校園燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

曲名浩 張可菊

【摘要】本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)主控模塊為核心，它外圍電路主要包括：控制電路、控制電路檢測電路、信號處理電路、時鐘與人數(shù)顯示電路、報(bào)警電路等。

【關(guān)鍵詞】主控模塊;控制電路;控制電路

該系統(tǒng)以智能部件STC89C52單片機(jī)作為核心，紅外傳感器對射式統(tǒng)計(jì)全體班級的人數(shù)，光敏三極管用來檢測學(xué)生所在的教室的光強(qiáng)度。根據(jù)多方面的檢測結(jié)果合理的進(jìn)行開關(guān)燈，有效的節(jié)約了能源。

1. 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

當(dāng)教室光照強(qiáng)度充足時，不管有沒有人，根據(jù)控制的原理，燈都不亮，因?yàn)榇藭r能夠滿足學(xué)生的需要。當(dāng)教室光照強(qiáng)度較低不滿足學(xué)生用光的需要時，會根據(jù)有沒有人來以及來的人的多少情況來確定燈的亮滅，達(dá)到了智能控制和調(diào)節(jié)燈光的作用。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

2. 系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)

單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由電源、電路復(fù)位、振蕩電路等部分組成。最小系統(tǒng)電路圖如圖2所示。

2.1 晶振電路設(shè)計(jì)

晶振電路圖如圖3所示。

2.2 復(fù)位電路設(shè)計(jì)

手動復(fù)位鍵需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。復(fù)位電路圖如圖4所示。

3. 檢測電路設(shè)計(jì)

對射式傳感器（光電晶體管輸出）基于sep8506紅外發(fā)光管，sdp8406光電三極管和sdp8106光電達(dá)林頓管。本系統(tǒng)主要用于檢測同學(xué)們正在上課時，教室內(nèi)人數(shù)對外式紅外傳感器電路圖如圖5所示。

接收器輸出由一施密特觸發(fā)電路緩沖以保證與現(xiàn)行的數(shù)字電路匹配?？梢鸾邮掌鳡顟B(tài)改變的發(fā)光管電流最大值為20mA，出級為發(fā)射極接地的NPN三極管。在門框上放上設(shè)備統(tǒng)計(jì)進(jìn)出教室人數(shù)，進(jìn)入教室液晶顯示屏人數(shù)加1，出教室液晶顯示屏人數(shù)減1。

4. 部分程序流程設(shè)計(jì)

單片機(jī)硬件電路是導(dǎo)入相應(yīng)的程序來控制單片機(jī)，讓它實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)則是對教室人數(shù)和光照強(qiáng)度的信號進(jìn)行實(shí)時檢測。系統(tǒng)主程序流程圖如圖6所示。

在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，本系統(tǒng)采集對象為環(huán)境光照強(qiáng)度及人體存在，在程序設(shè)計(jì)中對這兩個數(shù)據(jù)的采集放置多任務(wù)模塊中實(shí)施定時采集。數(shù)據(jù)采集流程圖如圖7所示。

本文設(shè)計(jì)研究的基于單片機(jī)的教室燈光自動控制系統(tǒng)，完成對教室燈光的智能控制。實(shí)現(xiàn)高效教室用電設(shè)備的合理控制和管理，節(jié)約電能以及改善教學(xué)管理。

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作者簡介： 曲名浩，1998年出生，男，漢族，沈陽工學(xué)院。張可菊（通訊作者），1978年5月出生，女，漢族，遼寧人，沈陽工學(xué)院，副教授。