设计摘要：

本文介绍了一种基于STM32单片机的教室照明系统的设计与实现。该系统以STM32单片机为核心控制器，通过集成多种传感器和输入输出模块，实现了对教室照明环境的智能控制。系统主要由中控部分、输入部分和输出部分组成。

中控部分采用STM32单片机，负责获取输入部分的数据并进行处理，进而控制输出部分。输入部分包括五个模块：红外对管用于检测教室人数；光强传感器分别检测教室和讲台的光照强度；时钟模块用于获取当前时间；矩阵键盘用于切换界面、模式、开关灯以及修改时间；供电电路为整个系统提供电力支持。

输出部分由两部分组成：OLED显示屏用于显示当前的时间、光照强度、人数和模式等信息；10个LED灯中，两个用于讲台照明，八个用于教室照明。

该系统通过实时监测和智能控制，能够有效提高教室照明的舒适度和节能效果，具有较高的实用价值和推广前景。

关键词: STM32单片机，教室照明系统，智能控制，传感器，OLED显示屏

字数：10000+

目录：

摘　要

ABSTRACT

1　引 言

1.1 选题背景及实际意义

1.2 国内外研究现状

1.3 课题主要内容

2　系统设计方案

2.1 系统整体方案

2.2 单片机的选择

2.3 电源方案的选择

2.4 显示方案的选择

2.5 光照方案的选择

3系统设计与分析

3.1 整体系统设计分析

3.2 主控电路设计

3.3 显示模块

3.4 BH1750光照传感器

3.6 DHT11传感器检测温湿度

4 系统程序设计

4.1 编程软件介绍

4.2 主程序流程设计

4.3 按键功能图

4.4显示函数流程设计

4.5处理函数流程设计

5 实物调试

5.1 电路焊接总图

5.2手动模式下控制

5.3自动模式开灯实物测试

5.4 设置日期实物测试

6 仿真调试

6.1仿真总体设计

6.2手动模式仿真测试

6.4 设置年月日时间仿真测试

6.5 自动模式下仿真测试

结  论

参考文献

致  谢

1 、引 言

1.1 选题背景及实际意义

随着科技的进步和智能化的发展，智能控制系统在各个领域的应用越来越广泛。特别是在教育领域，教室作为学生学习和教师授课的主要场所，其照明环境的舒适度和节能效果直接影响到教学质量和能源消耗。传统的教室照明系统通常采用手动开关控制，无法根据实际需求自动调节照明强度，导致能源浪费和照明效果不佳。因此，设计一种基于STM32单片机的智能教室照明系统，具有重要的实际意义。该系统通过集成多种传感器和智能控制算法，能够实时监测教室内的光照强度和人数，自动调节照明亮度，从而提高照明环境的舒适度和节能效果。此外，该系统还具备用户交互功能，用户可以通过矩阵键盘进行模式切换、开关灯和时间设置等操作，进一步提升了系统的灵活性和实用性。综上所述，基于STM32单片机的教室照明系统不仅能够有效改善教室照明环境，还能显著降低能源消耗，具有重要的应用价值和推广前景。

1.2 国内外研究现状

在国内外，智能照明系统的研究已经取得了显著进展。国外方面，欧美等发达国家在智能照明技术上起步较早，已经形成了较为成熟的智能照明系统解决方案。例如，飞利浦的Hue智能照明系统通过Wi-Fi连接，用户可以通过手机APP远程控制灯光的开关、亮度和颜色，实现个性化的照明体验。此外，Google和Amazon等科技巨头也推出了基于语音助手的智能照明产品，进一步提升了用户的使用便捷性。

国内方面，随着物联网和智能家居的快速发展，智能照明系统也得到了广泛关注和应用。例如，小米、华为等公司推出了多款智能灯泡和智能灯具，通过与智能家居平台的集成，用户可以实现场景化照明控制。此外，一些高校和科研机构也在积极开展智能照明系统的研究，如清华大学和浙江大学等，他们通过结合传感器技术和智能算法，开发了能够自动调节光照强度的智能照明系统，取得了良好的应用效果。

总体来看，国内外在智能照明系统的研究上各有特色，国外在技术成熟度和用户体验上具有优势，而国内则在应用场景和市场推广上表现突出。未来，随着技术的不断进步和应用需求的增加，智能照明系统将在更多领域得到广泛应用。

1.3 课题主要内容

本设计是基于单片机的教室照明系统设计，主要实现以下功能：

通过两个bh1750检测光照强度，讲台处两盏灯开灯阈值500lx，八盏开灯阈值300lx

通过两个红外对管检测到人进教室，显示屏上显示人数加一，教室灯开一盏，进来人数到一定数量开第二盏，有8盏灯。红外对管检测到有人离开教室，显示屏上显示人数减一。减到一定数量则关掉一盏灯。

通过矩阵键盘可以控制灯全开全关，以及单独开关。

通过定时模块定时控制（19：00-20：40）讲台处两盏灯开关。