【文章內容簡介】 明工作模式，在保證必要照明的同時，有效減少了燈具的工作時間，節(jié)省了不必要的能源開支，也延長了燈具的壽命。 改善工作環(huán)境，提高工作效率 良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個必要條件。合理地選用光源、燈具及性能優(yōu)越的照明控制系統(tǒng)，都能提高照明質量。智能照明控制系統(tǒng)具有開關和調光兩3種控制方法，可以有效地控制各種照明場所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時，系統(tǒng)能根據(jù)不同的時間段，人們的不同需要，自動調節(jié)照度。 提高管理水平 智能照明控制系統(tǒng)是以自動控制為主、人工控制為輔的系統(tǒng)。在一般的情況下，不需要有人的參與，照明系統(tǒng)自動實現(xiàn)開關和調光功能，既大大減少了管理人員的數(shù)量，也排除了由于人為因素而出現(xiàn)的不定時開關，影響學校的正常教學、生活秩序的情況。 較好的投資收益效果 智能照明控制系統(tǒng)在節(jié)能和節(jié)省燈具使用的同時，有效節(jié)省了電費與管理費用的支出。根據(jù)一般的辦公大樓運營的經(jīng)驗來看，節(jié)能效果能達到 40％以上，一般的商場、酒店、地鐵站等節(jié)能效果也能達到 25％～30％。 42 系統(tǒng)設計方案 單片機的選擇 方案一、MCS51 單片機 AT89C51 是 MSC51 單片機中應用最廣泛的型號， 現(xiàn)在以其為代表介紹其參數(shù)。AT89C51 單片機是把那些作為控制應用所必需的基本內容都集成在一個尺寸有限的集成電路芯片上。如果按功能劃分，它由如下功能部件組成，即微處理器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、并行 I/O 口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器。它們都是通過片內單一總線連接而成，其基本結構依舊是 CPU 加上外圍芯片的傳統(tǒng)結構模式。但對各種功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。其內部結構主要有以下幾部分：? 微處理器 該單片機中有一個 8 位的微處理器，與通用的微處理器基本相同，同樣包括了運算器和控制器兩大部分，只是增加了面向控制的處理功能，不僅可處理數(shù)據(jù)，還可以進行位變量的處理。? 數(shù)據(jù)存儲器 片內為 128 個字節(jié)，片外最多可外擴至 64k 字節(jié)，用來存儲程序在運行期間的工作變量、運算的中間結果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標志位等，所以稱為數(shù)據(jù)存儲器。? 程序存儲器 由于受集成度限制，片內只讀存儲器一般容量較小，如果片內的只讀存儲器的容量不夠，則需用擴展片外的只讀存儲器，片外最多可外擴至 64k 字節(jié)。? 中斷系統(tǒng) 具有 5 個中斷源，2 級中斷優(yōu)先權。? 定時器/計數(shù)器 片內有 2 個 16 位的定時器/計數(shù)器， 具有四種工作方式。? 串行口 1 個全雙工的串行口，具有四種工作方式。可用來進行串行通訊，擴展并行 I/O 口，甚至與多個單片機相連構成多機系統(tǒng)，從而使單片機的功能更強且應用更廣。? 4 個并行 8 位 I/O 口 分別為 P1 口、P2 口、P3 口、P4 口? 特殊功能寄存器 共有 21 個，用于對片內的個功能的部件進行管理、控制、監(jiān)視。實際上是一些控制寄存器和狀態(tài)寄存器，是一個具有特殊功能的RAM 區(qū)。方案二、AVR 單片機1997 年,由 ATMEL 公司挪威設計中心的 A 先生與 V 先生利用 ATMEL 公司的5Flash 新技術, 共同研發(fā)出 RISC 精簡指令集的高速 8 位單片機，簡稱 AVR。