基于單片機(jī)的智能照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

梁紀(jì)袖 ，劉 蕾 ，李守奎

（1.中國(guó)海洋大學(xué)，山東 青島 266100；2.濰坊科技學(xué)院，山東 濰坊 262700）

1 緒論

本設(shè)計(jì)主要將利用單片機(jī)為核心，對(duì)人體信號(hào)的檢測(cè)，并把人體檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能識(shí)別的電平信號(hào)，當(dāng)單片機(jī)識(shí)別到人體信號(hào)后，將照明打開(kāi)，再根據(jù)外界光線的強(qiáng)弱來(lái)控制照明設(shè)備的發(fā)光強(qiáng)度。一旦人體檢測(cè)電路檢測(cè)環(huán)境無(wú)人時(shí)，立刻傳送一個(gè)信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)識(shí)別后關(guān)閉照明，通過(guò)這樣的控制方式以達(dá)到智能控制，有效的節(jié)能。為了讓整個(gè)系統(tǒng)可靠運(yùn)行，必須有一個(gè)良好穩(wěn)定的電源系統(tǒng)，設(shè)計(jì)中還考慮了取電方式、電源穩(wěn)定的因素并解決了這些問(wèn)題。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)硬件電路做了幾個(gè)部分的設(shè)計(jì)，其中包括主機(jī)電路、人體檢測(cè)電路、電阻電壓轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、電源電路幾個(gè)部分。具體系統(tǒng)框圖，見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)硬件框圖

由STC公司生產(chǎn)的STC89C52RC是一種低功耗，高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在線系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52RC為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活，有效的解決方案。

CS9803是專為熱釋電紅外傳感器（PIR）配套設(shè)計(jì)的集成電路，采用 CMOS工藝制造，具有性能指標(biāo)高、一致性好、功耗低、外圍電路簡(jiǎn)單、安裝調(diào)試方便、工作可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，是目前同類產(chǎn)品中性能較優(yōu)良、功能較齊全的器件。配上PIR及少量外圍元件，就可構(gòu)成工作穩(wěn)定可靠的控制系統(tǒng)。CS9803熱釋電紅外控制集成電路采用標(biāo)準(zhǔn)的DIP16腳塑封結(jié)構(gòu)，內(nèi)部由系統(tǒng)時(shí)鐘、兩級(jí)運(yùn)放、電壓比較器、檢測(cè)器、計(jì)時(shí)器、過(guò)零檢測(cè)器及輸出控制電路等組成。A/D轉(zhuǎn)換器（ADC）的作用就是把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以便于計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。本次設(shè)計(jì)采用的是ADC0809作為主要的A/D轉(zhuǎn)換器，它是一種逐次比較式8路模擬輸入，8位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器。LED作為第四代照明光源，具有工作電壓低，耗電量小，發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈相比，節(jié)電達(dá)到 90%以上。被認(rèn)為是21世紀(jì)的照明光源。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)時(shí)，首先要明確設(shè)計(jì)程序中應(yīng)考慮的問(wèn)題：

（1）根據(jù)軟件功能要求，將系統(tǒng)軟件分為若干相對(duì)獨(dú)立的部分。設(shè)計(jì)出合理的軟件總體結(jié)構(gòu)，使其清晰、簡(jiǎn)潔、流程合理。

（2）各功能程序?qū)崿F(xiàn)模塊化、子程序化。既便于調(diào)試、鏈接，又便于移植、修改。

（3）在編寫(xiě)程序應(yīng)用軟件之前，應(yīng)畫(huà)出軟件流程圖。這不僅是程序設(shè)計(jì)中一個(gè)重要部分，而且是決定成敗的關(guān)鍵部分。從某種意義上講，多花一份時(shí)間來(lái)設(shè)計(jì)程序流程圖，就可以節(jié)約幾倍源程序的編輯調(diào)試時(shí)間。

（5）要合理分配系統(tǒng)資源。包括 ROM、RAM、定時(shí)器/中斷器、中斷源等。其中最重要的就是 RAM 的分配。因?yàn)椴捎玫氖荂51進(jìn)行編程，強(qiáng)大的KEIL51會(huì)自動(dòng)分配系統(tǒng)資源，這部分相比匯編語(yǔ)言方便很多。

圖2 主程序流程圖

4 結(jié)束語(yǔ)

本設(shè)計(jì)主要著重闡述了以STC89C52RC為核心如何對(duì)人體信號(hào)的采集，然后對(duì)信號(hào)的處理，并且對(duì)外界環(huán)境光線強(qiáng)度進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)進(jìn)行控制的系統(tǒng)，使用單片機(jī)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。為了直觀的顯示，采用數(shù)碼管和發(fā)光二極管同時(shí)顯示的方法，并且有蜂鳴器聲音報(bào)警。

1 李家駒.instabus KNX智能照明系統(tǒng)在辦公樓中的應(yīng)用[J].建筑電氣，2010（4）：52～54

2 賈景堃.智能照明系統(tǒng)在廣州地鐵新線中應(yīng)用的可行性研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2010（5）：101～102