基于单片机的智能照明控制系统设计毕业论文Word文件下载.doc

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随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。

楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。

本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。

该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。

系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。

该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础，实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。

使用光电子镇流器，使光源具备自动调节功能。

文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：

光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。

对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。

工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,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,以达到节能的目的。

关键词：

智能控制，主控制器，分控制器，单片机，定时控制

TheControlSystemforIntelligentLightingBasedon

Single–chipMicrocomputer

Author:

LiGuozhong

Tutor:

SunMan

Abstract

Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology,thesystemofcontrolbasedonSingle-chipMicrocomputeriswidelyappliedinindustry,agriculture,electricpower,electron,intelligentbuildingandsoon.Microcomputer,asthesubjectandcoreoftheembeddedsystemofcontrol,replacesthetraditionalsystem—electroniccircuit.Atthesametime,thedevelopmentandmaturationoftheintelligentbuildinghaveestablishedthesubstantialfoundationforthepopularizationandapplicationofthecontrolsystemforlightingbasedonsingle-chipmicrocomputer。

Inthispaper,theIndoorLightingControlSystemBasedonAT89C51anditsprincipleareintroduced.Someeffectiveandenergysavingcontrolstrategysoflightingsystemarebroughtforward.Thecurrentsystemusesarelativelymaturesensortechnologyandcomputercontroltechnology，usingmulti-parametertoachievetheschoolclassroomindoorlightingcontrol.

Thesystemincludeshardwareandsoftwaredesignintwoparts.ThehostcontrollerofthecontrolsystemforlightingisbasedonAT89C51single-chipmicrocomputer,andtheauxiliaryonesarebasedonAT89c2051.Thesystemcandomanyjobs,suchaswiredcommunication,SignalAcquisition,wirelessdatatransmitting,

controllinganddisplay.Useofelectonicballasts;

the 

lightsource 

withautomaticadjustmentfunction.Thepaperdescribesthedesigningprocessofthecircuitatlength,including:

Opticalsignal 

samplingcircuit,thebody 

signalacquisition 

circuit,keyboardandLEDdisplaycircuit,RS485communicationcircuit,wirelesstransmittingcircuit,controlcircuitoflighting,watchdogcircuit,etc.Thedesigningofsoftwaremainlyincludestheseveralprogramming,suchaswiredcommunication,lamplightcontrolling,timedcontrolling,keyboardscanning,LEDdisplayingandsignal 

processingcircuit.ThewiredcommunicationprogrammingfunctionisthatthroughMaster-slavecommunicationmethodbasedonRS485thehostcontrollersendsorderstotheallauxiliarycontrollersoreachone,including:

turningonlighting,turningofflighting,regulatingbrightnessoflighting,controllingtimedlighting,etc.

Work,theopticalsignalsamplingcircuitcollectinglightingintensity,indoorcollectingofhumansignalacquisitioncircuitifanyone,whetherforworktimeandotherinformationandsignaltothemicrocontroller,MCUcontrolcircuitibasedontheseinformationthroughtheswitchingoperationoflightingequipmentinordertoachievelightingcontrolstosavaenergy.

KeyWords:

Intelligentcontrol，Hostcontroller,Auxiliarycontroller,Single-chipmicrocomputer,Timedcontrolling

目录

1绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2智能照明控制系统的发展与现状 1

1.2.1智能控制技术的研究现状 1

1.2.2国内外智能照明发展概况 1

1.2.3智能照明控制系统的优点 2

1.2.4智能照明控制系统的组成 2

1.2.5现有智能照明控制系统的分析 2

1.3系统设计 3

1.3.1系统设计要点 3

1.3.2系统设计思路 3

2硬件电路设计与实现 7

2.1系统硬件总述 7

2.2CPU性能介绍 7

2.3主控制器电路设计 7

2.3.1键盘的接口设计 8

2.3.2LED数码显示的接口设计 9

2.3.3看门狗监控电路的设计 9

2.4分控制器的电路设计 9

2.5RS485通信电路的设计 10

2.6光信号取样电路 12

2.6.1Microwire串行总线性能介绍 13

2.6.2TLC1549的接口设计 14

2.6.3TCL1549的数据采集程序设计 15

2.7人体信号采集电路 16

2.7.1人体红外探头 16

2.7.2信号处理电路 19

2.7.3比较电路 20

2.8DS12887时钟芯片接口电路设计 21

2.8.1DS12887的原理及管脚说明 22

2.8.2地址分配表及时间、日历和闹钟的数据格式 23

2.8.3DS12887状态控制寄存器 23

2.8.4DS12887初始化程序 25

2.9输出驱动电路设计 27

2.10延时时间选择电路 28

2.11零点检测与可控硅控制电路的设计 29

2.12数字可调光电子镇流器 30

3系统软件设计及实现 31

3.1人机交互程序设计 32

3.1.1键盘扫描程序设计 32

3.1.2LED数码显示程序设计 33

3.2照明启停控制程序设计 34

3.2.1全部启停控制程序设计 35

3.2.2单独启停控制程序设计 37

3.3照明控制程序设计 39

3.3.1全部定时控制程序设计 40

3.3.2单独定时控制程序设计 41

3.4RS485通信程序设计 42

3.4.1主机部分通信程序设计 44

3.4.2从机部分通信程序设计 45

4系统可靠性设计 48

4.1干扰产生的后果 48

4.2单片机应用系统的硬件抗干扰设计 49

4.3软件抗干扰技术 52

4.3.1数据采集误差的软件对策 52

4.3.2程序运行失控的软件对策 52

总结 54

致谢 55

参考文献 56

附录 57

1绪论

1.1课题研究背景

随着国民经济的快速发展和社会进步，教育在全社会愈加被关注和重视，校园规模也随着受教育者的数量增加而不断扩大。

但由于学校开放型的管理模式，高校的教室在白天室内照度很高的情况下，仍然普遍存在开灯作业；

即使室内无人或人数很少的情况下，也是全部开启室内照明，绝不会有师生因为只有少数人而仅开几盏灯。

长明灯比比皆是，人走不熄灯的现象到处存在。

这种有形和无形的浪费，给校方的水电支出带来了沉重的负担。

学校的水电支出约占全校经费支出的1／4—1／5，电费支出占据较重比例。

能源短