【正文】 學(xué)科分類號(hào)： 08 湖南人文科技學(xué)院 本科生畢業(yè)論文 題 目： 基于單片機(jī)教室燈光自動(dòng)控制器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 劉洪廣 學(xué)號(hào) 09409205 系 部： 通信與控制工程系 專業(yè)年級(jí)： 09 級(jí) 電子信息工程二班 指導(dǎo)教師： 張 斌 職 稱： 助 教 湖南人文科技學(xué)院教務(wù)處制 湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)論文 1 湖南人文科技學(xué)院本科畢業(yè)論文誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 二○ 年 月 日 湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)論文 2 摘要 本研究針對(duì)教室燈光的控制方法，尤其是教室燈光的智能控制方面的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了教室燈光智能控制的原理和實(shí)現(xiàn)方法，提出了基于單片機(jī)的教室燈光智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了智能控制系統(tǒng)的硬件裝置和相應(yīng)軟件。 該系統(tǒng)以 AT89C52 單片機(jī)作為控制裝置的智能部件，采用熱釋紅外人體傳感器檢測人體的存在，采用光敏三極管構(gòu)成的電路檢測環(huán)境光的強(qiáng)度 。根據(jù)教室合理開燈的條件，系統(tǒng)通過對(duì)人體的存在信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)的識(shí)別和 智能判斷，完成對(duì)教室照明回路的智能控制，避免了教室用電的大量浪費(fèi)。系統(tǒng)還具有多種報(bào)警功能 。同時(shí)還采用了軟 /硬件的“看門狗”技術(shù)等抗干擾措施。單片機(jī)軟件采用匯編語言編制，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、條理清晰、通用性好，便于改進(jìn)和擴(kuò)充。 該系統(tǒng)具有體積小，控制方便，可靠性高，專用性強(qiáng)，性價(jià)比合理等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足各類大、中專院校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 :人體 ； 紅外線 ； 傳感器 ； 自動(dòng)控制 ； 熱釋電 湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)論文 3 Abstract Currently light intelligent control systems are not efficiently used in the classroom. In order to improve the system, based on control and current methods of how to keep control， developing intelligent classroom light control system and developed the hardware and software system. This classroom light intelligent control system the theory of the light put forward methods ofon the basis of AT89C52 is developed, which machine of AT89C52 is a major part, and the environment of development is better than before. This system can satisfy the following functions, such as controlling the circuit of illumination, testing and processing daylight signal, testing and processing the signal of human body that illuminates the back track exists, reporting to the warning devices, order to satisfy these functions, the system adopted the homologous methods respectively, and to the gearing of the system, analyzing how to install， test and run the system. The microcontroller software was developed based on assemble language. Assemble language is one kind of structured program languages, it has more advantages than other highlevel languages. Assemble language adopts building block design. Its monality is very good and easy to improve and expand. It could be used to develop larger 一 scale system with more perfect performance. At the same time, the antijamming technologies, such as watchdog, are necessary when developing hardware and software. This system had many advantages. For example, the physical volume was small，the system was conveniently controlled, the credibility was high, the appropriation was strong, and its price proportion was ideal,etc. The experiment proved that the system can satisfy the control mand of the classroom39。 