【正文】 燈泡的亮度與加在燈泡兩端的電壓成比例 ，而燈泡兩端的電壓與可控硅的導(dǎo)通角成比例，這樣通過調(diào)節(jié) PWM 信號的占空比來控制可控硅的導(dǎo)通角 。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 315 所示。當(dāng) VCC1 小于 VCC2 時(shí)， DS1302 由 VCC2 供電。后 8 個(gè)脈沖寫入或讀出數(shù)據(jù)。串行數(shù)據(jù)線 I/O 與串行時(shí)鐘線 SCLK 分別接在 和 上，所有的單片機(jī)地址、命令及數(shù)據(jù)均通過這兩條線傳輸。 DS1302 是美國 Dallas 公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加 31 字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā) 方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號或RAM 數(shù)據(jù)。 分控制器采用 低檔型的 AT89C2051 單片機(jī)作為微處理器， AT89C2051 也是美國 ATMEL 公司 生產(chǎn)的低電壓、高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 2K bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ RAM），兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)，具有 15 線可編程 I/O 口，該單片機(jī)具有體積小、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、性價(jià)比較高等特點(diǎn)。 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，故 采用了 DALLAS 公司的 DS12887 芯片。 （由于故障或沒有安裝探頭） “ 1 腳”的電壓恒定為 ，“ 2腳”的電壓為 0V， “ 6 腳”的電壓恒定為 ，“ 5 腳”的電壓為 0V。 圖 313 人體信號比較電路 當(dāng)被動(dòng)紅外探頭感應(yīng)到人體信號后，運(yùn)算放大器的“ 2 腳”或“ 5 腳”的電壓降為 ；當(dāng)被動(dòng)紅外探頭在沒有感應(yīng)人體紅外信號時(shí)，“ 2 腳”或“ 5 腳”的電壓降為 。 圖 311 熱釋電檢測電路組成框圖 信號處理電路 本設(shè)計(jì)采用 BIS0001 來完成對熱釋電傳感器輸出信號的處理。動(dòng)態(tài)情況下，人體經(jīng)過探頭先后被 A 源或被 B 源感應(yīng)， SaSb 或SaSb 產(chǎn)生差值，雙源失去互補(bǔ) 平衡作用而很敏感地產(chǎn)生信號輸出，見圖 310。 三、焦距 ——指鏡片與探頭窗口的距離，精確度以毫米的小數(shù)點(diǎn)為單位。鏡片還可以結(jié)合產(chǎn)品外觀注色，使產(chǎn)品整體更美觀。整個(gè)接收人體紅外光的方式也被稱為被動(dòng)式紅外活動(dòng)目標(biāo)探測器。因此，人體輻射的最強(qiáng)的紅外線的波長正好落在濾光窗的響應(yīng)波長（ 7~14um）的中心。濾光窗是由一塊薄玻璃片鍍上多層濾光層薄膜而成的，濾光窗能有效地濾除 ~14um波長以外的紅外線。 從原理上講，任何發(fā)熱體都會(huì)產(chǎn)生紅外線，熱釋電人體紅外線傳感器對紅外線的敏感程度主要表現(xiàn)在傳感器敏感單元的溫度所發(fā)生的變化，而溫度的變化導(dǎo)致電信號的產(chǎn)生。 （ 1）敏感單元 （ 3）敏感單元 當(dāng)傳感器沒有檢測到人體輻射出的紅外線信號時(shí)，由于 P P2 自身產(chǎn)生極化，在電容的兩端產(chǎn)生極性相反、電量相等的正、負(fù)電荷，而這兩個(gè)電容的極性是相反串聯(lián)的，所以，正、負(fù)電荷相互抵消，回路中無電流，傳感器無輸出。 熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基與熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。熱釋電傳感器具有成本低、不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源、靈敏度高、可流動(dòng)安裝等特點(diǎn)。 delay(21)。 vol=1。 ADCS=0。 for(w=1。 sbit ADOUT=P1^1。在正常進(jìn)行的轉(zhuǎn)換周期內(nèi)，規(guī)定時(shí)間內(nèi) CS 端高電平至低電平的跳變可終止該周期，器件返回初始狀態(tài)（輸出數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容保持為前次轉(zhuǎn)換結(jié)果）。 在 CS的下降沿，前次轉(zhuǎn)換的 MSB 出現(xiàn)在 DATA OUT 端。當(dāng)串行接口把 CS 拉至有效時(shí)，轉(zhuǎn)換時(shí)序開始允許 I/O CLOCK 工作并使 DATA OUT脫離高阻狀態(tài)。此后， NS 公司推出了 8 位的 COP800 單片機(jī)系列，仍采用原來的 Microwire 總線，但單片機(jī)上的總線接口改成既可由自身發(fā)出時(shí)鐘，也可由外部輸入時(shí)鐘信號。 在本次設(shè)計(jì)中選用了帶串行控制的 10 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 TLC1549，它是由德鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 畢業(yè)論文 16 州儀器（ Texas Instruments 簡寫為 TI）公司生產(chǎn)的，它采用 CMOS 工藝，具有自動(dòng)采樣和保持，采用差分基準(zhǔn)電壓高阻抗輸入，抗干擾性能好，可按比例量程校準(zhǔn)轉(zhuǎn)換范圍，總不可調(diào)整誤差達(dá)到 (177。 