【正文】 ntrolling, timed controlling, keyboard scanning ,LED displaying and signal這種有形和無形的浪費(fèi)，給校方的水電支出帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。所以學(xué)校如何來節(jié)省電力能源也成為了一個(gè)迫切需要解決的問題。聲控型往往判斷不準(zhǔn)確，不需要的時(shí)候也也會(huì)經(jīng)常亮。 國(guó)內(nèi)外智能照明發(fā)展概況“智能建筑”是綜合計(jì)算機(jī)、信息通信等方面最先進(jìn)的技術(shù)，使建筑物內(nèi)的電力、空調(diào)、照明、防災(zāi)、防盜、運(yùn)輸設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)建筑物綜合管理自動(dòng)化、遠(yuǎn)程通信和辦公自動(dòng)化的有效運(yùn)作，并使這三種功能結(jié)合起來的建筑?！泵鎸?duì)這一發(fā)展趨勢(shì)，開發(fā)了不少智能照明設(shè)計(jì)，如智能燈具、智能照明控制與管理系統(tǒng)，包括在照明方面的計(jì)算機(jī)硬件和軟件。智能照明控制系統(tǒng)于手動(dòng)照明控制系統(tǒng)相比有很多優(yōu)點(diǎn)，包括創(chuàng)造環(huán)境氣氛，改善工作環(huán)境、提高工作效率，良好的節(jié)能效果，延長(zhǎng)光源壽命，管理維護(hù)方便等。處理器接受輸入裝置的信號(hào)，經(jīng)過信息處理、判斷、分析，輸出控制信號(hào)。D智能照明控制系統(tǒng)是一套由計(jì)算機(jī)微處理器控制的低壓繼電器配電盤組成，按照客戶對(duì)室內(nèi)外照明的具體要求，設(shè)定照明控制的時(shí)間、區(qū)域、方法來控制每一個(gè)獨(dú)立的回路，也有手動(dòng)開關(guān)直接控制。（3）針對(duì)住宅照明光環(huán)境研制的智能照明控制系統(tǒng)產(chǎn)品很少，還有很大的開發(fā)前景。硬件電路的設(shè)計(jì)最重要的選擇用于控制的單片機(jī)，并確定與之配套的外圍芯片，使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又高性能。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由三部分組成：（1）上位機(jī)系統(tǒng)；（2）下位機(jī)系統(tǒng)；（3）通信系統(tǒng)。主控制器硬件電路結(jié)構(gòu)如圖12所示。這些程序是系統(tǒng)的靈魂，是負(fù)責(zé)完成硬件電路實(shí)現(xiàn)功能和與用戶交互的橋梁，是維護(hù)系統(tǒng)正常工作的工具。根據(jù)上述要求，可以畫出控制系統(tǒng)邏輯功能表，如表11所示。B主控制器系統(tǒng)的外圍接口電路由鍵盤、數(shù)碼顯示及驅(qū)動(dòng)電路、晶振、看門狗電路、通信接口電路等幾部分組成。該形式的鍵盤，每個(gè)按鍵開關(guān)位于行列的交叉處，采用逐行掃描的方法識(shí)別鍵碼?！?，經(jīng)7447芯片后，翻譯成7段數(shù)碼管a、b、c、d、e、f、g相應(yīng)的段，并輸出點(diǎn)亮數(shù)碼管相應(yīng)的段。MR與WDO經(jīng)過一個(gè)二極管連接起來，RESET接單片機(jī)的復(fù)位輸入腳RESET，MR經(jīng)過一個(gè)復(fù)位按鈕接地。（4）手動(dòng)復(fù)位：如果需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位，只要按下手動(dòng)復(fù)位按鈕，就能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的復(fù)位。主機(jī)RXD TXDRXD TXD從機(jī)1RXD TXDRXD TXD從機(jī)n……圖24 單片機(jī)多機(jī)通信連線圖本系統(tǒng)的有線通信方式采用RS485總線進(jìn)行通信，RS485標(biāo)準(zhǔn)支持半雙工通信，只需三根線就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，同時(shí)具有抑制共模干擾的能力，接收靈敏度可達(dá)177。主機(jī)與從機(jī)的通信電路圖分別如圖25與圖26所示。