【導讀】及人員管理忽視節(jié)電，使得電能大量浪費和消耗。隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和科技的飛速進步，的要求，甚至需要24小時供電照明。的同時不可忽視的一個問題。針對這一現(xiàn)象的普遍化，節(jié)能的要求日益提高?？刂葡到y(tǒng)已廣泛應用于生產(chǎn)生活中，照明控制系統(tǒng)越來越普及。本文針對公共場所用電的浪。該控制系統(tǒng)通過對自然光線，人體聲音和溫度的感應，自動控制開關(guān)燈。的需要，從而達到省電節(jié)能的目的。智能照明控制系統(tǒng)是以自動控制為主、人工控制為輔的。它能夠自動實現(xiàn)開關(guān)和調(diào)光功能，通過對室內(nèi)溫度，光線，以及對人聲音的采集，綜

　　

【正文】 4 數(shù)據(jù)通訊流程圖 顯示驅(qū)動器設計 人機交互技術(shù)是指通過計算機輸入、輸出設備，以有效的方式實現(xiàn)人與計算機對話的技術(shù)。它包括機器通過輸出或顯示設備給人提供大量有關(guān)信息及提示請示等，人通過輸入設備給機器輸入有關(guān)信息，回答問題及提示請示等。 為了更好的實現(xiàn)人機交互，要求數(shù)據(jù)顯示的準確性 液晶顯示的驅(qū)動就是用來調(diào)制施加在液晶顯示器件電極上的電位信號的相位、峰值、頻率等，以建立驅(qū)動電場，以實現(xiàn)液晶顯示期間的顯示效果。驅(qū)動有許多種，常用的驅(qū)動方法有靜態(tài)驅(qū) 動法和動態(tài)驅(qū)動法 靜態(tài)驅(qū)動法是獲得最佳顯示質(zhì)量的最基本的方法，它適用于筆段型液晶顯示器件的驅(qū)動。這類液晶顯示器件的電極結(jié)構(gòu)是，當多位數(shù)字組合時，各位的背電極 BP 是連在一起的。靜態(tài)驅(qū)動法的電路中，振蕩器的脈沖信號經(jīng)分頻后直接施加在液晶顯示器件的背電極上 。而段電極的脈沖信號是由顯示選擇信號與時序脈沖通過合成產(chǎn)生。 當液晶顯示器件上的顯示像素眾多時 (如點陣型液晶顯示器件 )，為了節(jié)省龐大的硬件驅(qū)動電路，在液晶顯示器件電極的制作與排列上作了加工，實施了矩陣型的結(jié)構(gòu)，即把水平一組顯示像素的背電極都連在一起引出，稱之為行 電極，用 COM 符號表示 。把縱向一組顯示像素的段電極都連接起來一起引出，稱之為列電極，用 SEG 符號表示。在液晶顯示器件上每一個顯示像素都由其所在的列與行的 位置 唯一確定。在驅(qū)動方式上相應地采用了類同于 CRT 的光柵掃描方法。液晶顯示的動態(tài)驅(qū)動法是循環(huán)地給行電極施加選擇脈沖，同時 15 所有顯示數(shù)據(jù)的列電極給出相應的選擇或非選擇的驅(qū)動脈沖，從而實現(xiàn)某行所有顯示像素的顯示功能，這種行掃描是逐行順 序進行的，循環(huán)周期很短，使得液晶顯示屏上呈現(xiàn)出穩(wěn)定的顯示。 采用功率驅(qū)動器件 ULN2803 芯片。此芯片是八組 NPN 型達林頓功放三極管集成芯片，典型的輸入電壓是 5V，集電極輸出功率可達 50V 。因此采用 ULN2803 共陽極數(shù)碼管的段信號驅(qū)動器。而共陽極數(shù)碼管的位信號驅(qū)動則采用 8個晶體管 9012 來實現(xiàn)。又由于ULN2803 為低電平驅(qū)動，所以數(shù)據(jù)送到單片機端口前，應在程序中先將數(shù)據(jù)取反。然后將數(shù)據(jù)送到 ULN2803 輸入端相連接單片機的 P0 端口即可。 每次先送一位要顯示的數(shù)據(jù)字節(jié)，然后再送該位數(shù)碼管的地址字 節(jié)，直到 8位顯示完全。 本系統(tǒng)在運行過程中需要顯示查看的數(shù)據(jù)有時鐘及顯示數(shù)值。