相對于出現(xiàn)較早也較為成熟的 51 系列單片機，AVR 系列單片機片內資源更為豐富，接口也更為強大，同時由于其價格低等優(yōu)勢，在很多場合可以替代 51 系列單片機。由于采用了高性能的 MCU,省掉了大量的外圍器件,如外擴 RAM、ROM 存儲器等,使硬件結構大大簡化,提高了系統(tǒng)的可靠性。? 它與其它結構類型單片機相比，AVR 具有以下一系列的優(yōu)點：? 在相同的系統(tǒng)時鐘下 AVR 運行速度最快；? 芯片內部的 Flash、EEPROM、SRAM 容量較大；? 所有型號的 Flash、EEPROM 都可以反復燒寫、全部支持在線編程燒寫(ISP)；? 多種頻率的內部 RC 振蕩器、上電自動復位、看門狗、啟動延時等功能，零外圍電路也可以工作；? 每個 IO 口都可以以推挽驅動的方式輸出高、低電平，驅動能力強；? 內部資源豐富，一般都集成 AD、DA 模數(shù)器、PWM、SPI、USART、TWI、CI2通信口、豐富的中斷源等。方案分析：除了以上幾種單片機，市場上還有好的其它結構單片機。如果實現(xiàn)本系統(tǒng)，基本上上述三種類型的單片機都可以實現(xiàn)。考慮到 MCS51 單片機具有較強的代表性以及該系列單片機資料較多，本設計采用 AT89C51 來實現(xiàn)。 光照檢測方式方案一、采用光敏二極管或三極管等光傳感器件把環(huán)境亮度轉換成相應的數(shù)字電平，然后直接接入單片機 IO 引腳。方案二、采用光敏電阻把環(huán)境亮度轉換成相應的電壓值（模擬值） ，然后通過運放后給單片機輸入一個標準的數(shù)字信號。 由于光敏電阻屬于純阻性器件，所以采用方案一。 人體感應方式方案一、采用紅外對管進行檢測。紅外發(fā)送管和紅外接收管分別安裝在通道兩側。當某一時刻紅外接收管如果接收不到信號表示兩者之間有遮擋物通過，可以視為有人體進入。方案二、采用集成電路 BIS0001，該芯片是一款具有較高性能的傳感信號處理6集成電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件就可構成被動式的熱釋電紅外開關、報警用人體熱釋電傳感器等。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風扇、烘干機和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統(tǒng)。 由于方案一要求紅外發(fā)送管和接收管必須相對才行，而且兩者距離有限，實現(xiàn)起來較為不便，所以本設計采用方案二。 延時參數(shù)設置電路方案一、 采用 NE555 做延時定時器，單片機以脈沖方式觸發(fā)該定時器。方案二、 采用單片機內部定時器定時。通過讀取外部參數(shù)，單片機實現(xiàn)不同時間的定時。由于此方案簡單可靠且節(jié)約成本，本系統(tǒng)采用這種方案。 照明設備驅動電路方案一、采用可控硅控制?？煽毓栌址Q晶閘管，是一種具有三個 PN 結的四層結構的大功率半導體器件。其具有體積小、結構相對簡單、功能強等特點，是比較常用的半導體器件之一。 方案二、采用繼電器控制。繼電器是一種當輸入量（電、磁、聲、光、熱）達到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件。其具有動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點。廣泛應用于電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。根據(jù)結構不同，可以將其分為電磁繼電器、熱敏干簧繼電器、固態(tài)繼電器、磁簧繼電器、光繼電器等型號。由于電磁繼電器簡單易用，開關狀態(tài)極其容易判斷，所以本設計采用電磁繼電器來控制。73 硬件電路設計與實現(xiàn) 系統(tǒng)硬件總述 系統(tǒng)以單片微型計算機為核心外加多種接口電路組成，共有六個主要部分：AT89C51 芯片、光信號采集電路、人體信號采集電路、延時選擇電路、輸出控制電路、時間顯示電路，如圖 31 所示。圖 31 系統(tǒng)硬件總述圖 CPU 性能介紹 本系統(tǒng)采