【正文】 計算機 控制技術(shù) 課程設(shè)計 計算機控制 技術(shù) 課 程 設(shè) 計 計算機 控制技術(shù) 課程設(shè)計 2 成績評定表 設(shè)計課題 基于 單片機的燈光控制 系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)院名稱 ： 專業(yè)班級 ： 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號 ： 指導(dǎo)教師 ： 設(shè)計地點 ： 設(shè)計時間 ： 指導(dǎo)教師意見： 成績 : 簽名： 年 月 日 計算機 控制技術(shù) 課程設(shè)計 1 計算機控制技術(shù) 課 程 設(shè) 計 課程設(shè)計名稱： 基于 單片機的燈光控制 系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè) 班 級 ： 學(xué) 生 姓 名 ： 學(xué) 號 ： 指 導(dǎo) 教 師 ： 課程設(shè)計地點： 課程設(shè)計時間： 計算機 控制技術(shù) 課程設(shè)計 2 計算機控制 技術(shù) 課程設(shè)計任務(wù)書 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué)號 題 目 基于單片機的燈光控制 系統(tǒng)設(shè)計 課題性質(zhì) 課題來源 自擬 指導(dǎo)教師 主要內(nèi)容 （參數(shù)） 本篇論文介紹了基于單片機 的室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)的研究設(shè)計 。本系統(tǒng)是以單片機為控制器的核心，其中上位機是以 AT89C51 為基礎(chǔ)， 下位機是以AT89C2051 為基礎(chǔ)， 再連接外圍電路，通過現(xiàn)場總線 RS485 通信方式實現(xiàn)照明燈具的智能控制。系統(tǒng)通過 人體信號采集電路對 人體信號采集和 光信號采集電路對 光信號采集以及相應(yīng)的處理并輸入給單片機，單片 機對輸入信號判斷并輸出信號來控制學(xué)校教室內(nèi)燈光的開關(guān)和亮度 任務(wù)要求 （進度） 第 1 天：熟悉課程設(shè)計任務(wù)及要求，針對課題查閱技術(shù)資料。 第 2 天：確定設(shè)計方案。要求對設(shè)計方案進行分析、比較、論證，畫出方框圖，并簡述工作原理。 第 3 4 天：按照確定的方案設(shè)計單元電路。要求畫出單元電路圖，元件及元件參數(shù)選擇要有依據(jù)，各單元電路的設(shè)計要有詳細論述。 第 5 天：撰寫課程設(shè)計報告。要求內(nèi)容完整、圖表清晰、文理流暢、格式規(guī)范、方案合理、設(shè)計正確，篇幅不少于 6000 字。 主要參考 資料 [1]張友德著 ,單片微型計算機 原理、應(yīng)用與實驗 .復(fù)旦大學(xué)出版社 [2]徐煜明、韓雁著 ,單片機原理及接口技術(shù) .電子工業(yè)出版社 [3]何立民著 ,單片微型計算機原理及應(yīng)用 .航空航天大學(xué)出版社 [4]陽憲惠著 , 現(xiàn)場總線技術(shù)及其應(yīng)用 . 清華大學(xué)出版社， 1999 [5]孫雪梅，范久臣． 實時時鐘芯片在單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用 ． 沈陽教育學(xué)院學(xué)報 ， [6]余用權(quán)． ATMEL89系列單片機應(yīng)用技術(shù)．北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 審查意見 系（教研室）主任 簽字： 年 月 日 計算機 控制技術(shù) 課程設(shè)計 3 摘 要 現(xiàn)在的大學(xué)， 由于學(xué) 校 開放型的管理模式， 加之學(xué)生 節(jié)能意識的淡薄， 學(xué) 校的 很多 教室在白天室內(nèi)照度很高的情況下，仍然存在開燈 現(xiàn)象 ； 或者 夜間許多教室，即使僅有幾個學(xué)生在教室 自習(xí)，但室內(nèi)照明全部開啟 。長明燈比比皆是，人走不熄燈的現(xiàn)象到處 存在。這種有 意 和無 意 的浪費， 不僅是浪費了國家資源，而且 給 學(xué)校帶來了 沉重的負擔 。 本文介紹了基于 單片機 的室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)及其原理，提出了有效的節(jié)能控制方法。 該系統(tǒng)采用了當今比較成熟的 傳感技術(shù)和計算機控制技術(shù)，利用多參數(shù)來實現(xiàn)對學(xué)校教室室內(nèi)照明的控制 ，從而達到節(jié)能的目的 。 系統(tǒng)設(shè)計包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分。 該照明控制系統(tǒng)的主控制器、分控制器分別是以 AT89C51 和 AT89C2051 單片機為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了通信、控制與顯示等功能。文中詳細地描述了控制電路的設(shè)計過程，包括：鍵盤與 LED 顯示電路、 RS485 通信電路、照明燈控制電路以及看門狗電路等。對于軟件設(shè)計主要有主控制器、分控制器的有線通信程序設(shè)計以及燈光控制、定時控制、鍵盤掃描與LED 顯示等程序設(shè)計。 在本次課程設(shè)計中 首先是硬件方案的確定 ， 接下來 是對系統(tǒng)整體電路中各子模塊電路的設(shè)計，包括檢測電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、 微控制器的工作電路、顯示電路 測量電路的設(shè)計。通過不斷的摸索，最終實現(xiàn)了對燈光的控制。 關(guān)鍵詞： 燈光控制系統(tǒng)； AT89C51； AT89C2051； 節(jié)能；采集電路 目錄 1 引言 ............................................................................................................................. 