【正文】 e light activated triode as to outside natural light intensity to a detailed inspection。 西安科技大學(xué) 高新學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 題 目 室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)的設(shè)計 院（系、部 ) 機(jī)電信息學(xué)院 專業(yè)及班級 計算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 1102 姓 名 孫磊 指 導(dǎo) 教 師 王琪 I 摘要 本課題 主要研究 的是 針對室內(nèi)燈光的自動控制展開 研究 ， 提出了室內(nèi) 燈光控制的具體原理以及 它的 具體設(shè)計 思路 ，提出了基于室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計詳細(xì)內(nèi)容 ， 在研究該課題的途中努力學(xué)習(xí)了智能室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)的 硬件設(shè)備以及相應(yīng)的軟件。 本研究主要 采用 的結(jié)構(gòu)為模塊化設(shè)計 ，具有 簡單，體積小等很多優(yōu)點，以用來滿足本研究達(dá)到 室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)的要求。 automatic control。 在各個高校中，教室是一個很普遍的學(xué)生與教師教學(xué)的場所，隨著各個高校的擴(kuò)建以及高校的普遍，在高校中，經(jīng)常會發(fā)生教室內(nèi)一個人都沒有，但是教室內(nèi)的燈還亮著，或者教室內(nèi)確實有人，但是燈光的強(qiáng)度太強(qiáng)學(xué)生們在學(xué) 習(xí)的過程中國也感覺到很不舒服，學(xué)習(xí)效率下降，沒有人的情況下，照明系統(tǒng)還處于工作狀態(tài)，這種情況就會造成能源的大量流失以及浪費(fèi)。 由于我國多年來經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，能源危機(jī)日益劇烈，雖然我國作為一個大國，但是又是人口基數(shù)過多，所以人均能源亮很少，平均產(chǎn)值的資源的消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家，能源問題 對我國的發(fā)展至關(guān)重要，由于儲量人均不足，能源已變成制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要問題。目前我國用在純照明系統(tǒng)上的電量約占到全世界總量的 13%左右，而要使我國采用高效的節(jié)能減排的綠色照明系統(tǒng)將比傳統(tǒng)照明系統(tǒng)節(jié)約 60%80%的電量，如今，首都北京正在努力推廣效率照明系統(tǒng)的工程，推出了很多應(yīng)用于照明系統(tǒng)的節(jié)能減排的大部分節(jié)能電器已經(jīng)投入使用。本設(shè)計采用光敏三極管做為探頭，以對自然光線的強(qiáng)弱進(jìn)行收集。 3 （ 3）需要能夠控制顯示器 LCD1 的顯示人數(shù)。 但是當(dāng)外界的自然光光強(qiáng)度較強(qiáng)，外界環(huán)境光線很好的時候，無論室內(nèi)有無人，有多少人，教室內(nèi)的燈光都不會亮，不然就會造成資源的浪費(fèi)，而當(dāng)外界自然光線的強(qiáng)度較弱的時候，才會根據(jù)進(jìn)入教室內(nèi)部的人數(shù)來確認(rèn)到底需要打開多少燈光，需要打開哪部分的燈光。軟件設(shè)計以對硬件部分為基礎(chǔ)，加以采集、編程、模擬，以實現(xiàn)設(shè)計之前所希望系統(tǒng)能達(dá)到預(yù)期。 6 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件核心 在本設(shè)計中，設(shè)計的主要控制模塊的重要核心是以 STC89C52 單片機(jī)為主控核心然后再由按鈕代替的光敏三極管組成的外界自然光光強(qiáng)采集電路與熱紅外人體傳感器所組成的室內(nèi)人數(shù)的采集電路作為主要的信息收集模塊，再由液晶顯示器 LCD1 所構(gòu)成的顯示區(qū)域。 圖 1 硬件圖 7 系統(tǒng)主要電路 系統(tǒng)主控電路 在本設(shè)計中 STC89C52 型單片機(jī)作為設(shè)計的主控單元，如下圖 31 為最小單元模塊。 