基于单片机的智能照明控制系统设计课设

基于单片机的智能照明控制系统设计课设内容摘要：

围，照明控制系统可以分为以下几类。 （ 1） 点（灯）控制型 点（灯）控制就是指可以直接对某盏灯进行控制的系统或设备，早期的照明控制系统和家庭照明控制系统及普通的室内照明控制系统基本上都采用点（灯）控制方式，这种控制方式具有简单，仅使用一些电器开关、导线及组合就可以完成灯的控制功能，是目前使用最为广泛和最基本的照明 控制系统，是照明控制系统的基本单元。 （ 2） 区域控制型 区域控制型照明控制系统，是指能在某个区域范围内完成照明控制的照明控制系统，特点是可以对整个控制区域范围内的所有灯具按不同的功能要求进行直接或间接的控制。 由于照明控制系统在设计时基本上是按回路容量进行的，即按照每回路进行分别控制的，所以又叫做路（线）控型照明控制系统。 （ 3） 网络控制型 网络控制型照明控制系统通过计算机网络技术将许多局部小区域内的照明设备进行联网，从而由一个控制中心进行统一控制的照明控制系统，在照明控制中心内，由计算机控制系统 对控制区域内的照明设备进行统一的控制管理，网络控制型照明系统一般由以下几部分组成。 1） 控制系统中心 2） 控制信号人民传输系统 3） 区域照明控制 4） 灯控设备 （ 4） 节能控制型 燕山大学课程设计说明书 9 照明系统的节能是全球普遍关注的问题，照明节能一般可以通过两条途径实现：一是使用高效的照明装置（例如光源、灯具和镇流器等）；二是在需要照明时使用，不需要照明时关断，尽量减少不必要的开灯时间、开灯 数量和过高照明亮度，这点需要通过照明控制来实现。 智能照明控制系统的优点 智能照明控制系统是指用计算机技 术并辅助以其它手段，对电力照明实行自动控制，提供合适照明光环境的同时降低照明系统电能消耗和其它使用费用。 智能照明控制系统于手动照明控制系统相比有很多优点，包括创造环境气氛，改善工作环境、提高工作效率，良好的节能效果，延长光源寿命，管理维护方便等。 智能照明控制系统的组成 智能照明控制系统主要由输入装置、处理器和执行器三个部分组成。 输入装置可以不断检测周围环境的照度水平，可以探测到某个区域是否有人移 动，以及输入人们的控制指令，并把相应的信号传送给处理器。 包括传感器、定时装置和控制面板或遥 控器。 处理器接受输入装置的信号，经过信息处理、判断、分析，输出控制信号。 执行器与灯具直接连接，控制灯光回路的闭合或断开和调节灯光到相应的水平，包括手动开关。 燕山大学课程设计说明书 10 第三章 系统硬件设计 系统设计要点 系统设计主要包括硬件和软件两大部分，依据控制系统的工作原理和技术性能，将硬件和软件分开设计。 硬件设计部分包括电路原理图、合理选择元器件、绘制线路图，然后对硬件进行调试、测试，以达到设计要求。 硬件电路是采用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。 硬件电路的设计最重要的选择用于控制的单片机，并确定与之配套的外围芯片，使所设计的系统既经济又高性能。 硬件电路设计还包括输入输出接口设计，画出详细电路图，标出芯片的型号、器件参数值，根据电路图在仿真机上进行调试，发现设计不当及时修改，最终达到设计目的。 软件设计部分，首先在总体设计中完成系统总框图和各模块的功能设计，拟定详细的工作计划；然后进行具体设计，包括各模块的流程图， 选择合适的编程语言和工具，进行代码设计等；最后是对软件进行调试、测试，达到所需功能要求。 本系统软件设计采用模块化系统设计方法，先编写各个功能模块子程序，然后进行组合与调整，经过调试后，达到设计功能要求。 本章主要介绍系统的硬件设计。 硬件结构及原理 系统结构和工作原理 系统结构如图 1 所示。 本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。 工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、是否有人 经过 等信息送到单片机，单片机根据这些信息 通过控制电路对照明设备进行开关操作，从而实现照明控制，以燕山大学课程设计说明书 11 达到节能的目的。 图一 系统结构框图 系统硬件设计 按图一构成的系统硬件图电路如图二所示。 （ A2 纸大图）为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间，以便为路人提供方便。 光照检测电路 热释电传感器 信号处理电路 MCU 控制电路 时间显示电路 延时选择电路 燕山大学课程设计说明书 12 燕山大学课程设计说明书 13 中心控制模块 目前较为流行的单片机有 AVR 和 51单片机，从系 统设计的功能需求及成本考虑， 51 单片机性价比更高。 AT89C52 是一个低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes的随机存取数据存储器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器和 Flash存储单元， AT89C51单片机在电子行业中有着广泛的应用。 主要功能特性 ： 兼容 MCS51指令系统 8k可反复擦写 (大于 1000次） Flash ROM； 32 个双向 I/O 口； 256x8bit 内部 RAM； 3 个 16 位可编程定时 /计数器中断； 时钟频率 024MHz； 2 个串行中断，可编程 UART 串行通道； 2 个外部中断源，共 8 个中断源； 2 个读写中断口线， 3 级加密位； 低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能； 1有 PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等几种封装形式，以适应不同产品的需求。 可以看出， AT89C52 是拥有 2个外部中断、 2 个 16 位定时器、 2 个可编程串行 UART 的单片机。 所以 中心控制模块采用 AT89C52 单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制。 功能 引脚 说明： Vcc:电源电压 GND:地 P0： P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 1/O 口，也即地址 /数据总线复用口。 作为输出口用时．每位能吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路，对端口P0 写 “1” 时，可作为高阻抗输入端用。 在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址。