【正文】 滿功率輸出時，應(yīng)用調(diào)光系統(tǒng)可節(jié)能 50%，使燈管壽命延長 倍。在本次設(shè)計中我們選用芯片 TLC2543 作為串行 A/D 轉(zhuǎn)換器。 2）技術(shù)參數(shù) 供電電壓： 12VDC～ 30VDC； 感光體：帶濾光片的硅藍光伏探測器； 波長測量范 圍： 380nm～ 730nm； 準確度： 177。單片機根據(jù)程序檢測人體信號輸入的有、無、快、慢 ,并以此控制開關(guān)的開、閉。通常接 VDD，當接“ 0”時可使定時器復(fù)位 9 VC I 觸發(fā)禁止端。 PIR 采用高靈敏度雙元件型探頭 ,探頭前加裝菲涅耳透鏡 ,以增強信號感應(yīng)靈敏度和擴大感測范圍。 人體都有恒定的體溫，一般在37176。 傳感器模塊主要是通過傳感器將采集的現(xiàn)場的照度及人的信息傳給單片機。下圖為整流電壓波形圖： 圖中電壓的有效值為 在 T/2 時間內(nèi)對 U(t)積分即可求得一個周期脈波與橫軸所圍的面積 S T/2。由于一次負跳變要用兩個機器周期，所以選用 12MHz 晶體振蕩器時，為確保電平在變化之前被采樣一次，外部計數(shù)輸入信號不能超過 500 kHz。 Vcc(引腳 8)和地 (引腳 5)之間必須接 一只 高頻特性良好的電容，且應(yīng)盡量靠近引腳 8 和引腳 5 放置。從原理上，隔離技術(shù)可分為電磁隔離和光電隔離。當 ≤VS≤10V 時．電源電壓對增益的影響為 ％ V；當 10V≤VS≤40V 時，電源電壓對增益的影響為 ％ V。此外， LM331 可采用單 /雙電源供電，電壓范圍為 4～ 40V，輸出也高達 40V。 引腳 3（ PIN3） :為頻率輸出端，為邏輯低電平，脈沖寬度由Ｒ t 和Ｃ t 決定。用單片機控制繼電器 ,對繼電器發(fā)出命令 ,讓其動作或不動 ,完成其 過電壓繼電器功能。行掃描法又稱為逐行 (或列 )掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，如上圖所示鍵盤，介紹過程如下 : 判斷鍵盤中有無鍵按下 時先 將全部 列 線 74HC164 的輸出口 Q0— Q3 全 置 為低電平，然后檢測 行 線的狀態(tài)。每當有按鍵按下時 ,INT0 低電平觸發(fā) ,系統(tǒng)進入鍵盤掃描程序?，F(xiàn)在 ,僅僅一個矩陣鍵盤就占用了 8 個引腳 ,造成很大浪費。矩陣鍵盤的按鍵按 N 行 M 列排列 ,每個按鍵占據(jù)行列的一個交點 ,需要的 I/O 端口數(shù)目是 N+M,容納的最大按鍵數(shù)為 N179。每位的段選線分別與一個八位鎖存器的輸出口連接，顯示器中的各位相互獨立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存的輸出將維持不變。前者廉價，配置靈活 ，與單片機接口方便；后者可進行圖像顯示，但接口復(fù)雜，成本也較高。我們利用 74HC164 芯片的串入并出的功能 ,和單片機進行串行通訊 ,并行輸出口直接驅(qū)動顯示器件 .這個方案可以擴展單片機的 I/O 口 ,降低單片機的資源需求 ,而且 ,芯片的安裝方法非常靈活 ,可以減少顯示面板的連接導線的數(shù)量 ,提高系統(tǒng)的可靠性 ,成本方面也具有較大的優(yōu)勢 ,在按鍵和顯示驅(qū)動電路中得到廣泛應(yīng)用。 控制面板模塊的設(shè)計 控制面板它相當于傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中的照明開關(guān) ,安裝于便于操作的地方 ,人們可以通過操作控制面板中的某個按鈕 ,來起動照明系統(tǒng)中的某個燈光控制回路的組合 ,從而調(diào)用某個燈光場景。功能是產(chǎn)生 +12v和 12v兩個電源，提供給 RS232串口電平的需要。這雖然增加了接口電路的復(fù)雜性 ,但卻提高了節(jié)點的穩(wěn)定性和安全性。 CAN控制器 SJA1000的數(shù)據(jù)線 AD0～ AD7連接到 MB89P857單片機的 P56～P49 口， CS 連接到端口 P48， MB89P857 的 P48 作為外部存儲器的片選信號。 