基于单片机实现智能照明控制系统的设计

基于单片机实现智能照明控制系统的设计内容摘要：

? 多种频率的内部 RC 振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能，零外围电路也可以工作； ? 每个 IO 口都 可以以推换驱动的方式输出高、低电平，驱动能力强； ? 内部资源丰富，一般都集成 AD、 DA 模数器、 PWM、 SPI、 USART、 TWI、 I2C通信口、丰富的中断源等。 方案三、 PIC 单片机 PIC 8 位单片机产品共有三个系列，即基本级系列、中级系列和高级系列。 上述的三层次 (级 )的 PIC 8 位单片机还具有很高的代码兼容性，用户很容易将代码从某型号转换到另一个型号中。 其 主要产品是 PIC 16C 系列和 17C 系列 8 位单片机。 该系列单片机特点如下： ? CPU 采用 RISC 结构 ? 采用 Harvard 双总线结构 ? 运行速度快 ? 低工作电 压 、 低功耗 ? 较大的输入输出直接驱动能力 ? 一次性编程 、 小体积 等。 方案分析： 除了以上几种单片机，市场上还有好的其它结构单片机。 如果实现本系统，基本上上述三种类型的单片机都可以实现。 考虑到 MCS51 单片机 具有较强的代表性以及该系列单片机资料较多，本设计采用 AT89C51 来实现。 光照检测方式 方案一、采用光敏二极管或三极管等光传感器件把环境亮度转换成相应的数字电平，然后直接接入单片机 IO 引脚。 方案二、采用光敏电阻把环境亮度转换成相应的电压值（模拟值），然后通过运放后给单片机输入一个标准的数字 信号。 由于光敏电阻属于 纯阻性器件 ，引入后不会存在对其它器件造成干扰，而且电路也不复杂，所以采用此方案。 人体感应方式 方案一、采用红外对管进行检测。 红外发送管和红外接收管分别安装在通道两侧。 当某一时刻红外接收管如果接收不到信号表示两者之间有遮挡物通过，可以视为有人体进入。 方案二、采用集成电路 BIS0001，该芯片是 一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。 它配以热释电红外传感器和少量外接元器件就可构成被动式的热释电红外开关、报警用人体热释电传感器等。 它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自 动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。 由于方案一要求红外发送管和接收管必须相对才行，而且两者距离有限，实现起来较为不便，所以本设计采用方案二。 显示电路 为了实时显示系统运行状况及各个参数，本系统配备显示外设。 通常单片机可以配备 LCD或 LED做为显示外设，各个外设大多又分为穿行驱动和并行驱动两种驱动方式。 为了节约成本，本系统采用 LED 做为显示外设。 延时参数设置电路 方案一、 采用 NE555 做延时定时器，单片机以脉冲方式触发该定时器。 方案二、 采用单片机内部定时器定时。 通过读取外部参数，单片机实现不同时间的定时。 由于此方案简单可靠且节约成本，本系统采用这种方案。 照明设备驱动电路 方案一、采用可控硅控制。 可控硅又称晶闸管，是一 种具有三个 PN 结 的四层结构的大功率半导体器件。 其 具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。 方案二、采用继电器控制。 继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。 其 具有动作快 、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。 广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。 根据结构不同，可以将其分为 电磁继电器 、热敏干簧继电器 、 固态继电器 、 磁簧继电器 、 光继电器 等型号。 由于电磁继电器简单易用，开关状态极其容易判断，所以本设计采用电磁继电器来控制。 三、 系统原理图及电路 单片机最小系统 AT89C51 是片内有 ROM/EPROM 的单片机，因此，这种芯片构成的最小系统简单﹑可靠。 用 AT89C51 单片机构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，如图 AT89C51 单片机。