【導(dǎo)讀】越來(lái)越成為家庭生活的主旋律。燈光控制模塊、電源模塊和燈泡組成。本文以STC89C52單片機(jī)為核心，通。人或者關(guān)照充足時(shí)燈光自動(dòng)光燈，有人到來(lái)且光照不足時(shí)自動(dòng)開啟燈光。人們進(jìn)入家門或走出公寓，室內(nèi)照明燈延時(shí)一分鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。即使有人走過(guò)時(shí)，燈也不會(huì)亮，可以達(dá)到節(jié)能的目的。

　　

【正文】 會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn) ）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開觸點(diǎn)”；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。 繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路如圖 37 所示，這里繼電器由相應(yīng)的 PNP 型號(hào)的三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)，繼電器吸合，從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載，點(diǎn)亮相應(yīng)電燈。設(shè)計(jì)中負(fù)載沒有接， 當(dāng)繼電器吸合時(shí)， LED 也會(huì)得電，達(dá)到指示的作用。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 37 繼電器驅(qū)動(dòng)電路圖 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì) 在對(duì)我們所要設(shè)計(jì)的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)劃分模塊，逐個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)其功能，最終把各個(gè)子模塊合理的連接起來(lái)，構(gòu)成總的程序。 程序設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是通過(guò)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部有限硬件資源的合理分配，利用最直接有效的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)外圍設(shè)備的控制，使這些外圍設(shè)備能夠進(jìn)行所期望的操作。軟件設(shè)計(jì)通常對(duì)系統(tǒng)的可靠和高效率運(yùn)行有著相當(dāng)大的影響，也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作 量中較大的任務(wù)。 本章的軟件設(shè)計(jì)根據(jù)所要實(shí)現(xiàn)的功能，以系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，采用模塊化的程序設(shè)計(jì)思想，確保完成系統(tǒng)功能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。軟件設(shè)計(jì)的目的就是讓單片機(jī)加載程序并運(yùn)行，對(duì)距離、時(shí)間、光照強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果控制繼電器的輸出。系統(tǒng)的軟件總流程圖如圖 41第 3 章 渦街流量計(jì)的信號(hào)處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 27 所示。 圖 41 系統(tǒng)軟件總流程圖 仿真環(huán)境介紹 keil 介紹 隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，從普遍使用匯編語(yǔ)言到逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷發(fā)展 ， Keil 軟件是目前最流行開發(fā)MCS51 系列單片機(jī)的軟件，這從近年來(lái)各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil。該軟件是美國(guó) Keil Software 公司出品的軟件開發(fā)系統(tǒng)，其允許用戶開始 系統(tǒng)初始化 光線是否過(guò)弱 ? 延時(shí) 5 秒 繼電器斷開 繼電器吸 是否檢測(cè)到人體 ? 是否檢測(cè)到人體 ? 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 使用匯編或者 C 語(yǔ)言來(lái)開發(fā) MCS51單片機(jī)（或與 MSC51 指令兼容的其它單片機(jī)）的應(yīng)用軟件。功能上， Keil C51 軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部份組合在一起。外觀上采用全 Windows 界面，容易上手。性能上，即便是使用高級(jí)語(yǔ)言開發(fā)應(yīng)用程序，其生成的目標(biāo)代碼效率也非常高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊。 protus 介紹 Porteus 是一款集單片機(jī)仿真與 SPICE 分析于一身的 EDA 仿真軟件，于1989 年由英國(guó) Labcenter Eletronice Ltd 研發(fā)成功，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)屏，現(xiàn)已成為當(dāng)前 EDA 性價(jià)比最高、性能最強(qiáng)的一款軟件。 