光信號取樣電路 光信號取樣電路 如圖 33 所示，圖中主要由光信號采集電路和 A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路組成，其中模數(shù)轉(zhuǎn)換是電路的核心。 該監(jiān)控電路的主要功能如下： （ 1） 系統(tǒng)正常上電復(fù)位：電源上電時(shí)， 當(dāng)電源電壓超過復(fù)位門限電壓 ，RESET 端輸出 200ms 的復(fù)位信號，使系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)的 、 口輸出的信號經(jīng)74LS138 譯碼器后產(chǎn)生的高電平信號加在 A1015 三極管的基極，控制三極管的導(dǎo)通，從而起到對相應(yīng)數(shù)碼管的選通作用。 矩陣鍵盤的列線從左到右分別與 單片機(jī)的 、 、 、 相連，矩陣鍵盤的行線從上到下分別與 、 、 、 相連。 圖 32 主控制器系統(tǒng)的硬件電路原理圖 鍵盤的接口 設(shè)計(jì) 鍵盤的結(jié)構(gòu)形式有兩種，即獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤。 圖 31 系統(tǒng)硬件總述圖 本系統(tǒng)采用了 ATMEL 公司 MCS51系列單片機(jī)中的 AT89C51 芯片，它是低壓高性能 CMOS 8 位微處理器，帶有 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部RAM， 15 個(gè) I／ O 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí)／計(jì)數(shù)器， — 個(gè) 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口。 鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 畢業(yè)論文 11 8 9 C 5 1晶 振鍵 盤看 門 狗數(shù) 碼 顯 示 及 驅(qū) 動(dòng) 電 路通 信 接 口 電 路電 源 圖 23 主控制器硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 8 9 C 2 0 5 1看門狗晶 振時(shí) 鐘 電 路電 源零 點(diǎn) 檢 測 電 路可 控 硅 控 制 電 路 圖 24 分控制器硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)在單片機(jī)的控制之下完成數(shù)據(jù)的通信、顯示，同時(shí)能夠控制照明燈具 ，其硬件電路只是系統(tǒng)的實(shí)施工具，大量的工作是由軟件來完成的。 主 控 制 器 無 線 數(shù) 傳 模 塊分 控 制 器無 線 數(shù) 傳 模 塊分 控 制 器 無 線 數(shù) 傳 模 塊 圖 22 無線數(shù)傳系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng) 的主控制器通過 RS485 總線或無線數(shù)傳模塊將數(shù)據(jù)或命令發(fā)送給分控制器 ，同時(shí)將信息送給數(shù)碼顯示單元進(jìn)行顯示，并有看門狗電路對運(yùn)行程序進(jìn)行有效監(jiān)視。 有線通信 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 21所示。此編程工具相比匯編語言具有結(jié)構(gòu)化、適用范圍大、可移植性好等特點(diǎn)。硬件電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法保證設(shè)計(jì)電路的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。 鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 畢業(yè)論文 9 2 基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架與性能 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。 C 表 11 系統(tǒng)邏輯 表 12 系統(tǒng)邏輯真值表 信號 室內(nèi)光信號 人體信號 時(shí)鐘信號 電燈的開光狀況 參數(shù) 自然光信號 人體 作息時(shí)間 符號 A B C D 邏 輯 狀 態(tài) 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 信號 室內(nèi)光信號 人體信號 時(shí)鐘信號 電燈的開關(guān)狀態(tài) 參數(shù) 自然光照度 人體 作息時(shí)間 邏 輯 狀 態(tài) 強(qiáng) 無 休息 斷 強(qiáng) 無 上課 斷 強(qiáng) 有 休息 斷 強(qiáng) 有 上課 斷 弱 無 休息 斷 弱 無 上課 斷 弱 有 休息 斷 弱 有 上課 合 鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 畢業(yè)論文 8 本章小結(jié) 本章介紹了 照明控制系統(tǒng)在智能樓宇中的應(yīng)用、發(fā)展以及所使用的主要專業(yè)技術(shù)。 關(guān)系如果假設(shè)：室內(nèi)光線強(qiáng)度為 A：光線強(qiáng)時(shí) A=1，光線弱時(shí) A=0； 人體信號為 B：有人時(shí) B=1，無人時(shí) B=0； 鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 畢業(yè)論文 7 作息時(shí)間為 C：上課時(shí) C=1，休息時(shí) C=0； 電燈開關(guān)狀態(tài)為 D：合時(shí) D=1，斷開時(shí) D=0。 