SJA1000 工作原理 CAN 總線控制器主要包含 :接口管理邏輯 IML、發(fā)送緩沖器 TXB、接收緩沖器 、驗收濾波器 ACF、錯誤管理邏輯 EML、位時序邏輯 BTL、位流處理器 BSF 幾個部分。 (2)82C250 芯片介紹 圖 82C250引腳圖 引腳說明： TXD：發(fā)送數(shù)據(jù)輸入。它具有如下特點： (1)完全兼容 PCA82C250及其工作模式 ,即 BASICCAN 模式。 VDD:輸入到比較器的 5V 電壓源。 MODE：模式選擇輸入， 1INTEL 模式， 0MOTOROLA 模式。 RDE：微控制器的 /RD 信號 (INTEL 模式 )或 E使能信號 (MOTOROLA 模式 )。 (6)信息傳輸采用 CAN 通信協(xié)議。另一類是獨立的 CAN 控制器 ,可以使開發(fā)人員根據(jù)需要選用比較實用的單片機。各控制器之間沒有數(shù)據(jù)傳送要求；信息吞吐率較低，為降低系統(tǒng)成本提供了有利的條件。固定格式的位場與規(guī)定不同。 錯誤檢測 CAN 為了提高抗干擾能力和數(shù)據(jù)的可靠性，采用了多種錯誤檢測手段。 超載標志由 6 個顯性位組成。出錯界定符包括 8 個隱性位。一個檢測到出錯條件的“錯誤激活”節(jié)點通 過發(fā)送一個活動錯誤標志進行標注。 7)幀結(jié)束 :由 7個隱性位組成的標志序列界定。 4)數(shù)據(jù)場 :由數(shù)據(jù)幀中被發(fā)送的數(shù)據(jù)組成，它可包括 08 個字節(jié)，每個字節(jié)8位。在擴展格式中，由 29位標識符、替代遠程請求 SRR位、幀結(jié)構(gòu)標識位 IDE和 RTR組成，標識符為 。 （ 2）遠程幀 (Remote Frame):總線單元發(fā)出遠程幀，請求發(fā)送具有同一標識符的數(shù)據(jù)幀。 （ 2）物理層 物理層分為物理信號、物理媒體連接與介質(zhì)從屬接口三部分，完成電氣連接，實現(xiàn)驅(qū)動器 /接收器特性、定時、同步、位編碼解碼功能。 CAN 總線的分層結(jié)構(gòu) CAN 總線遵循 IS0/0SI 標準模型，分為數(shù)據(jù)鏈路層和物理鏈路層。為避免總線沖突， CAN 總線采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，根據(jù)需要將各個節(jié)點設(shè)定為不同的優(yōu)先級，并以標 識符 (ID)標定，其值越小，優(yōu)先級越高，在發(fā)生沖突的情況下，優(yōu)先級低的節(jié)點會主動停止發(fā)送，從而解決了總線沖突的問題?；诳偩€拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)很容易實現(xiàn)，且組建成本低，但其拓展性較差。 (8)CAN 總線有一個公開的、全世界都遵從的國際標準 ,因而具有很好的開放性。直接通信距離最大可達 l0km(速率小于 5kbps),最高通信速率可達 1Mbps(此時距離最長為 40m)。 CAN 技術(shù)簡介 CAN（ Control Area Networker） 即控制器區(qū)域網(wǎng)，是主要用于各種設(shè)備檢測及控制的一種網(wǎng)絡(luò)。 2）研究網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，掌握其工作原理和設(shè)計方法； 3）研究智能照明的控制方法和節(jié)能技術(shù)； 4）設(shè)計基于 嵌入式系統(tǒng)的智能照明控制系統(tǒng)的硬件電路。 信息成為社會經(jīng)濟 、 科技等賴以發(fā)展的一項重要資源 , 信息化成為一個城市現(xiàn)代化程度的最高標志之一 。難點在于采用 CAN 總線技術(shù)組網(wǎng)，連接各種類型的照明 控制裝置，來實現(xiàn)能量管理，實現(xiàn)照明的定時控制和按需求控制等功能。 （ 3） CAN 總線采用了多主競爭式總線結(jié)構(gòu)，具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點。這種控制方法不僅可以方便地控制燈光的亮度 , 還減少了電力線路及相應(yīng)設(shè)施投資 ,減少了燈回路的輻射干擾 ,而且可以使燈回路采用母線方式布線 ,線路規(guī)整 ,便于安裝維修。 