Proteus 軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它 EDA工具一樣的原理布圖、 PCB 自動(dòng)或人工布線及電路仿真的 功能外，其最大的特點(diǎn)是 Proteus VSM(Virtual System Modelling)實(shí)現(xiàn)了混合模式的 SPICE電路仿真，它將虛擬儀器、高級(jí)圖表仿真、微處理器軟仿真器、第三方的編譯器和調(diào)試器等有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在世界范圍內(nèi)第一次實(shí)現(xiàn)了在硬件物理模型搭建成功之前，即可在計(jì)算機(jī)上完成原理圖設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、處理器代碼調(diào)試及實(shí)時(shí)仿真、系統(tǒng)測(cè)試，以及功能驗(yàn)證。 Proteus 主要有兩大部分組成： ISIS—— 原理圖設(shè)計(jì)、仿真系統(tǒng)。它用于電路原理圖的設(shè)計(jì)以及交互式仿真。 ARES—— 印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它主 要用于印制電路板的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生最終的 PCB 文件。 第 5章 系統(tǒng)的分析與調(diào)試 本設(shè)計(jì)是在 Keil C 環(huán)境下開發(fā)的， Keil C 軟件支持 C語(yǔ)言的編程及調(diào)試，運(yùn)用方便，是做 C 語(yǔ)言畢業(yè)設(shè)計(jì)者的首選。設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是安裝和學(xué)習(xí)使用這個(gè)軟件，在簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)和了解 Keil C 后，在編譯完 Keil C 后，再運(yùn)用 STC_ISP_V480 軟件燒錄到第 3 章 渦街流量計(jì)的信號(hào)處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 29 開發(fā)板上，實(shí)現(xiàn)實(shí)物與程序的連接。在燒錄前要對(duì) STC_ISP_V480 進(jìn)行一些必要的設(shè)置。第一步：設(shè)置 MCU Type 為 STC89C52RC；第二步：打開編寫好并編譯的程序文件，它是以 .hex 為 后綴的文件；第三步：選擇對(duì)應(yīng)的 COM 端口，（可在我的電腦的設(shè)備管理處查看 COM 選項(xiàng)）；第四步：點(diǎn)擊 Download/下載，等提示 請(qǐng)給 MCU 上電時(shí)，打開開發(fā)板上的開關(guān)，它就自行燒錄了。 Keil C 程序運(yùn)行如圖 51 所示，下載圖如圖 52 所示： 圖 51 keil C運(yùn)行圖 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 52 程序燒錄運(yùn)行圖 在完成對(duì)程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對(duì)其進(jìn)行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對(duì)應(yīng)的接口，完成供電及下載。開始供電后、稍帶十幾秒時(shí)間，因?yàn)槿梭w感應(yīng)模塊要預(yù)熱一段時(shí)間。當(dāng)看到人體感應(yīng)模塊檢測(cè)人體指示燈正常 亮了，那說(shuō)明系統(tǒng)可以正常工作了，當(dāng)光敏檢測(cè)到環(huán)境暗時(shí)，同時(shí)檢測(cè)到人體時(shí)，繼電器就會(huì)吸合，繼電器指示燈會(huì)亮起。人體感應(yīng)模塊檢測(cè)不到人體時(shí)，繼電器會(huì)斷開。 第 3 章 渦街流量計(jì)的信號(hào)處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 31 結(jié)論 本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)要求。該家居燈光系統(tǒng)的控制是以 STC89C52 單片機(jī)芯片為核心，通過(guò)相關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)，完成對(duì)系統(tǒng)設(shè)備 (電燈 )的控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)家居燈光的自動(dòng)開燈、關(guān)燈控制。簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，同時(shí)節(jié)省了單片機(jī) I/O 口資源，為系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展留下了空間。系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)初步證實(shí)了系統(tǒng)具有很好的穩(wěn) 定性，提高了電能的利用率。 在保證穩(wěn)定、可靠工作的前提下，硬件設(shè)計(jì)上盡量采用性價(jià)比高的元器件，以降低成本。軟件設(shè)計(jì)上采用多任務(wù)形式對(duì)信號(hào)的采集、處理，達(dá)到最終控制燈光的目的。 設(shè)計(jì)由于家居大小面積各不相同、燈光數(shù)量不一，家居內(nèi)部安裝智能控制裝備的數(shù)量也會(huì)有所不同，特別是人體傳感器使用的數(shù)量受面積的影響更大，一套燈光控制系統(tǒng)的應(yīng)用也只是在有限的范圍內(nèi)。若家居面積很大，超過(guò)人體傳感器輻射范圍，這樣采集的信號(hào)可能會(huì)不夠準(zhǔn)確，進(jìn)而影響控制設(shè)備的運(yùn)行。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，使系統(tǒng)更加可靠，最好采用多個(gè)人體傳感器。 