毕业设计（论文）-基于89C52的教室灯光节能控制器的设计

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1、 课课 程程 设设 计计 (论论 文文) 机械与电气工程 学院 08 自动化专业 课程设计（论文）题目 基于 89C52 的教室灯光节能控制设计 学 生 姓 名 班 级 08 自动化 学 号 指 导 教 师 完 成 日 期 2011 年 12 月 20 日 前前 言言 现在的大学，由于学校开放型的管理模式，加之学生节能意识的淡薄，学校 的很多教室在白天室内照度很高的情况下，仍然存在开灯现象；或者夜间许多教 室，即使仅有几个学生在教室自习，但室内照明全部开启。长明灯比比皆是，人 走不熄灯的现象到处存在。这种有意和无意的浪费，不仅是浪费了国家资源，而 且给学校带来了沉重的负担。 本文介绍了基于单片

2、机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，从而达到节能的目的。 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 89C52 单片机为基础，实现了通信、控制与显示等功能。文中详 细地描述了控制电路的设计过程，包括：键盘与 LED 显示电路、RS485 通信电路、 照明灯控制电路以及看门狗电路等。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。 在本次课程设计中首先是硬件方案的确定

3、， 接下来是对系统整体电路中各子 模块电路的设计，包括检测电路、A/D 转换电路、微控制器的工作电路、显示电 路测量电路的设计。通过不断的摸索，最终实现了对灯光的控制。 第一章第一章 总体方案设计总体方案设计 教室灯光控制器可实现有效的教室灯光智能控制。 其输入参数主要是人体存 在信号和环境光信号等的外界因素，环境光的强度达到一定值时不开灯，环境光 强度在一定阀值以下且有人存在时开灯， 理论和实验证明用这种方式来对教室灯 进行智能控制可以实现上述目标。 教室灯光控制器一般安装在教室内避开电灯直射的位置， 且人体传感器安置 时应使人体活动方向与人体传感器中两个热释电元连线方向垂直， 这样可使人体

4、 存在信号采集更加灵敏、 可靠， 同时还要尽可能避免外界风直接吹向人体传感器。 1.1 硬件方案论证 对于灯光控制系统来说，硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功能 的基础。系统的设计成功与否很大程度上取决于硬件系统的设计， 硬件的选择和 所选硬件的性能对系统的功能实现以及系统的精度都有直接的影响。 本系统硬件 方案论证包括单片机、灯光控制系统的传感器、通信方式、总线接口及显示电路 的选择。 1.1.1 微处理器的选择 本系统的主控模块主要采用 Atmel 公司的 AT89C52 作为主控芯片， 它是一种 低功耗， 8 位 CMOS 工艺处理器， 具有 8K 在线可编程 Flash 存储器

5、， 片内的 Flash 可多次编程，为在线编程提供了方便。片内有 128 字节的 RAM, 4KB 的 EEPROM， 由于合理的安排使用片内 RAM 空间， 所以没有扩展的片外 RAM， 使电路结构简捷。 因为设备的设置参数是根据实际需要进行更改的，又要求是断电能够保存下来， 所以本设备用一片 EEPR0M 来存储系统的设置参数。 1.1.2 传感器的选择 根据本设计的要求，该控制系统需要两种传感器：一种是人体信号采集传感 器，另一种是光信号强度采集传感器。用于人体信号采集的传感器和光信号强度 采集的传感器有很多，这里根据设计的要求采用了以下传感器： 一、热释电红外传感器： 热释电红外传感器

6、是一种基于热电效应原理的热电型红外传感器， 它是上世 纪80年代末期出现的一种新型传感器件，现在已得到越来越广泛的应用。热释电 红外传感器由敏感单元、阻抗变换器和滤光窗等三大部分组成。 二、光敏电阻式传感器： 光敏电阻会感应光照强度的变化，自己电阻随着光强度的增加而减小，进而 通过电阻上的电压变化来反应光照强度的变化。 传感器输出变化的电压信号给控 制器，控制器根据接收到的信号的变化来决定下一步将要执行的动作。光敏电阻 是一种非常常用的光电元件。它可以十分快捷的反正出光照的变化，应用电路也 十分的简单、实用。 1.1.3 显示器的选择 LED数码管显示器动态显示方式下，将所有位的段选线并联在起，由位选线 控制哪位接收字段码。采用动态扫描显示，也就是在显示过中，轮流向各位送出 字形码和相应的字位选择，同一时刻只有一位显示，其他各位熄灭。利用显示器 的余辉和人眼的视觉暂留现象，只要每一位显示足够短，