【正文】 后 產 生的 高 電 平 信 號 加 在 A1015 三 極 管 的 基 極 ， 控 制 三 極 管 的 導 通 ， 從 而 起 到 對 相 應 數 碼 管INT113RXD 10TXD 11XTAL218XTAL119T014 21 22 23 24 25 26 27 28 32 33 34 35 36 37 38 39T11589C51INT012RESET9RD17WR16EA/VPP31ALE/P 30PSEN 29VCC 40GND20 abcdefgABCD7447 100Ω 7 D4A10154RBIRBOLT GNDVCC30pF30pF12MHzD3 D2 D1VCC+5VABCVCCG2AG2BY0Y1Y2Y3 474LS138WDORESETWDIMRVCCGNDMAX813L+5V+5V1 2 3 45 6 7 89 0 關 關關關關關↓↑+5V關第 二 章 硬 件 電 路 設 計 與 實 現9的 選 通 作 用 。 LED 數 碼 顯 示 的 接 口 設 計數 碼 顯 示 與 驅 動 電 路 由 74LS138 譯 碼 器 、 7447 TTL BCD7 段 高 有 效 譯 碼 器 /驅 動器 、 4 個 數 碼 管 以 及 5 個 A1015 三 極 管 組 成 。 矩 陣 鍵 盤 的 列 線 從 左 到 右 分 別 與 單 片 機 的、 、 、 相 連 ， 矩 陣 鍵 盤 的 行 線 從 上 到 下 分 別 與、 、 、 相 連 。 本 系 統(tǒng) 使 用 的 是 44 矩 陣式 鍵 盤 ， 第 一 行 從 左 到 右 為 4， 第 二 行 為 8， 第 三 行 為 0、 開 、關 ， 第 四 行 為 增 值 、 減 值 、 定 時 、 確 認 。 主 控 制 器 系 統(tǒng) 的 硬 件 電 路 原 理 圖 如 圖 22 所 示 。 主 控 制 機 電 路 設 計主 控 制 器 采 用 AT89C51 單 片 機 作 為 微 處 理 器 ， AT89C51 是 美 國 ATMEL 公 司 生 產 的低 電 壓 、 高 性 能 CMOS 8 位 單 片 機 ， 片 內 含 4K bytes 的 可 反 復 擦 寫 的 Flash 只 讀 程 序存 儲 器 和 128 bytes 的 隨 機 存 取 數 據 存 儲 器 （ RAM） ， 器 件 采 用 ATMEL 公 司 的 高 密 度 、非 易 失 性 存 儲 技 術 生 產 ， 兼 容 標 準 MCS51 指 令 系 統(tǒng) ， 片 內 置 通 用 8 位 中 央 處 理 器（ CPU） 和 Flash 存 儲 單 元 。C第 二 章 硬 件 電 路 設 計 與 實 現7第 二 章 硬 件 電 路 設 計 與 實 現 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 、 時 鐘 控 制 電 路 DS1288 輸 出控 制 電 路 、 定 時 監(jiān) 視 器 電 路 ， 如 圖 21 所 示 。89C51看門狗晶 振 時 鐘 電 路光 信 號 采 集 電 路 人 體 信 號 采 集 電 路可 控 硅 控 制 電 路第 一 章 概 述6表 12 系 統(tǒng) 邏 輯 真 值 表信 號 室 內 光 信 號 人 體 信 號 時 鐘 信 號參 數 自 然 光 信 號 人 體 作 息 時 間電 燈 的 開 光 狀 況符 號 A B C D0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 0邏輯狀態(tài)1 1 1 1由 上 述 的 真 值 表 可 得 出 系 統(tǒng) 邏 輯 函 數 表 達 式 為 ： D=A表 11 系 統(tǒng) 邏 輯 關 系 表信 號 室 內 光 信 號 人 體 信 號 時 鐘 信 號參 數 自 然 光 照 度 人 體 作 息 時 間電 燈 的 開 關 狀 態(tài)強 無 休 息 斷強 無 上 課 斷強 有 休 息 斷強 有 上 課 斷弱 無 休 息 斷弱 無 上 課 斷弱 有 休 息 斷邏輯狀態(tài)弱 有 上 課 合如 果 假 設 ： 室 內 光 線 強 度 為 A： 光 線 弱 時 A=1， 光 線 強 時 A=0；人 體 信 號 為 B： 有 人 時 B=1， 無 人 時 B=0；作 息 時 間 為 C： 上 課 時 C=1， 休 息 時 C=0；電 燈 開 關 狀 態(tài) 為 D： 合 時 D=1， 斷 開 時 D=0。 