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動(dòng)器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的RXD和TXD相連即可；RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)RE端為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE端為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)镸AX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可，；A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號(hào)端,當(dāng)A引腳的電平高于B時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)A的電平低于B端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。使從機(jī)串行口處于偵聽狀態(tài)。A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)應(yīng)根據(jù)信號(hào)的測(cè)量范圍和精度來選擇，使其有足夠的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，保證最大量化誤差在設(shè)計(jì)要求的精度范圍內(nèi)。同時(shí)它采用了Microwire串行接口方式，故引腳少，接口方便靈活。原始的Microwire總線上只能連接一片單片機(jī)作為主機(jī)，總線上的其它設(shè)備都是從機(jī)。要改變一個(gè)系統(tǒng)，只需改變連接到總線上的單片機(jī)及外圍器件的數(shù)量和型號(hào)。串行接口然后把I/O CLOCK序列提供給I/O CLOCK并從DATA OUT接收前次轉(zhuǎn)換結(jié)果。10位數(shù)據(jù)通過DATA OUT 被發(fā)送到主機(jī)串行接口。由于可能破壞輸出數(shù)據(jù)，所以在接近轉(zhuǎn)換完成時(shí)要小心防止CS被拉至低電平。sbit ADCS=P1^2。w=PickCount。//開啟控制電路，使能DATA OUT和I/O CLOCKfor(i=1。if(ADOUT)vol|=0x01。//兩次轉(zhuǎn)換間隔大于21usP0=0xff。實(shí)際使用時(shí),在熱釋電傳感器前需安裝菲涅爾透鏡,這樣可大大提高接收靈敏度,增加檢測(cè)距離及范圍。熱釋電紅外傳感器（以下簡(jiǎn)稱：傳感器）由敏感單元、阻抗變換器和濾光窗等三大部分組成。傳感器仍然沒有信號(hào)輸出。所以，傳感器對(duì)人體的移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)敏感，對(duì)靜止或移動(dòng)很緩慢的人體不敏感；它可以抗可見光和大部分紅外線的干擾。例如，SCA021對(duì) ~14um波長(zhǎng)的紅外線的穿透量為70%，%，%；P2288的響應(yīng)波長(zhǎng)為 6~14um，中心波長(zhǎng)為10um。所以，濾光窗能有效地讓人體輻射的紅外線通過，而最大限度地阻止陽(yáng) 光、燈光等可見光中的紅外線的通過，以免引起干擾。鏡片主要有三種顏色，一、聚乙烯材料原色，略透明，透光率好，不易變形。每一種鏡片有一型號(hào)（以年號(hào)+系列號(hào)命名），鏡片主要參數(shù)：一、外觀描述——外觀形狀（長(zhǎng)、方、圓）、尺寸（直徑）。長(zhǎng)形和方形鏡片要呈弧形以焦距為單位對(duì)準(zhǔn)探頭窗口。當(dāng)人對(duì)著探頭呈垂直狀態(tài)運(yùn)動(dòng)，Sa=Sb不產(chǎn)生差值，雙源很難產(chǎn)生信號(hào)輸出。215 熱釋電檢測(cè)電路組成框圖 信號(hào)處理電路本設(shè)計(jì)采用BIS0001 來完成對(duì)熱釋電傳感器輸出信號(hào)的處理。實(shí)驗(yàn)所得,當(dāng)傳感器檢測(cè)室內(nèi)有人時(shí),Vo 4 V 。觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti 由外部R9 和C6 的大小調(diào)整。當(dāng)被動(dòng)紅外探頭在有效范圍內(nèi)感應(yīng)到人體信號(hào)后，運(yùn)算放大器的“2腳”或“5腳”；當(dāng)被動(dòng)紅外探頭在有效范圍內(nèi)沒有感應(yīng)人體紅外信號(hào)時(shí)，“2腳”或“5腳”。（由于故障或沒有安裝探頭）“1腳”，“2腳”的電壓為0V，“6腳”，“5腳”的電壓為0V。 DS12887時(shí)鐘芯片接口電路設(shè)計(jì)本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，燈光設(shè)計(jì)有以時(shí)間作為基準(zhǔn)信號(hào)，故采用了DALLAS公司的DS12887芯片。圖218 DS12887芯片管腳圖 DS12887的原理及管腳說明圖218 顯示了DS12887管腳排列圖，并分別說明管腳功能：VCC：直流電源+5V電壓。AD0～AD7(雙向地址/數(shù)據(jù)復(fù)用線)：總線接口，可與MOTOROLA微機(jī)系列和INTEL微機(jī)系列接口。R/W(讀/寫輸入)：R/W管腳也有兩種操作模式。