5 計算機 控制技術(shù) 課程設(shè)計 4 2 總體方案設(shè)計 ............................................................................................................... 5 硬件方案論證 ..................................................................................................... 5 系統(tǒng)總體設(shè)計 ..................................................................................................... 8 系統(tǒng)邏輯算法的設(shè)計 ........................................................................................ 10 3 系統(tǒng)單元電路的設(shè)計 ................................................................................................... 11 主控制機電路設(shè)計 ............................................................................................ 11 分控制器電路的設(shè)計 ........................................................................................ 14 RS485通信電路設(shè)計 ......................................................................................... 15 信號采集電路設(shè)計 ......................................................................................... 17 DS12887時鐘芯片接口電路設(shè)計 ...................................................................... 21 輸出驅(qū)動電路設(shè)計 .......................................................................................... 22 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ………………………………………………………………………………… ..23 人機交互程序設(shè)計 ........................................................................................ 23 照明啟 ?？刂瞥绦蛟O(shè)計 ................................................................................... 25 照明控制程序設(shè)計 .......................................................................................... 28 RS485通信程序設(shè)計 ....................................................................................... 30 附錄： ........................................................................................................................... 34 計算機 控制技術(shù) 課程設(shè)計 5 1 引言 隨著計算機網(wǎng)絡(luò)、通信、控制等技術(shù)的發(fā)展 ,智能建筑的發(fā)展越來越迅猛。目前，國內(nèi)大多數(shù)智能建筑存在效率低、能耗高的現(xiàn)象。就智能建筑的照明系統(tǒng)來說，許多地方的燈經(jīng)常是從早到晚開著的，不管這些房間或樓道是否有人，也不管有多少人。或者，當自然光照度很好時，燈不能及時關(guān)閉；反之，當自然光照度難以滿足人的需求時，又不能及時打開燈光。這種照明方式，不僅造成能源的浪費，而且不能滿足人對照明的基本需求，同時也給人的視力造成了很大的影響?，F(xiàn)代照明除了滿 足人的基本生活、學(xué)習(xí)要求之外，將更注重能量的節(jié)省和使用 上的便利，以及滿足人類工程學(xué)的個性方面的要求。特別是近年來 利用計算機工作的人員比例上升，不同視覺要求的工作的數(shù)量和復(fù)雜程度大大增加。所以要做到合理、經(jīng)濟、節(jié)能，首先應(yīng)采用先進成熟的技術(shù)和產(chǎn)品，如電光源、燈具、照明控制系統(tǒng)。因此，適應(yīng)不同個人和工作需要，結(jié)合自動調(diào)節(jié)與手動調(diào)節(jié)的智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)成為必不可少了。 而在大學(xué)校 園 的建設(shè)熱潮中，各大高校和他們的建設(shè)者也意識到了智能照明的重要性。相對商業(yè)樓宇而言，大學(xué)校園里的大功率動力和制冷設(shè) 備 比重較少，照明燈具則 相對比重更多 ，所以控制教室照明是節(jié)能的關(guān)鍵 。使用照明控制系統(tǒng)，更能體現(xiàn)其在節(jié)能與管理方面的優(yōu)勢，提高學(xué)校的科學(xué)管理水平 ，而且還能節(jié)省開支。 2 總體方案設(shè)計 硬件方案論證 對于 燈光控制系統(tǒng)來說，硬件系統(tǒng)是它的最基本的框架，是系統(tǒng)的所有功能的基 礎(chǔ)。 系統(tǒng)的設(shè)計