正常工作中 8 位顯示器顯示實時時鐘，顯示小時、分鐘、秒，其中有兩位用來顯示“ — ”，用以分隔顯示小時、分鐘和秒，這樣顯示更加清晰。 5 室內(nèi)照明控制系統(tǒng)的調(diào)試 室內(nèi)照明控制系統(tǒng)的調(diào)試 當一套完整的控制系統(tǒng)設計好之后，非常有必要做的就是進行全面的調(diào)試。調(diào)試的過程可以幫助我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的漏洞與問題，保證系統(tǒng)的各項功能能夠可靠安全的實現(xiàn)。系統(tǒng)的調(diào)試是不可忽略的，他不僅可以提高系統(tǒng)的完整性，更可以保證系統(tǒng)整體運行的安全可靠性。 單片機系統(tǒng)的 調(diào)試應包括硬件及軟件兩部分，主要是通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)硬件及軟件中存在的問題，查看其運行結(jié)果是否符合設計要求。 在對系統(tǒng)進行實際調(diào)試時，首先應對硬件進行靜態(tài)調(diào)試，同時對系統(tǒng)軟件進行初步調(diào)試，此后再對軟件和硬件進行動態(tài)調(diào)試，最后才能使系統(tǒng)進入正常工作。 （ 1） 靜態(tài)調(diào)試：靜態(tài)調(diào)試主要是排除明顯的硬件故障。 （ 2） 軟件調(diào)試：在軟件調(diào)試時采用在計算機上利用模擬軟件實現(xiàn)對單片機的硬件模擬、指令模擬及運行狀態(tài)模擬，從而完成應用軟件開發(fā)的全過程。 （ 3） 動態(tài)調(diào)試：控制系統(tǒng)的軟件和硬件是密切相關(guān)的，由于軟件模擬開發(fā)系統(tǒng)不能對硬件部 分進行診斷，同時也不能實時在線仿真，所以用戶程序還需跟硬件連接起來進行聯(lián)調(diào)，同時對軟件和硬件進行檢查和診斷。 在應用系統(tǒng)各模塊電路調(diào)試成功后，將程序加載到在線仿真器上，這時就能單步或連續(xù)地執(zhí)行目標程序，同時也可以根據(jù)需要分段設置斷點執(zhí)行程序。而對于一些與硬件相關(guān)的用戶程序，如接口驅(qū)動程序等，則需要配合硬件，進行在線調(diào)試，如果有邏輯錯誤，也要及時糾正修改。 程序調(diào)試完畢后，利用編程器將程序固化到單片機中，使整個系統(tǒng)運行起來。 各模塊電路調(diào)試流程圖如下示： 16 圖 51 電源調(diào)試 圖 52 單片機最小系統(tǒng)調(diào)試 圖 53 按鍵電路調(diào)試 圖 54 顯示電路調(diào)試 17 圖 55 采集電路調(diào)試 問題與解決 在本系統(tǒng)的調(diào)試過程中遇到的主要問題的分析與解決方案。 1．電源供電電路中集成穩(wěn)壓器溫度過高。 分析解決：穩(wěn)壓器溫度過高的原因之一是：變壓器整流濾波后加到集成穩(wěn)壓器上的電壓較高，使壓降過大。此問題可通過選用輸出電壓低些的變壓器，并在集成穩(wěn)壓器前串入兩只二極管降壓，同時增大散熱片來解決。 2．人 體存在傳感器有人存在時輸出高電平的電壓偏低 分析解決：人體存在傳感器輸出高電平的電壓偏低，單片機會產(chǎn)生誤判，或采集不到正確的信號，于是在人體存在傳感器的輸出端加一個 100KΩ 的上拉電阻。 3．人存在的教室中，若人體超過十秒沒有活動，人體傳感器是不會有信號輸出的，那么如何判定教室此時有人的問題。 分析解決 ：此問題在系統(tǒng)軟件設計時，可將采集有人體信號存在的狀態(tài)適當延長保持二至五分鐘，并加以后續(xù)處理。 4．單片機控制信號輸出后，繼電器沒按預定設計產(chǎn)生動作。 分析解決：單片機輸出控制信號，在控制繼電器時，必須加三 極管來驅(qū)動，否則信號電流過小將不能使繼電器產(chǎn)生吸合動作，而且必須采用三極管的集電極來驅(qū)動繼電器，最后再帶動負載。