在 確 保 室 內 正 常 照 明 同 時 ， 可 有 效 防 止 無 人 燈（ 無 人 時 開 燈 ） ﹑ 無 效 燈 （ 光 線 亮 時 開 燈 ） 、 無 限 燈 （ 休 息 時 間 開 燈 ） ， 從 而 達 到 節(jié) 電目 的 。主 控 制 器RS485接 口分 控 制 器RS485接 口 分 控 制 器RS485接 口 分 控 制 器RS485接 口RS485總 線89C51晶 振鍵 盤 看 門 狗 數 碼 顯 示 及 驅 動 電 路通 信 接 口 電 路電 源常 州 工 學 院 計 算 機 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文5圖 13 分 控 制 器 硬 件 電 路 結 構 框 圖室 內 燈 光 控 制 系 統(tǒng) 可 以 根 據 作 息 時 間 、 氣 候 、 人 體 等 因 素 全 天 候 自 動 模 糊 控 制 室內 照 明 電 器 的 開 和 關 。 系 統(tǒng) 在 單 片 機 的 控 制 之 下 完 成 數 據 的 通 信 、顯 示 ， 同 時 能 夠 控 制 照 明 燈 具 ， 其 硬 件 電 路 只 是 系 統(tǒng) 的 實 施 工 具 ， 大 量 的 工 作 是 由 軟件 來 完 成 的 。 分 控 制 器 接 收 主 控 制 器 的 發(fā) 來 的 數 據 和 命 令 ， 通 過 可 控 硅 電 路對 照 明 燈 具 進 行 開 關 控 制 ， 并 且 利 用 實 時 時 鐘 芯 片 對 照 明 燈 具 進 行 定 時 開 關 控 制 。圖 11 有 線 通 信 系 統(tǒng) 結 構 框 圖2． 上 位 機 系 統(tǒng)系 統(tǒng) 的 主 控 制 器 通 過 RS485 總 線 將 數 據 或 命 令 發(fā) 送 給 分 控 制 器 ， 同 時 將 信 息 送 給數 碼 顯 示 單 元 進 行 顯 示 ， 并 有 看 門 狗 電 路 對 運 行 程 序 進 行 有 效 監(jiān) 視 。 有 線 通 信 系 統(tǒng) 的 結 構 框 圖 如 圖 所 示 。 系 統(tǒng) 設 計 思 路系 統(tǒng) 的 結 構 主 要 由 三 部 分 組 成 ： （ 1） 上 位 機 系 統(tǒng) ； （ 2） 下 位 機 系 統(tǒng) ； （ 3） 通信 系 統(tǒng) 。 軟 件 設 計的 方 法 與 開 發(fā) 環(huán) 境 的 選 取 有 著 直 接 的 關 系 ， 本 系 統(tǒng) 由 于 是 采 用 51 系 列 單 片 機 。 硬 件 電 路 設 計 還 包 括 輸 入 輸出 接 口 設 計 ， 畫 出 詳 細 電 路 圖 ， 標 出 芯 片 的 型 號 、 器 件 參 數 值 ， 根 據 電 路 圖 在 仿 真 機上 進 行 調 試 ， 發(fā) 現 設 計 不 當 及 時 修 改 ， 最 終 達 到 設 計 目 的 。 硬 件 電 路 是 采 用 結 構 化 系 統(tǒng) 設 計 方 法 ， 該 方 法 保 證 設計 電 路 的 標 準 化 、 模 塊 化 。 系 統(tǒng) 設 計 系 統(tǒng) 設 計 要 點系 統(tǒng) 設 計 主 要 包 括 硬 件 和 軟 件 兩 大 部 分 ， 依 據 控 制 系 統(tǒng) 的 工 作 原 理 和 技 術 性 能 ，將 硬 件 和 軟 件 分 開 設 計 。 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 。 常 州 工 學 院 計 算 機 學 院 畢 業(yè) 設 計 論 文3 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) 。 智 能 照 明 控 制 系 統(tǒng) 具 有 開 關 和 調 光 兩 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 。 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 。 同 時 ，系 統(tǒng) 還 能 充 分 利 用 自 然 光 ， 自 動 調 節(jié) 室 內 照 度 。 