intelligent light。 本科畢業(yè)論文 題 目： 樓宇智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計 院 （部）： 信息與電氣工程學院 專 業(yè)： 電氣工程與自動化 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 完成日期： 目 錄 摘 要 IV ABSTRACT V 1前 言 7 選題背景和意義 7 課題關(guān)鍵問題及難點 8 調(diào)研綜述 8 目前國內(nèi)、國外該項目的研究狀況 8 目前項目的發(fā)展趨勢 9 主要研究內(nèi)容 9 2 基于 CAN總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 10 CAN 技術(shù)簡介 10 基于 CAN 總線的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 11 CAN 總線系統(tǒng)的通信方式 12 CAN 總線的分層結(jié)構(gòu) 12 CAN 總線報文格式與類型 13 數(shù)據(jù)幀 13 14 出錯幀 14 超載幀 15 錯誤檢測 15 本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點 16 3．智能照明系統(tǒng)的硬件設(shè)計 18 系統(tǒng)簡介 18 CAN 通信接口模塊的設(shè)計 18 芯片介紹 18 SJA1000 工作原理 20 基于 SJA1000 的 CAN 總 線硬件接口電路設(shè)計 21 采用 MAX232 芯片接口ＰＣ機與單片機的連接 22 控制面板模塊的設(shè)計 23 74HC164 芯片說明 23 顯示部分設(shè)計 25 鍵盤部分設(shè)計 26 基于 74HC164 的中斷串行鍵盤硬件設(shè)計 27 矩陣式鍵盤的按鍵識別方法 28 智能繼電器模塊 28 電壓 頻率變換器 LM331 的介紹 29 繼電器模塊基本原理結(jié)構(gòu) 30 整流模塊設(shè)計 30 V/F 轉(zhuǎn)換器 LM331 模塊 31 光電耦合器 6N137 32 單片機 AT89C51 模塊 32 傳感器模塊 34 熱釋電傳感器的工作原理 34 芯片介紹 36 熱釋電傳感器原理 37 照度傳感器的設(shè)計 38 A/D 轉(zhuǎn)換部分 39 調(diào)光模塊 41 電子鎮(zhèn)流器調(diào)光功能的主要實現(xiàn)方法 42 基于 IR2159 的熒光燈可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的電路設(shè)計 43 基于 IR21592 的調(diào)光電子鎮(zhèn)流器 44 遠程控制模塊 46 芯片介紹 46 工作原理 48 看門狗電路 50 X5045 芯片引腳及功能介紹 50 看門狗電路的工作 原理 51 基于 X5045 的復(fù)位電路硬件設(shè)計 52 小結(jié) 52 52 CAN 通信接口模塊軟件設(shè)計 53 控制面板模塊軟件設(shè)計 55 智能繼電器模塊軟件設(shè)計 58 調(diào)光模塊軟件設(shè)計 61 小結(jié) 62 5 結(jié) 論 62 主要結(jié)論 62 不足與展望 63 謝 辭 65 參考文獻 66 摘 要 隨著社會的進步 ,建筑設(shè)計也向著更舒適、安全和節(jié)省能源的方向發(fā)展。 intelligent relay。它采用網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù) ,使得照明燈的電力線路可以不再經(jīng)過控制室 ,而直接引入頂棚或馬道。 CAN 協(xié)議采用 CRC 檢驗并可提供相應(yīng)的錯誤處理功能，保證了數(shù)據(jù)通信的可靠性。 