个系统当中，ATmega16单片机作为主控制装置的核心部件，人体存在传感器负责检测人体活动，而教室内自然光照强度则由光敏三极管检测。教室正常开灯的前提是：系统经由智能辨认和判定，得到人体的存在信号和环境光信号之后，根据其满足的条件进行灯光控制，实现对教室内的灯具的智能掌控。此方法节约的电能量巨大。并且，当系统故障时还能够智能报警。单片机软件采用C语言编写，采用模块化结构设计，条理清晰明了，接口连接通用，便于改进和扩充。

该系统具备体积小，易操作，可靠性高，专用性强，性价比较高等优势，可以满足各类院校教室对灯光智能控制的要求，从而达到节能的目的。

关键词：ATmega16 人体 红外线 传感器 自动控制

design of classroom lighting design and development of system

Abstract

The main purpose of this project is to complete the classroom lighting intelligent control. However, for now the fruits of development, the intellectual development of classroom lighting is still a lot lacking. This paper is based on the innovative design made ATmega16 classroom lighting intelligent control, improve classroom lighting intelligent control theory and method at the same time as the foundation of hardware devices control system for selection and its corresponding software used design.

Based on ATmega16 microcontroller as a core component of the master control device, pyroelectric infrared sensors to detect human activity, natural light intensity in the classroom is detected by the phototransistor. From the classroom to determine the conditions of normal lights, the system can identify and determine the body's intelligent presence signal and ambient light signal, intelligent control of classroom lighting, electrical energy saving is huge. When a system failure can be smart alarm. SCM software using C language, the use of modular design, clarity coherent interface universal connectivity, allow for improved and expanded.

The system has a small size, easy operation, high reliability, dedicated and strong, cost and other advantages, to meet the various classrooms institutions of intelligent lighting control requirements, so as to achieve energy-saving purposes.

Keywords: ATmega16,Human body, infrared ray, sensor, automatic control

目　　录

摘　要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2本课题研究意义 1

1.3本课题研究的内容和目标 2

1.3.1研究内容 2

1.3.2研究目标 2

第二章 系统总体设计和器件选型 4

2.1系统硬件总体设计 4

2.2系统软件总体设计 4

2.3系统器件选型及依据 4

第三章 系统硬件设计 6

3.1系统控制的主要硬件电路 6

3.1.1系统主控电路 6

3.1.2 ISP在线编程模块电路 7

3.1.3数据采集电路 8

3.1.4系统时钟电路 10

3.1.5按键控制电路 12

3.1.6超时报警电路 12

3.1.7显示屏显示电路 13

3.2系统硬件设计总结 13

第四章 系统软件设计 15

4.1软件设计总述 15

4.2系统监控主程序模块 16

4.2.1定时中断处理 16

4.3数据采集模块 17

4.3.1人体感应模块的优缺点 17

4.4外部时钟模块 18

4.4.1自检初始化 18

4.4.2数据输入输出 19

4.5显示驱动模块 20

4.5.1显示驱动模块初始化 21

4.5.2写入显示数据到LCD子程序模块设计 21

4.5.3写入指令数据到LCD子程序模块设计 22

4.5.4字符显示子程序模块设计 22

4.6系统按键模块 23

第五章 系统调试 24

5.1单片机系统调试方法及步骤 24

5.2绘制图纸时需要注意的问题 24

5.2.1系统图绘制时需要注意的问题 24

5.2.2 PCB图绘制时需要注意的问题 25

5.3 LCD1602的调试 25

结语 27

参考文献 28

致谢 29

附录1：系统原理图 30

附录2：LCD1602效果图 31

第一章 绪论

1.1 课题背景

目前，我国面临的最大环境挑战就是能源短缺问题。现在，人类依靠化石燃料，不仅造成了全球变暖等全球性的生态灾难，由于能源的不可持续利用问题，在未来其对经济和社会运行的影响将是极其巨大的。科学家预测，在2030年左右，全球化石燃料将消耗完结。是以，转变能源布局，寻觅新能源已成为全人类必需面临的重要课题。

现今，在全球范围内已经开始陆续出现资源和能源的短缺问题。这类征象的呈现，其原因与人类无计划、不合理地大范围开采不无关系。上初，全球总量约100t，预测年的能源消费将增加一倍。从现今煤油、煤、水利和核能的研究来看，要调补这类需求量是很不容易的。是以，在新能源的开发利用还没有取得重大进步之前，能源供应短缺问题会越来越严峻。此外，其它不可再生的矿产资源的日益减少，也会导致这些矿产的最终耗尽。

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