s light device, so it could largely reduce the consuming of energy resources. Key words: Human body, infrared ray, sensor, automatic control， heat to release the electricity1. 湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)論文 4 目錄 1 本課題研究的意義 1 國內(nèi)外教室燈光控制器研究的現(xiàn)狀及其存在的問題 1 本課題研究的內(nèi)容和 目標(biāo) 3 研究內(nèi)容 3 研究目標(biāo) 3 本課題擬解決的關(guān)鍵問 4 8 教室燈光控制器簡介 8 8 9 控制模塊的硬件構(gòu)成 9 控制系統(tǒng)的主要硬件電路 9 系統(tǒng)主控電路 10 在線編程模塊電路 10 系統(tǒng)供電電路 11 數(shù)據(jù)采集電路 12 系統(tǒng)時(shí)鐘電路 16 系統(tǒng)看門狗電路 19 繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路 21 超時(shí)報(bào)警電路 21 4 控制模塊軟件設(shè)計(jì)與開發(fā) 22 系統(tǒng)監(jiān) 控主程序模塊 23 系統(tǒng)自檢初始化 23 定時(shí)中斷處理 24 多任務(wù)操作系統(tǒng)的構(gòu)建 24 數(shù)據(jù)采集模塊 25 人體存在傳感器的優(yōu)缺點(diǎn) 25 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) 25 人體存在傳感器的抗干擾措施 26 人體存在傳感器的安裝要求 27 時(shí)鐘模塊 27 數(shù)據(jù)輸入輸出 27 時(shí)鐘內(nèi)部寄存器的使用 28 時(shí)鐘自檢初始化 29 時(shí)鐘程序設(shè)計(jì) 30 30 ULN2803 驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用 32 湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)論文 5 顯示程序設(shè)計(jì) 32 系統(tǒng)鍵功能 33 鍵功能處理程序 33 5 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問題分析 34 單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試方法及步驟 34 35 36 結(jié)論 36 建議 37 38 參考文獻(xiàn) 39 附圖 A40 附圖 B 41 附錄 一 42 附錄 二 44 湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)論文 6 本課題研究的意義 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā) 展，人們的生活水平也不斷提高，導(dǎo)致用電負(fù)荷的加劇，又由于世界性的能源危機(jī)，能源缺乏已成為世界所面臨的嚴(yán)峻問題。而此問題對(duì)我國來說尤為嚴(yán)重。隨著各類大、中專院校的擴(kuò)招，教室的擴(kuò)建，教室照明的需求也越來越多，而教室照明的管理不到位，往往造成電能的巨大浪費(fèi)，這樣，提高教室用電效率就成為首要考慮的問題。 目前對(duì)燈光的智能控制，國內(nèi)外己經(jīng)開始采用，但對(duì)教室燈光的控制，尤其是我國教室燈光的智能控制尤為缺乏和不完善，依然是傳統(tǒng)式的人工管理。各類大、中專院校不斷擴(kuò)招，教室不斷擴(kuò)建，教室的用電負(fù)荷不斷加大，教室用 電管理不善，造成學(xué)校電能浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)損失，這種的浪費(fèi)與當(dāng)今的節(jié)約能源理念相違背。再者，現(xiàn)代自動(dòng)化程度不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，燈光的管理也在朝著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。例如樓道燈光的自動(dòng)控制等等。所有這些使得教室燈光控制也應(yīng)該朝著智能的方向發(fā)展。于是，開發(fā)簡便、實(shí)用的教室燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)便具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 國內(nèi)外教室燈光控制器研究的現(xiàn)狀及其存在的問題 世界各地發(fā)電的主要原料是煤炭、石油和天然氣，而丹麥在能源利用方面的成功經(jīng)驗(yàn)提供了很好的借鑒。從 1974 年以來，盡管丹麥國民收入增長了 50%，丹麥總的能源消費(fèi)量并沒有增加。丹麥?zhǔn)?OECD 成員國中能源消耗量和國民收入比值最小的國家。他們不斷地提供一些節(jié)能供熱系統(tǒng)，例如丹麥熱電同供熱電廠(CHP)，而且，他們盡可能的有效利用資源。這樣，他們的能源使用總效率達(dá)到了 90%。丹麥政府很重視住房空間用電的節(jié)能，并設(shè)立了對(duì)新建房屋節(jié)能的諸多要求。數(shù)據(jù)顯示，居民入住有節(jié)能裝置的房子時(shí)，他們要支付比沒有節(jié)能方案房屋高出 8%的費(fèi)用。其節(jié)能項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)在歐盟國家中廣為流傳。還有，歐司朗一斯維尼亞公司不斷的推出新型高輸出的熒光燈，節(jié)約 6%的總系統(tǒng)功率，并具有更高的光通 和平均 光通量。飛利浦照明公司推出的陶瓷金鹵燈代替過去的鹵鎢燈，可節(jié)能 60%的電能 。種種跡象表明世界各國都在采取不同方式來節(jié)約能源，節(jié)約 湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)論文 7 電能。 中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)多年的高速發(fā)展讓能源問題日益突出。雖然我國能源總儲(chǔ)量不低，但由于我國人口眾多，所以人均儲(chǔ)量少，單位產(chǎn)值的能耗是發(fā)達(dá)國家的 310倍。能源問題已成為制約我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵問題。從環(huán)境和自然資源角度出發(fā)，能源問題也是我國長期可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中一個(gè)關(guān)鍵因素。此外，能源問題不僅關(guān)系經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境生態(tài)，在特定情況下還會(huì)對(duì)社會(huì)穩(wěn)定有很大影響。鑒于能源問題的重要性，我國在綠 色照明工程新聞發(fā)布，綠色照明工程未來五年間將在公用設(shè)施、賓館、商廈、居民住所等全國建筑物中推廣 億只節(jié)能燈，節(jié)電290億度電。上海、河北等一些地方采取政府對(duì)節(jié)能燈大宗采購每只補(bǔ)貼 3 至 4元的方式進(jìn)行推廣。從普通白熾燈到