光敏電阻 是一種 能夠?qū)崿F(xiàn)將光信號變?yōu)殡娦盘?的電阻 ， 而且 光敏三極管對光信號的靈敏度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于光敏二極管， 因此 ，采用光敏三極管采集自然光比較好。 當(dāng)外界光強(qiáng)時 ，相當(dāng)于 K4 閉合時； 當(dāng)外界光弱時， 開關(guān) K4 打開 。 本 計劃考慮到嘗試前提 ，只 是 在仿真軟件中 的 仿真， 是 用按鍵開關(guān) 來控制 進(jìn)出教室內(nèi)的人數(shù)。 11 圖 35 DS1302 的詳細(xì)引腳圖 表 2 DS1302 的引腳功能 對 I/O 口而言，再 節(jié)制 輸入下一個時鐘的上升指令的 時辰 ，將上升的數(shù)據(jù)輸入到 DS1302 中，輸入的數(shù)據(jù)將會被輸入到低位，將會從初始的位置 起頭 。 在 燈控區(qū) 的 模擬電路如 下 圖 37 所示。 主要的內(nèi)容有以下：液晶顯示屏 LCD1 上面會顯示系統(tǒng)時間 TIM 與室內(nèi)人數(shù)NUM,而室內(nèi)燈光的控制就會根據(jù)外界自然光強(qiáng)度的光強(qiáng)大小與進(jìn)入室內(nèi)的人數(shù)來控制燈光的自由關(guān)閉。 14 圖 41 主程序 的 流程圖 系統(tǒng)子程序設(shè)計 紅外人體傳感器模塊 在本系統(tǒng)中，本系統(tǒng)會利用按鈕開關(guān) K K2 來 模擬紅外人體傳感器以用來采集室內(nèi)人數(shù)，當(dāng)外界自然光的光強(qiáng)度較弱的時候，而且在當(dāng)室內(nèi)的人數(shù)在十人以下或著只有十人時系統(tǒng)只會亮一個燈，而當(dāng)室內(nèi)的人數(shù)在十人以上時系統(tǒng)中的兩燈全亮。 16 圖 43 自然 光采集模塊流程圖 時鐘模塊 在本系統(tǒng)中，本 計劃 采用的是 DS1302 芯片以用來控制時鐘 電路 模塊，其主要的內(nèi)容是按照編寫程序的要求來顯示時分秒。時間 TIM 首要經(jīng)由過程 時鐘芯片 DS1302 來控制，本 計劃 主要顯示時分秒；人數(shù) NUM 首要經(jīng)由過程 模擬傳感器的按鈕 K1 K2 來實現(xiàn)加減人數(shù)。雖然 EDA 工具目前在國內(nèi)市場的推廣剛剛起步，但因為簡單易操作的原因已受到了單片機(jī)的愛好者和從事單片機(jī)的各位教師以及奮斗在第一線的制作單片機(jī)開發(fā)和應(yīng)用的使用者的高度重視。再配合清晰的顯示和輸出，就能明確的看到模擬圖運(yùn)行后的輸入輸出的具體效果。而且這些由電信號轉(zhuǎn)化出來圖形化電子元件都具有使用者所需要的理想化的參數(shù)，比如摸個電阻具有極高的電阻，或者摸個電阻具有很低的電阻無限 接近于零的元件，這些理想化的電子元件極大地減少了 Proteus 軟件在模擬的過程中的對實際結(jié)果的影響。 而在 2021 年 ARM 公司最新發(fā)布的軟件中繼承了原有的優(yōu)點以及兼容性形成了最新的 Keil，在最新發(fā)布的軟件中可以完美使得其內(nèi)在的編譯器和調(diào)試工具完美的匹配 RAM 器件，目前已經(jīng)投入使用的 Keil 類型的產(chǎn)品有 KeilC51 Keil C166 等等很多類型。在國內(nèi)是由米爾科技提供 ARM 公司的 Keil4 軟件。由于本設(shè)計是模擬系統(tǒng)，所以，只需要在 Proteus 軟件中進(jìn)行仿真。 仿真結(jié)果 本設(shè)計主要實現(xiàn)時分秒的顯示、室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計和顯示、超時報警和結(jié)合人數(shù)與環(huán)境光強(qiáng)來亮燈的目標(biāo)。 23 圖 53 環(huán)境光弱且人數(shù)在 10 人以上時 圖 54 系統(tǒng)達(dá)到 22 點時 24 總結(jié) 經(jīng)過 了 兩個多月的 艱苦 奮斗， 我 終于將 我的 畢業(yè)設(shè)計完成了， 在做畢業(yè)設(shè)計的時候，我發(fā)現(xiàn)了自己很多方面的很多的不足。在電路圖逐漸完成的過程中，我深刻的認(rèn)識到學(xué)無止境，自己的知識還需要不停的去積累。也許到最后我的課程設(shè)計做的不夠完美，但是在我的心里，我的畢業(yè)設(shè)計是做的最好的，我畢竟為它努力了。 另外，我還要感謝那些幫助過我的可愛的同學(xué)們，你們都很好，都是我最可愛的小伙伴，和你們在一起討論問題很愉快，在學(xué)習(xí)課題的之余，我們互相團(tuán)結(jié)，每個人都學(xué)習(xí)到了很多以前被自己遺忘了的重點與難點，受益