基于單片機(jī)照明節(jié)電系統(tǒng)設(shè)計

　　摘要：隨著我國城市化的快速推進(jìn)，大量的人口涌進(jìn)城市，如何有效的利用城市能源是我們面對的一大問題。本設(shè)計基于充分科學(xué)的利用電能的角度出發(fā)，提出了一種基于單片機(jī)照明節(jié)電系統(tǒng)。提出了本設(shè)計的總體方案，繪制系統(tǒng)總框圖。依據(jù)硬件電路相關(guān)配置和節(jié)電系統(tǒng)控制邏輯，完成系統(tǒng)主程序、中斷控制程序、照明控制驅(qū)動程序以及顯示程序的編制。

　　關(guān)鍵詞：STC89C51型單片機(jī),人體紅外傳感器,光敏電阻

　　在現(xiàn)代生活中能源消耗越來越大，在日常工作學(xué)習(xí)過程中照明浪費現(xiàn)象比較普遍。本設(shè)計的總體功能是在白天或者說在光線充足的情況下，系統(tǒng)不啟動照明相關(guān)設(shè)備。當(dāng)光線昏暗且有人進(jìn)入的環(huán)境下，系統(tǒng)自動啟動相關(guān)照明設(shè)備，該照明控制系統(tǒng)可以根據(jù)人員的移動而自動開光相關(guān)照明設(shè)備。此控制系統(tǒng)主要控制手段是根據(jù)光照度傳感器和人體紅外感應(yīng)傳感器等外界傳感器相關(guān)相關(guān)信息，做出自動開關(guān)照明系統(tǒng)的目的。從而能實現(xiàn)在無人的情況下關(guān)閉照明系統(tǒng)，有人的情況下開啟照明系統(tǒng)，做到節(jié)能減排的作用。

　　一、系統(tǒng)總體設(shè)計

　　(一)系統(tǒng)設(shè)計方案

　　應(yīng)用STC89C52單片機(jī)進(jìn)行電路控制，系統(tǒng)分為由光源強(qiáng)度檢測模塊、人體檢測模塊和光源開關(guān)模塊組成。51單片機(jī)根據(jù)兩個傳感模塊輸入的相關(guān)信息，對目前的光照環(huán)境和人員存在情況綜合判定，如果是有人員存在而且目前的光照環(huán)境較差，那么單片機(jī)輸出相關(guān)控制信號，驅(qū)動光源開關(guān)開啟照明系統(tǒng);反之，如果光源充足和無人狀態(tài)下，那么單片機(jī)就不開啟相關(guān)電源開光，使得照明系統(tǒng)不啟動。

　　(二)系統(tǒng)設(shè)計

　　本系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制核心，分為熱釋電傳感模塊、顯示模塊、光信號處理電路、照明驅(qū)動電路和單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位電路組成。

　　二、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計

　　(一)硬件電路的設(shè)計原理

　　硬件電路基本要實現(xiàn)的是以STC89C52單片機(jī)為控制核心，接收光源強(qiáng)度檢測模塊、人體紅外熱釋電傳感器組成的人體檢測模塊相關(guān)信息，并對相關(guān)信息進(jìn)行分析比較，做出相關(guān)控制指令，達(dá)到只能控制照明系統(tǒng)的目的。系統(tǒng)中還可以加入相關(guān)顯示模塊，進(jìn)行當(dāng)前環(huán)境狀態(tài)和照明系統(tǒng)狀態(tài)的實時顯示。這樣可以實現(xiàn)良好的人機(jī)交互功能，且起到節(jié)約電能的作用。

　　(三)光照檢測電路

　　經(jīng)方案設(shè)計，光敏電阻選用GM5516可得出如下的電路圖。電源VCC接電源電路，經(jīng)光敏電阻和分壓電阻到GND。因為光敏電阻GM5516在接受光照時近似導(dǎo)通，電阻阻值為五千歐姆到十千歐姆。它的基極電壓要小于0.3V，即光敏電阻分得的電壓要小于0.3V;在無光照時，即夜晚值守時GM5516暗電阻阻值約為500KΩ。要使三極管Q1工作，基極電壓至少為0.3V，即光敏電阻兩端的電位差至少也要大于0.3V，因此得出分壓電阻R1應(yīng)選用阻值為100KΩ，功率為0.25W的色環(huán)電阻即可。

　　三、系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　(一)主程序設(shè)計

　　本設(shè)計中的單片機(jī)主控制程序可分為系統(tǒng)主程序、中斷子程序和顯示子程序。系統(tǒng)主程序是整個照明控制程序的核心，主要完成單片機(jī)硬件系統(tǒng)初始化、各子程序參數(shù)配置、外部器件初始化等工作。

　　(二)顯示程序設(shè)計

　　本設(shè)計顯示程序分為兩部分：第一部分LCD1602驅(qū)動程序，完成液晶相關(guān)功能的初始化操作;第二部分為液晶顯示程序，顯示特定情況下的波形類型和頻率。驅(qū)動程序首先根據(jù)LCD1602時序進(jìn)行使能，顯示模式設(shè)置，默認(rèn)為0x38。顯示清屏，將上次的內(nèi)容清除，默認(rèn)為0x01。顯示功能設(shè)置0x0f為開顯示，顯示光標(biāo)，光標(biāo)閃爍;0x0c為開顯示，不顯光標(biāo)，光標(biāo)不閃設(shè)置初始化數(shù)據(jù)指針，是在讀指令的操作里進(jìn)行的顯示行字符最后顯示自定義的波形圖案。

　　四、總結(jié)

　　根據(jù)本文的主要研究內(nèi)容提出了本設(shè)計的總體方案，繪制系統(tǒng)總框圖。依據(jù)硬件電路相關(guān)配置和節(jié)電系統(tǒng)控制邏輯，完成系統(tǒng)主程序、中斷控制程序、照明控制驅(qū)動程序以及顯示程序的編制。

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　　電子論文投稿刊物：《電子設(shè)計工程》(半月刊)，中國科技核心期刊(科技論文統(tǒng)計源期刊)，創(chuàng)刊于1993年，原名《國外電子元器件》，主要介紹具有較高學(xué)術(shù)水平的、電子領(lǐng)域相關(guān)的理論、技術(shù)、方法的專業(yè)性技術(shù)期刊。

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