繼電器驅(qū)動電路中還需注意的是要與繼電器線圈并聯(lián)一個續(xù)流二極管，增加對驅(qū)動三極管的保護。 6 總結(jié) 本系統(tǒng)以單片機 AT89C51 為主要控制核心，通過編程的方式對各個傳感器實現(xiàn)控制， 18 使室內(nèi)的照明系統(tǒng)能夠通過監(jiān)測環(huán)境中的參數(shù)變化來實時調(diào)控照明燈的開關(guān)。這一 系統(tǒng)設計的實現(xiàn)對于一個具有多教室，容量大，人員密集的校園來講，是非常有實踐意義的。它的應用不僅可以有效的減少學校管理人員的統(tǒng)一調(diào)控管理，更可以節(jié)約大量 的電能，對于節(jié)約能源作出貢獻。同時，這套系統(tǒng)所采用的設備器材都非常的輕巧便捷，同時更具有經(jīng)濟性，將它應用在校園的教室內(nèi)，不僅節(jié)省占地面積，更可以盡可能簡約的實現(xiàn)控制功能，不需對教室整體結(jié)構(gòu)坐太大的改變，就能保證系統(tǒng)安全可靠的運行。從體來說，這一設計的實現(xiàn)對改善室內(nèi)照明環(huán)境，節(jié)約電力能源有重要的意義。 該教室燈光系統(tǒng)的控制是以 AT89S51 單片機芯片為核心，通過相關(guān)電路的驅(qū)動，完成對系統(tǒng)設備 (電燈 )的控制，采用一個二極管閃爍顯示整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)了對教室燈光的自動開燈、關(guān)燈控制。系統(tǒng)控制單元的硬件電路中 多采用集成電路 (ULN2803，DS1302， X5045 等 )，簡化了電路設計，同時節(jié)省了單片機 I/O 口資源，為系統(tǒng)進一步擴展留下了空間。系統(tǒng)的硬件及軟件設計，經(jīng)實驗初步證實了系統(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，硬件設計上盡量采用性價比高的元器件，以降低成本。軟件設計上采用多任務形式對信號的采集、處理，達到最終控制燈光的目的。 本控制系統(tǒng)與已有的教室燈光配套使用時，不需要對原有設備電路進行大的改動，以降低實現(xiàn)教室燈光智能控制的成本。 19 參考文獻 [1] 俞海珍 .李憲章 .馮浩 .熱釋電紅外傳感器及其應用，電子照明技術(shù) [2]. 沈瑞珠 .智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的應用 .低壓電器 ,2020(5) [3]. 陳歲生 ,盧建剛 .基于智能檢測技術(shù)的室內(nèi)照明系統(tǒng) .機電工程技術(shù) ,2020,37(5) [4]. 瞿貴榮 .熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)原理及特性，家庭電子愛好者， [5]. 張艷雯 .教室照明的經(jīng)濟性分析及節(jié)能措施閉 .岳陽示范學院學報 (自然科學版 ),2020,14(2) [6]. 趙志敏 .張柳芳 .教室照明區(qū)域化智能控制器的設 計 .低壓電器 ,2020(12) [7]. 趙海蘭 .趙樣 .實時時鐘電路 DS1302的原理及應用 .電子元器件應用， 2020 [8].劉大茂 .嚴飛 .單片機應用系統(tǒng)監(jiān)控主程序的設計方法 .福州大學學報， 1998 [9]. 吳占和 ,劉尹霞 .基于光電傳感器和單片機控制的產(chǎn)品自動裝箱系統(tǒng) .中國科技信息 ,2020,13 [10]. 周明珠 .王煒 .王福源 .無觸點開關(guān)在控制中的應用，現(xiàn)代電子技術(shù) .2020： [11]. 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