IRQ(中斷申請(qǐng)輸入)：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。 地址分配表及時(shí)間、日歷和鬧鐘的數(shù)據(jù)格式表22 時(shí)間、日歷和鬧鐘的數(shù)據(jù)格式地址功能十進(jìn)制范圍范圍二進(jìn)制數(shù)據(jù)模式BCD數(shù)據(jù)模式0秒0－5900－3B00－591秒鬧鐘0－5900－3B00－592分鐘0－5900－3B00－593分鐘鬧鐘0－5900－3B00－594小時(shí)（12進(jìn)制）1－121－0CAM，81－8CPM01－12AM，81－92PM小時(shí)（24進(jìn)制）0－2300－1700－235時(shí)鬧鐘（12時(shí)制）1－1201－0CAM，81－8CPM01－12AM，81－92PM時(shí)鬧鐘（24時(shí)制）0－2300－1700－236星期（星期天＝1）1－700－0700－077日期1－3101－0F1－318月份112010C1129年09900630099DS12887內(nèi)部有128B的非易失RAM，其中地址0~9為時(shí)間、日歷、鬧鐘信息存放單元，具體見表12，地址10~13依次為寄存器A、B、C、D的地址，而剩下的114B則作為通用的RAM。 DS12887狀態(tài)控制寄存器DS12887有4個(gè)控制寄存器，它們?cè)谌魏螘r(shí)間都可訪問，即使更新周期也不例外。DV0，DV1，DV2：用于開關(guān)晶振和復(fù)位分頻鏈。PIE：周期中斷允許位，PIE為1時(shí)，則允許中斷；PIE為0時(shí)，則禁止中斷。24/12：小時(shí)格式位，置“1”采用24小時(shí)模式，置“0”則采用12小時(shí)模式。PF=PIE=1；AF=AIE=1；UF=UIE=1；即：IRQF=PF寄存器C是只讀寄存器，所有標(biāo)志位都是芯片內(nèi)部時(shí)鐘在運(yùn)行中產(chǎn)生中斷時(shí)置位，程序讀寄存器C以后或RESET管腳為低后，所有標(biāo)志位清零。BIAT0～BIT3：寄存器C未用狀態(tài)位，讀出總為0，不能寫入。void read12887(uchar *p)。P12887a=0x70。 P128872=*p++。 P128876=*p++。 P12887b=0x22。do{ a=P12887a。 *p++=P128872。 *p++=P128878。P12887a=0x70。 P128875=0xff。}void Stop_calendar(void){圖220 輸出控制電路“0“電平時(shí)，三極管Q3截止，發(fā)光LED管電路不導(dǎo)通，發(fā)光LED管不亮，反之，發(fā)光LED管則亮。間隙1秒“0”、“1”信號(hào)交替（故障）：系統(tǒng)密碼不對(duì)，重新輸入密碼。當(dāng)P1. 0～P1. 3 有開關(guān)閉合時(shí),程序從P1. 3～P1. 0 進(jìn)行檢測(cè),若檢測(cè)到某一端口為低電平時(shí),則系統(tǒng)按當(dāng)前端口設(shè)置的值進(jìn)行延時(shí)。在一個(gè)周期內(nèi)的脈沖寬度（導(dǎo)通時(shí)間）為T1，周期為T，波形如圖221所示。因此占空比越大，燈泡就越亮，當(dāng)占空比α=1時(shí)，燈泡的亮度最高。先由一個(gè)變壓器將市電電壓轉(zhuǎn)換成10V左右的電壓，經(jīng)過整流、穩(wěn)壓后可作為系統(tǒng)工作電源，同時(shí)將變壓器次級(jí)的同名端引出一根線連接到比較器LM311的正輸入端，用以檢測(cè)交流電的過零點(diǎn)。3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)分主程序設(shè)計(jì)、子程序設(shè)計(jì)、中斷程序設(shè)計(jì)三大塊。本著軟件設(shè)計(jì)的基本方法，照明控制程序的軟件設(shè)計(jì)方法是利用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化分析與設(shè)計(jì)方法來完成的。照明定時(shí)控制照明啟?？刂拼型ㄐ湃藱C(jī)交互照明控制系統(tǒng)圖 3－1 照明控制系統(tǒng)軟件程序總體結(jié)構(gòu)圖 人機(jī)交互程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的人機(jī)交互程序設(shè)計(jì)，主要是解決按鍵的掃描與信息的顯示，讓操作者能夠靈活地控制系統(tǒng)工作。矩陣式鍵盤中，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端，在進(jìn)行鍵盤掃描時(shí)，首先把矩陣鍵盤列線的第一根線置高，然后分別再檢測(cè)矩陣鍵盤行線是否有高電平的信號(hào)，如果有信號(hào)，那么就證明這根行線與第一根列線相交處的按鍵被按下了，單片機(jī)就讀入這個(gè)鍵值。讓單片機(jī)不響應(yīng)一些相關(guān)的抖動(dòng)信號(hào)，而只響應(yīng)一次確實(shí)存在的按鍵信號(hào)。