【正文】 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 基于單片機(jī)的教室燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 四川理工學(xué)院自動(dòng)化與電子信息學(xué)院 二 O 一三年六月四川理 工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) I 基于單片機(jī)的教室燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘要： 本文詳細(xì)研究了大學(xué)教室的使用特點(diǎn)和照明需求及存在的問題，提出了一種基于單片機(jī)的教室燈光控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以 AT89S51 單片機(jī)作為控制模塊的核心部 件，采用熱釋紅外人體傳感器檢測(cè)人體的存在，采用光敏三極管構(gòu)成的電路檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度；根據(jù)教室合理開燈的條件，通過(guò)對(duì)人體存在信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)的識(shí)別與判斷，完成對(duì)教室燈光的智能控制，避免了教室用電的大量浪費(fèi)。系統(tǒng)還具有報(bào)警功能；同時(shí)還采用了軟 /硬件的“看門狗”等抗干擾措施。該系統(tǒng)可以滿足各類院校對(duì)教室燈光控制的要求，很大程度的達(dá)到節(jié)能目的。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)；智能控制；熱釋紅外傳感器； X5045 基于單片機(jī)的教室燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) II Design of Lighting Control System Based on MCU Abstract： This paper copiously studied using features, lighting requirements and the existing problems of the university classroom, at last a kind of lighting control system based on mcu of classroom was put forward. The system used AT89S51 microcontroller as a core ponent of the control module. It introduced pyroelectric infrared sensor to detect the existence of human body, and used circuit which constituted of photosensitive triode to detect the strength of environment lighting. The navar according to the resonable conditions of turning on classroom light and the identification of signal about environmental lighting and existing of human body, achieved the intelligent control of classroom lighting . At last, it avoid the waste of electricity. It also had alarming function, at the same time antiinterference measures such as the software / hardware watchdog was adopt. The system can meet institution requirements for classroom lighting control, largely achieved the purpose of energy saving. Key words: Microcontroller； Intelligent control； Pyroelectric infrared sensor；X5045 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 目錄 摘要 ........................................................ Ⅰ ABSTRACT ..................................................... Ⅱ 第 1 章 引 言 .................................................. 1 課題研究的目的與意義 .......................................... 1 采用智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) .................................... 1 智能照明控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 .................................... 2 本章小節(jié) ...................................................... 3 第 2 章 教室燈光控制器簡(jiǎn)介與方案分析 ............................. 4 大學(xué)教室照明控制現(xiàn)狀 ......................................... 4 教室燈光控制器簡(jiǎn)介 ........................................... 4 系統(tǒng)控制方案分析 .............................................. 4 本章小節(jié) ...................................................... 5 第 3 章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計(jì) ................................... 6 系統(tǒng)控制模塊的硬件構(gòu)成 ........................................ 6 系統(tǒng)控制的主要硬件電路 ........................................ 7 系統(tǒng)主控電路 ............................................. 7 系統(tǒng)供電電路 ............................................. 8 系統(tǒng)復(fù)位電路 ............................................. 9 數(shù)據(jù)采集電路 ............................................ 10 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 ............................................ 13 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 .......................................... 15 超時(shí)報(bào)警電路 ............................................ 15 按鍵控制電路 ............................................ 16 本章小節(jié) ..................................................... 17 第 4 章 控制模塊軟件設(shè)計(jì) ....................................... 18 系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊 ........................................... 18 系統(tǒng)自檢初始化 .......................................... 18 定時(shí)中斷處理設(shè)計(jì) ........................................ 19 基于單片機(jī)的教室燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集模塊 ................................................. 20 人體存在傳感器的優(yōu)缺 點(diǎn) .................................. 20 數(shù)據(jù)采集軟件的實(shí)現(xiàn) ...................................... 20 人體存在傳感器的抗干擾措施 .............................. 21 人體存在傳感器的安裝要求 ................................ 21 時(shí)鐘模塊 ..................................................... 22 數(shù)據(jù)輸入輸出 ............................................ 22 時(shí)鐘自檢初始化 .......................................... 23 時(shí)鐘程序設(shè)計(jì) ............................................ 25 系統(tǒng)工作總流程 ............................................... 26 本章小節(jié) ..................................................... 26 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問題分析 .................................. 28 單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試方法及步驟 ..................................... 28 主要問題分析 ................................................. 30 第 6 章 結(jié)束語(yǔ) ................................................ 31 致 謝 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) ..................................................... 32 附 錄 ........................................................ 34 四川理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 引 言 課題研究的目的與意義 能源問題和環(huán)境問題一直是人類社會(huì)面對(duì)的重大問題，特別是 到了二十一世紀(jì)，對(duì)降低能耗和保護(hù)環(huán)境的要求更成了國(guó)家 長(zhǎng)期發(fā)展的重中之重，我國(guó)也提出了“節(jié)能減排”的號(hào)召。而在眾多的能源問題中，電能的短缺是束縛經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活的重要能源問題之一。 據(jù)報(bào)道，用于照明的能源消耗占整個(gè)辦公大樓能源消耗的 20％ ~60％ [1]，這部分能耗的多少很大程度上取決于照明的控制效果。在現(xiàn)代建筑的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，照明控制也是其中一個(gè)重要分支。現(xiàn)代建筑對(duì)照明的要求很高，除了應(yīng)該滿足為建筑內(nèi)人們?cè)诠ぷ鳌W(xué)習(xí)、生活時(shí)對(duì)視覺環(huán)境的要求以外，還應(yīng)該利用照明設(shè)備的不同類型及光線的變換為人們提供 一個(gè)舒適、有美感的辦公、學(xué)習(xí)和生活環(huán)境，此外，還應(yīng)該提高能源的利用率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的 [2]。而傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)由于其管理落后、能源浪費(fèi)、舒適性差、布線復(fù)雜以及燈具壽命短 [3]的缺點(diǎn)，己不能滿足人們的這種需求，所以研究新型照明控制系統(tǒng)，對(duì)減少這部分能源消耗、減少環(huán)境污染，同時(shí)更好的滿足人們對(duì)照明質(zhì)量的要求，都有極其重要的意義。 新型的照明控制系統(tǒng)主要指綜合了照明、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的智能照明控制系統(tǒng)。最根本的是通過(guò)充分利用自然光來(lái)減少人工照明帶來(lái)的能源消耗 [4][5]。 采 用智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)主要是由照明配電箱通過(guò)手動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)控制照明燈具通斷的目的，或在照明回路中串入接觸器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制 [6]，在燈具的開關(guān)控制上采用手動(dòng)開關(guān)，所以很大程度上依賴于人的主動(dòng)性。而智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)某一區(qū)域的功能、每天不同的時(shí)間、室外光亮度或該區(qū)域的用途來(lái)自動(dòng)控制照明。它能充分利用自然光，實(shí)現(xiàn)照明管理智能化。具體來(lái)說(shuō)其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： (1)提高照明控制的智能化程度，使整個(gè)照明系統(tǒng)出現(xiàn)全自動(dòng)狀態(tài)，可以根據(jù)不同場(chǎng)合在不同時(shí)段中不同的情景需求， 預(yù)先設(shè)定合適的照明效果，更加智能化和人性化。 基于單片機(jī)的教室燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 (2)減低電能消耗，有良好的節(jié)電效果，充分利用自然光作為光源，以人工光為補(bǔ)充，并結(jié)合室內(nèi)的人員情況，只有在必需時(shí)才開啟照明燈具，節(jié)能效果十分顯著，一般可以達(dá)到 30％ 左右 [7]。 (3)改善室內(nèi)工作環(huán)境，提高室內(nèi)人員的工作效率。 (4)提高建筑物的照明系統(tǒng)管理水平，將傳統(tǒng)的人為開關(guān)控制轉(zhuǎn)換為智能化的管理，將大大減少大樓的運(yùn)行、維護(hù)和管理的費(fèi)用。 總之，研究新型照明控制器及系統(tǒng)，對(duì)于節(jié)約照明用電，減少環(huán)境污染，滿足人民群眾日益增長(zhǎng)的對(duì)照明質(zhì)量、照明環(huán)境和減少 環(huán)境污染的需要，建立優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)舒適、安全可靠、有益環(huán)境的照明系統(tǒng)有著極其重要的意義。 智能照明控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 目前國(guó)內(nèi)幾種常見的照明控制系統(tǒng)有以下幾種： l、 Dynalite智能照明控制系統(tǒng) 該系統(tǒng)主要由調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、編程插口、時(shí)鐘管理器、手持式編程器和 PC監(jiān)控機(jī)等部件組成。采用 DyNet網(wǎng)絡(luò)連接， DyNet是一