CAN 總線控制器可工作于多種方式，并采用無損結(jié)構(gòu)逐位仲裁競爭方式向總線發(fā)布數(shù)據(jù) ( 它廢除了站地址編碼，代之以對通信數(shù)據(jù)進行編碼，這可使不同節(jié)點同時接收到相同的數(shù)據(jù)，使CAN 總線構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)測控節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通信實時性更強，并且容易構(gòu)成冗余結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性和靈活性 ( 其次， CAN 總線通過 CAN 控制器接口芯片PAC82C250 的 2個輸出端 CANH 和 CANL 與物理總線相連 ( 當系統(tǒng)有錯誤出現(xiàn)多節(jié)點同時向總線發(fā)送數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)將不會出現(xiàn)總線短路，損壞某些節(jié)點的問題，而且 CAN 節(jié)點在錯誤嚴重情況下具有自動關(guān)閉功能，保證不會出現(xiàn) RS485 網(wǎng)絡(luò)中因個別節(jié)點出現(xiàn)問題，使得總線處于“ 死鎖” 狀態(tài)。 本世紀 80 年代以來 , 隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 , 帶來了信息科學技術(shù)的革命 , 尤其是信息高速公路熱引發(fā)了一場新的革命 , 使人們突破了時間 、 空間及計算技術(shù)的束縛 , 實現(xiàn)了多個對象間的直接信息交流 。研究的主要內(nèi)容如下 : 1）通過閱讀中英文文獻資料、現(xiàn)場調(diào)研，深入了解國內(nèi)外有關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)品現(xiàn)狀和該項技術(shù)在智能照明領(lǐng)域的應(yīng)用情況。其中硬件設(shè)計部分有： CAN 接口控制器模塊，控制面板（鍵盤和顯示）模塊，智能繼電器模塊，傳感器模塊，調(diào)光模塊，遠程控制模塊。 (2)CAN 總線傳輸介質(zhì)可用雙絞線、同鈾電線或光纖 ,具有較強的抗干擾能力 ,同時可滿足本安防爆要求等。它被公認為最有發(fā)展前途的現(xiàn)場總線之一。在總線網(wǎng)絡(luò)中，當一個節(jié)點向另外一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)時，所有節(jié)點都將偵聽數(shù)據(jù)，只有目標節(jié)點接收并處理發(fā)給它的數(shù)據(jù)后， 其他節(jié)點才能忽略該數(shù)據(jù)。在這種工作方式下， CAN網(wǎng)絡(luò)支持點對點、一點對多點和全局廣播方式接收、發(fā)送數(shù)據(jù)。 在該系統(tǒng)的設(shè)計中我們將這兩種通信方式綜合起來使用 ,來方便控制各個節(jié)點的工作 ,并適時的接受各節(jié)點傳送的數(shù)據(jù)。定時特性也是 MAC 子層的一部分。但無論是哪種幀格式，都含有以下 4種不同類型的幀 : （ 1）數(shù)據(jù)幀 (Data Frame):數(shù)據(jù)幀將數(shù)據(jù)從發(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌鳌? 2)仲裁場 :在標準格式中，仲裁場由 11 位標識符和遠程發(fā)送請求位 RTR 組成，標識符為 。一個數(shù)據(jù)幀允許發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)目為 08，不能使用其他數(shù)值。因此，應(yīng)答間隙被兩個隱性位 (CRC 界定符和應(yīng)答界定符 )包圍?；顒渝e誤標志由 6 個連續(xù)的顯性位組成，而認可錯誤標志由 6 個連續(xù)的隱性位組成，除非被來自其他節(jié)點的顯性位沖掉重寫。當檢測到 6 個相同極性的連續(xù)位后，認可錯誤標志即告完成。在大多數(shù)情況下，為延遲下一個數(shù)據(jù)幀或遠程幀，兩種超載幀均可產(chǎn)生。在此