傳 統(tǒng) 的 樓 宇 公 共 區(qū) 域 照 明 工 作 模 式 ， 只 能 是 白天 關 燈 ， 晚 上 開 燈 。 使 用 照 明 控 制 系 統(tǒng) ， 更 能 體 現 其在 節(jié) 能 與 管 理 方 面 的 優(yōu) 勢 ， 提 高 學 校 的 科 學 管 理 水 平 ， 而 且 還 能 節(jié) 省 開 支 。而 在 大 學 校 園 的 建 設 熱 潮 中 ， 各 大 高 校 和 他 們 的 建 設 者 也 意 識 到 了 智 能 照 明 的 重要 性 。 所 以 要 做 到 合 理 、 經 濟 、 節(jié) 能 ， 首 先 應 采 用先 進 成 熟 的 技 術 和 產 品 ， 如 電 光 源 、 燈 具 、 照 明 控 制 系 統(tǒng) 。 現 代 照 明 除 了 滿 足 人 的 基本 生 活 、 學 習 要 求 之 外 ， 將 更 注 重 能 量 的 節(jié) 省 和 使 用 上 的 便 利 ， 以 及 滿 足 人 類 工 程 學的 個 性 方 面 的 要 求 ?；?者 ， 當 自 然 光 照 度 很 好 時 ， 燈 不 能 及 時 關 閉 ； 反 之 ， 當 自 然 光 照 度 難 以 滿 足 人 的 需求 時 ， 又 不 能 及 時 打 開 燈 光 。 目 前 ，國 內 大 多 數 智 能 建 筑 存 在 效 率 低 、 能 耗 高 的 現 象 。 系 統(tǒng) 通 過 人 體信 號 采 集 電 路 對 人 體 信 號 采 集 和 光 信 號 采 集 電 路 對 光 信 號 采 集 以 及 相 應 的 處 理 并 輸 入給 單 片 機 ， 單 片 機 對 輸 入 信 號 判 斷 并 輸 出 信 號 來 控 制 學 校 教 室 內 燈 光 的 開 關 和 亮 度 。本 篇 論 文 介 紹 了 就 是 基 于 單 片 機 AT89C51 的 室 內 燈 光 控 制 系 統(tǒng) 的 研 究 和 開 發(fā) 。 因 此 一 塊 芯 片 就 構 成 了 一 臺 計 算 機 。 微 型 計 算 機 的 迅 速 發(fā) 展 ， 促 進 微 型 計算 機 測 量 和 控 制 技 術 的 迅 速 發(fā) 展 和 廣 泛 應 用 ， 單 片 機 （ 單 片 微 型 計 算 機 ） 的 應 用 已 經滲 透 到 廣 泛 滲 透 到 社 會 經 濟 、 軍 事 、 交 通 、 通 信 等 相 關 行 業(yè) ， 而 且 也 深 入 到 家 電 、 娛樂 、 藝 術 、 社 會 文 化 等 各 個 領 域 ， 并 掀 起 了 一 場 數 字 化 技 術 革 命 。 從 節(jié) 約 資 源 、 對 社 會 貢 獻 、 節(jié) 省 高 校 經 費 支 出 和 學 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 。 在 尋 找 新 的 能 源 之 外 ， 節(jié) 約 能 源 ， 提 高 效益 也 就 成 為 了 我 們 研 究 的 課 題 。 而 教 室 照 明 的 浪 費源 自 予 長 明 燈 、 白 天 亮 燈 、 不 合 理 使 用 照 明 以 及 舊 燈 管 的 不 及 時 更 換 。 學 校 的 水 電 支 出 約 占 全 校 經 費 支 出 的 1／ 4—1／ 5， 電 費 支 出 占 據較 重 比 例 。 長 明 燈比 比 皆 是 ， 人 走 不 熄 燈 的 現 象 到 處 存 在 。 但 由 于 學 校 開 放 型 的 管 理 模 式 ， 以 及 全 員 的 節(jié) 能 意 識 的 淡 薄 ，高 校 的 教 室 在 白 天 室 內 照 度 很 高 的 情 況 下 ， 仍 然 普 遍 存 在 開 燈 作 業(yè) ； 即 使 室 內 無 人 或人 數 很 少 的 情 況 下 ， 也 是 全 部 開 啟 室 內 照 明 。acquisition of signal目 錄I第 一 章 概 述 ..............................................................4 課 題 研 究 背 景 .............................................................................................................4 課 題 研 究 的 目 的 與 意 義 ....