孫仲鍇+佟慧艷+陳斌+蔣庚原

摘要：針對普通照明系統(tǒng)的電能浪費及人工操作等問題，設(shè)計一款新型的照明系統(tǒng)，本設(shè)計以STC89C52RC為控制核心，配以光照強度控制模塊、按鍵控制模塊、串口通信模塊、時鐘模塊、照明燈模塊、顯示模塊和電源模塊完成智能照明系統(tǒng)設(shè)計，通過四種工作模式滿足在不同條件下照明狀態(tài)的有效控制，系統(tǒng)實際測試表明系統(tǒng)可操作性強、易于擴展，大大節(jié)約了電能。

關(guān)鍵詞：照明系統(tǒng)；STC89C52RC；PCF8591

1引言

當(dāng)今社會，越來越多的家用電器向智能化和技能化方向迅速發(fā)展，照明系統(tǒng)自然也不例外。普通的照明系統(tǒng)亮度不可調(diào)節(jié)，開啟和關(guān)閉均需人工操作，且大多數(shù)照明燈功率固定，功耗較大，長時間的照明對電能等資源造成嚴重的浪費，因此智能照明控制系統(tǒng)越來越受到人們的歡迎。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計

本設(shè)計是STC89C52RC單片機為主控芯片，配以光敏感應(yīng)及模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、按鍵控制模塊、串口通信模塊、時鐘控制模塊、照明燈模塊、顯示模塊和電源模塊完成智能照明系統(tǒng)設(shè)計。通過按鍵選擇四種工作模式來實現(xiàn)照明狀態(tài)的動態(tài)控制，這四種模式分別是（1）智能模式：可根據(jù)當(dāng)前環(huán)境的光照強度，實時調(diào)整照明燈的亮度；（2）定時模式：可設(shè)定多長時間后開啟照明燈，照明燈亮?xí)r長等；（3）遠程操作模式：上位機可通過單片機的串口通信，發(fā)送相應(yīng)的指令，遠程控制照明燈的開啟、關(guān)閉或亮度調(diào)節(jié)；（4）手動模式：通過按鈕控制照明燈的開啟與關(guān)閉。同時，該照明系統(tǒng)裝配了DS1302時鐘芯片，并配有液晶顯示模塊，可將當(dāng)前工作模式下的相關(guān)信息及時間等信息在顯示器上顯示。系統(tǒng)總體框圖如圖1。

2.1光照強度控制模塊

本設(shè)計中采集光線強弱的傳感器選用光敏電阻，光敏電阻對不同的光照強度有著不同的電阻值，進而使光敏電阻連接電阻的一端電壓發(fā)生改變，但是輸出的電壓是模擬量，不能直接被單片機所接收或使用，故本設(shè)計選用模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片PCF8591，該芯片雙線雙向I2C總線以串行的方式進行傳輸，STC89C52RC通過軟件的方式來模擬I2C總線的工作時序，由PCF8591芯片的15腳控制照明燈的光線強弱，如圖2為光照強度控制模塊電路圖。

2.2按鍵控制模塊

系統(tǒng)設(shè)有三個按鍵，分別為K1（模式切換鍵）、K2（定時時間加/開啟）和K3（燈亮?xí)r間加/關(guān)閉）。三個按鍵一端接地，另一端通過10K電阻接+5V后分別接入單片機的P3.2、P3.3、P3.4引腳。

2.3液晶顯示模塊

系統(tǒng)采用LCD1602液晶顯示器將當(dāng)前時間、定時時間和工作模式等信息在顯示器上顯示出來，使用單片機的P0口及P2.0-P2.2口控制液晶顯示。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計

系統(tǒng)程序設(shè)計采用模塊化程序設(shè)計，包括主程序，按鍵控制子程序、智能模式子程序、定時模式子程序、遠程控制模式子程序、手動模式子程序、時鐘控制及液晶顯示子程序等。其中主程序流程圖如圖3

4系統(tǒng)仿真及實物演示

本系統(tǒng)在proteus環(huán)境下進行了仿真并進行系統(tǒng)實物制作，具體如下圖4和圖5：

5結(jié)論

本設(shè)計實現(xiàn)的智能照明系統(tǒng)可以根據(jù)環(huán)境光線的變化自動調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)，可以定時控制和遠程控制實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的有效管理，提高了照明系統(tǒng)的智能化程度，最大限度地節(jié)約電能。測試結(jié)果表明，本系統(tǒng)工作穩(wěn)定，運行效果良好，可擴展性強。

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作者簡介：

孫仲鍇，男，（1995-），信息與控制工程學(xué)院在讀學(xué)生；

佟慧艷，女，（1978-），講師，研究方向：智能儀器與儀表；

陳斌，男，（1994-），信息與控制工程學(xué)院在讀學(xué)生；

蔣庚原，男，（1996-），信息與控制工程學(xué)院在讀學(xué)生。endprint