圖 12 主控制器硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 3 下位機(jī)系統(tǒng) 分控制器硬件電路結(jié)構(gòu)如圖 13 所示。 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)。硬件電路是采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法保證設(shè)計(jì)電路的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。 （ 2） 國內(nèi)一些智能照明控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)集中控制和集中顯示，具有一定的智能性，但其只能控制房間中的一個(gè)燈或一組燈的開、關(guān)，不能實(shí)現(xiàn)場景控制，也不能對燈光的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，不能產(chǎn)生多種照明效果。 美國 LCamp。輸入裝置包括傳感器、定時(shí)裝置和控制面板或遙控器。 鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 畢業(yè)論文 4 智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 智能照明控制系統(tǒng)是指用計(jì)算機(jī)技術(shù)并輔助以其它手段，對電力照明實(shí)行自動(dòng)控制，提供合適照明光環(huán)境的同時(shí)降低照明系統(tǒng)電能消耗和其它使用費(fèi)用。在智能建筑中的智能照明、供熱、空調(diào)、通訊及辦公設(shè)備將全部由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制與管理。 智能照明控制系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀 智能控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀 智能控制技術(shù)發(fā)展方向主要有基于人工智能技術(shù)的智能控制方向、智能控制的模糊控制方向和智能控制的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方向，在智能控制的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方向上，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊邏輯有機(jī)結(jié)合的神經(jīng)模糊技術(shù)，已成為近年來的一個(gè)熱門課題。 無線數(shù)傳技術(shù) 有線 傳輸?shù)姆绞诫m然使用非常廣泛且可靠性較高，但由于各方面的局限性，已經(jīng)在眾多方面被無線傳輸方式所取代。其后發(fā)展起來的 RS42 RS485是平衡傳送的電氣標(biāo)準(zhǔn)，比起 RS232 非平衡的傳送方式在電氣指標(biāo)上有了大幅度的提高。軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)共同構(gòu)成完整的單 片微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，兩者相輔相成，缺一不可。硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體與裝置， 通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。 單片微型計(jì)算機(jī)就是將中央處理單元、存儲(chǔ)器、定時(shí) /計(jì)數(shù)器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計(jì)算機(jī)。故當(dāng) 樓宇自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，照明系統(tǒng)亦受到影響。樓宇中人工光環(huán)境對于滿足人們的生活、學(xué)習(xí)、娛樂以及工作方面有著重要的意義。太陽能設(shè)備投資比較大，且容易受光照強(qiáng)度的影響。 從節(jié)約資源、對社會(huì)貢獻(xiàn) 、 節(jié)省高校經(jīng)費(fèi)支 出和學(xué)生的健康等 多方面考慮，高校教室照明的節(jié)電問題不得不提到重要的議事日程上來。 學(xué) 校的水電支出約占全校經(jīng)費(fèi)支出的 1／ 4—1／ 5，電費(fèi)支出占據(jù)較重比例。 關(guān)鍵詞： 主控制器，分控制器， 單片機(jī)， 有線通信，無線數(shù)傳，燈光亮度控制，定時(shí)控制 鄭州大學(xué) 物理工程學(xué)院 畢業(yè)論文 II The Control System for Lighting Based on Single–chip Microputer Abstrac With the rapid development of electronic technology, the system of control based on Singlechip Microputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on singlechip microputer. The paper expatiates on the designing theories and implementation method of the control system for lighting by wired