系統(tǒng)的按鍵定義除了基本的數(shù)字鍵（0～9）外，將其它的鍵依次定義為開、關(guān)、增值、減值、定時(shí)、確認(rèn)六個(gè)命令鍵，其控制的基本功能是：（1） 通過數(shù)字鍵、確認(rèn)鍵輸入分控制器的地址以及定時(shí)功能的時(shí)間設(shè)置。系統(tǒng)通過軟件方法實(shí)現(xiàn)該功能，即定義開、關(guān)、增值、減值、定時(shí)、確認(rèn)等命令鍵，利用鍵盤掃描程序獲取對(duì)應(yīng)命令鍵的鍵值，然后執(zhí)行相應(yīng)的子程序，實(shí)現(xiàn)所要求的控制功能。這里選用的7447芯片是從BCD碼到SEG7段碼的轉(zhuǎn)換器，而74LS138是一個(gè)地址譯碼器，通過74LS138選通某個(gè)數(shù)碼管，然后根據(jù)7447傳送過來的SEG7段碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，而在非選通的時(shí)候，數(shù)碼管能夠保持原有的顯示數(shù)據(jù)。在主從式多機(jī)系統(tǒng)中主機(jī)發(fā)送的信息可以傳送到所有的從機(jī)或指定的從機(jī)，在這里是要發(fā)送給所有的從機(jī)，來控制照明燈的啟停。單片機(jī)的數(shù)據(jù)通信由串口完成，定時(shí)器T1為波特發(fā)生器，數(shù)據(jù)傳送格式為1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位，1位可編程位（TB8）。從機(jī)收到的命令是開燈時(shí)，打開MOC3021驅(qū)動(dòng)雙向可控硅，從而就點(diǎn)亮了燈泡；同理，如果收到的命令是關(guān)燈時(shí)，封閉MOC3021使雙向可控硅截止，也就達(dá)到了關(guān)閉燈泡的目的。單片機(jī)的工作方式同全部照明啟?？刂葡到y(tǒng)。而其它從機(jī)由于地址號(hào)不符，他們的SM2位仍然為1，仍處于偵聽狀態(tài)，無法接收主機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息。該系統(tǒng)的主機(jī)和從機(jī)控制程序流程圖分別如圖36與37所示。圖38 全部定時(shí)控制從機(jī)程序流程圖 單獨(dú)定時(shí)控制程序設(shè)計(jì) 主控制器使用鍵盤輸入被呼叫分控制器的地址，并通過網(wǎng)絡(luò)向所有分控制器傳送，在分控制器將該地址與本機(jī)地址進(jìn)行比較后，判斷是否是呼叫自己，如果是呼叫本機(jī)，就將本機(jī)地址傳送給主控制器，進(jìn)一步接收傳送的數(shù)據(jù)，然后分控制器就將數(shù)據(jù)寫入DS12887芯片，等到設(shè)定的時(shí)間到達(dá)時(shí)就執(zhí)行關(guān)閉照明燈的命令。當(dāng)串口以方式3工作時(shí)，發(fā)送和接收的每一幀信息都是11位，其中第9位數(shù)據(jù)位是可編程的，通過對(duì)SCON寄存器的TB8位置1或置0，以區(qū)別發(fā)送的是地址幀還是數(shù)據(jù)幀（規(guī)定地址幀的第9位為1，數(shù)據(jù)幀的第9位為0）。（2） 主機(jī)發(fā)送一幀地址信息，其中前8位數(shù)據(jù)位表示通信的從機(jī)地址，第9位為1，表示當(dāng)前幀為地址幀。（4） 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，相應(yīng)的從機(jī)接收，其他從機(jī)則不受影響。而接收數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)地址幀的判斷則是通過讀取RB8位來獲得的，RB8=1，當(dāng)前幀為地址幀，RB8=0，當(dāng)前幀為數(shù)據(jù)幀。（2） 發(fā)送地址幀后，如果發(fā)送的是廣播地址幀，則不需要從機(jī)應(yīng)答，待延遲一段時(shí)間后，調(diào)用發(fā)送函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)；如果發(fā)送的是非廣播地址幀，主機(jī)則要接收應(yīng)答，若應(yīng)答信號(hào)中的地址與前面發(fā)送的地址并不相同，主機(jī)將重新發(fā)送地址幀呼叫，否則調(diào)用發(fā)送函數(shù)發(fā)送數(shù)據(jù)。從機(jī)部分的數(shù)據(jù)通信過程受主機(jī)控制，其基本的流程如下：（1） 初始化完成后，從機(jī)設(shè)置SM2位為1，串口只接收第9位數(shù)據(jù)位為1的地址幀，數(shù)據(jù)幀將被直接拋棄。如果函數(shù)返回值為0xfe，表示從機(jī)在數(shù)據(jù)接收過程中發(fā)現(xiàn)主機(jī)發(fā)送地址幀，程序?qū)⒎艞壆?dāng)前接收過程，將SM2位重新置1，開始下一通信過程。干擾一般沿各種線路侵入系統(tǒng)。（2）程序運(yùn)行失常：①控制狀態(tài)