人體 傳感器一般采集的是有活動(dòng)的人體，若人體靜止時(shí)，如坐著看書沒有活動(dòng)，這時(shí)人體傳感器是不會(huì)有信號(hào)輸出的，故而最好將人體傳感器裝置設(shè)計(jì)成在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中能夠擺動(dòng)。 本系統(tǒng)中，人體傳感器采集的信號(hào)與環(huán)境光采集的信號(hào)相互間有著密切聯(lián)系。最好能將人體傳感器與環(huán)境光采集電路集成到一起，簡(jiǎn)化電路，從而簡(jiǎn)化軟件程序。 第 3 章 渦街流量計(jì)的信號(hào)處理系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3 參考文獻(xiàn) [1] 龐蘊(yùn)繁，照明節(jié)能與環(huán)境保護(hù) [J] 2020(4)。3440 [2] 高小平，中國(guó)智能家居的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [D]，低壓電器， 2020 [3] 戴瑜興，民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2020. [4] 李兵，國(guó)外照明技術(shù)的發(fā)展 [J]，光源與照明， 2020 [5] 王文升，智能照明控制與節(jié)能 [J].智能建筑與城市信息， 2020 [6] 張艷雯，教室照明的經(jīng)濟(jì)分析及節(jié)能措施 [J]，岳陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)， 2020 [7] 劉虹，綠色照明概論 [M]，中國(guó)電力出版社， 202001 [8] 工信部電信研究院 [J]，物聯(lián)網(wǎng)白皮書（ 2020）， 2020 [9] 李光耀，室內(nèi)照明設(shè)計(jì)與工程 [M]，化學(xué)工業(yè)出版社， 202008 [10] 李文華，室內(nèi)照明設(shè)計(jì) [M]，水利水電出版社， 202009 [11] Ron Lenk,Practical Design of Power Supplies 實(shí)用供電設(shè)計(jì) [M]，吉林長(zhǎng)白山出版社， 202011 [12] 李恭慰，建筑照明設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]，中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 202003 [13] 劉傳璽 /袁照平，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù) [M]，西安 :機(jī)械工業(yè)出版社， 202001 [14] 龔?fù)?，樓宇自?dòng)控制技術(shù) [M]，天津大學(xué)出版社， 202009 [15] 戴紹基，建筑配電與照明 [M]，中國(guó)電力出版社， 202001 致謝 4 致謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，徐偉老師 給予了我悉心的關(guān)懷和精心的指導(dǎo)，才得以我的論文可以圓滿完成，在此向徐偉老師表示誠(chéng)摯的感謝。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識(shí)，極大地提高了實(shí)踐能力，并對(duì)當(dāng)前電子領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，單片機(jī)領(lǐng)域這對(duì)我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)有極大的幫助。在設(shè)計(jì)中遇到了很多編程問(wèn)題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，在同學(xué)的熱情幫助下 ,終于迎刃而解， 徐老師學(xué)識(shí)淵博，嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)，工作勤懇。在整個(gè)課題過(guò)程中徐偉老師無(wú)論在學(xué)習(xí)上還是生活上都給予了我無(wú)微不至的關(guān)懷。徐老師一絲不茍的 科學(xué)研究精神是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并積極影響我以后的學(xué)習(xí)和生活。 同時(shí)，我想感謝潘老師及其他的老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給予我的支持和幫助。感謝文獻(xiàn)資料的作者、譯者以及出版單位。 5 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)審意見表 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)： 評(píng)閱人簽字： 年 月 日 注：評(píng)語(yǔ)表填寫內(nèi)容小四號(hào) 字，行距為 20 磅。 (此行文字閱后刪除 )。 6 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)表 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)： 總成績(jī)： 答辯委員會(huì)成員簽字： 答辯委員會(huì)主席簽字： 年 月 日 注：評(píng)語(yǔ)表填寫內(nèi)容小四號(hào)字，行距為 20 磅。 (此行文字閱后刪除 ) 7 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 8 作者簽名： 日 期： 9 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論 文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日