基于STC89C52的感應光控燈以及窗簾控制系統(tǒng)設計
2014-06-26 15:36:00王艷曹海龍
新媒體研究 2014年10期
王艷+曹海龍
摘 要 本設計是以STC89C52為控制核心實現(xiàn)光控燈及窗簾的一種方法，結合系統(tǒng)的軟件與硬件設計。并給出了關鍵功能部分的電路圖、程序。此設計通過光敏電阻感應周圍環(huán)境的光照強度，根據(jù)光照強度的強弱自動打開照明系統(tǒng)的盞數(shù)并控制窗簾的上升與下降；本方案還設置了選擇手動開關，用戶可以任意選擇自動或手動方式。實際應用表明，該系統(tǒng)設計成本低，穩(wěn)定性比較高，有較好的市場應用前景。
關鍵詞 STC89C52單片機；光敏傳感器；模數(shù)轉換電路；繼電器；電機；窗簾
中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0024-02
隨著人們生活水平的提高，人們對家庭生活的舒適度要求越來越高，智能化的概念被引進現(xiàn)代家居系統(tǒng)。人們對節(jié)能和科學生活方式提出了更高的要求，使得控制在智能化領域的地位越來越重要。感應光控燈是指依據(jù)光的強弱來調節(jié)室內燈光的強弱，而智能窗簾是通過對光照強弱的判斷來控制窗簾的閉合。與普通室內燈相比，智能光控燈更具適合現(xiàn)代化家庭使用的優(yōu)越性條件與功能，既節(jié)能省電又安全實用，極具有待研究的潛力；智能窗簾打破了傳統(tǒng)人手動控制的局限性與不方便性，除了在功能上的創(chuàng)新還賦予了其裝飾點綴的效果。
此系統(tǒng)能用于現(xiàn)有照明系統(tǒng)的改造，實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的人性化智能管理，提高用電效率；實現(xiàn)自動、手動燈光控制、窗簾控制相兼容，以降低成本；通過反復試驗和改進，最終達到可靠性、實用性、推廣性較好的要求。
1 系統(tǒng)概述
本設計由STC89C52單片機為控制芯片，光敏傳感器采集到的光照信號經ADC0808模數(shù)轉換芯片轉換成數(shù)字信號后，STC89C52對此數(shù)字信號范圍進行四級控制處理。主控制芯片由于輸出電流比較小，無法驅動大功率的照明系統(tǒng)或直流電機，因此控制芯片通過控制繼電器來實現(xiàn)三盞燈全部亮，窗簾打開；兩盞燈亮；一盞燈亮以及所有燈都不亮，窗簾關閉四種情況。同時，考慮用戶傳統(tǒng)習慣，本設計還設置了手動開關，用戶可以根據(jù)自己需要手動控制燈的盞數(shù)及窗簾的上升或下降。
2 系統(tǒng)硬件電路設計
本設計硬件系統(tǒng)包括輸入部分、控制部分、輸出部分。主要電路圖如圖1、圖2。
圖1 輸入模塊
圖2 輸出模塊
本設計基于單片機的硬件電路主要包含輸入模塊和輸出模塊兩部分，輸入模塊即光線采集模塊、ADC0808模數(shù)轉換模塊以及手動按鈕模塊。光線采集模塊采集光照信號，此信號是模擬信號，經模數(shù)轉換電路轉換成相應大小的數(shù)字信號，單片機控制模塊對此數(shù)字信號進行控制處理，分為四級控制。手動按鈕模塊可以實現(xiàn)手動控制照明系統(tǒng)的開啟或窗簾升降
輸出模塊由繼電器控制照明系統(tǒng)和電機，根據(jù)單片機的控制處理實現(xiàn)開啟照明系統(tǒng)的盞數(shù)以及電機的正反轉控制窗簾的上升與下降。
3 系統(tǒng)軟件設計
系統(tǒng)軟件主要實現(xiàn)智能光控燈及窗簾、手動按鈕控制兩大功能，本設計采用C語言編程，經編譯軟件編譯生成hex目標文件，通過燒錄軟件燒錄進控制芯片STC89C52中，從而控制整個硬件電路的運行。
程序設計：
1）光控程序（包含ADC0808轉換芯片轉換信號程序以及單片機對信號處理的程序）。
ADC0808模數(shù)轉換芯片將采集到的光照信號轉變?yōu)橄鄳笮〉臄?shù)字信號，單片機根據(jù)此數(shù)字信號的大小劃分四個范圍，每一范圍對應一種燈及窗簾的狀態(tài)。主要程序如下：
void time_init（void）
{ST=0； OE=0；ET0=1；EA=1；TMOD=0x02；TH0=216；TL0=216； TR0=1；}
void t0（void） interrupt 1 using 0
{ CLK=～CLK；}
void main（）
{while（1）
{if（change==0）
{delay（5）；
if（change==0）
change_flag=1；
while（！change）；}
if（change_flag==1）
{ time_init（）；
ST=1；ST=0；
while（1）
{if（EOC==1）
{ OE=1； _nop_（）；_nop_（）；_nop_（）；dat=P1；
_nop_（）； _nop_（）；_nop_（）；OE=0；_nop_（）；
_nop_（）；_nop_（）；_nop_（）；_nop_（）； _nop_（）；
_nop_（）； _nop_（）；ST=1；_nop_（）；_nop_（）；
_nop_（）； _nop_（）；_nop_（）； ST=0；delayms（20）；
x=dat；
{if（x>=0&&x<76） {led1=0；led2=0；led3=0；K1=1；K2=0；}
if（x>=76&&x<130） {led1=0；led2=1；led3=0；K1=0；K2=0；}
if（x>=130&&x<160） {led1=1；led2=1；led3=0；K1=0；K2=0；}
if（x>=160&&x<255） {led1=1；led2=1；led3=1；K1=0；K2=1；}}}}
2）手動程序。
當天氣情況不好或者用戶需要手動打開燈時，只要將連接在P3^2端口的按鈕按下，并配合key1按鈕，第一次按key1按鈕，所有燈不亮，窗簾上升；第二次按key1按鈕，一盞燈亮；第三次按key1按鈕，兩盞燈亮；第四次按key1按鈕，所有燈都亮，并且窗簾下降。主要程序如下：endprint
{ { if（key1==0）
{ delay（5）；
if（key1==0）
{ while（！key1）；
num++；
if（num==1）
{ led1=led2=led3=1；K1=1；K2=0；
for（shan=0；shan<100；shan++）
{delay（100）；} K1=0；K2=0； }
if（num==2）{led1=1；led2=led3=0；}
if（num==3） {led1=0；led2=led3=1；}
if（num==4）{ num=0；led1=led2=led3=0；K1=0；K2=1；
for（shan=0；shan<100；shan++）
{delay（100）；}K1=0；K2=0； }}}}
4 結束語
由于使用的是高效單片機作為核心的控制系統(tǒng)， 靈敏度和精度較高的A/D轉換模塊，以及穩(wěn)定度和可靠性比較高的繼電器模塊使本設計具有精度高、靈敏度強、性能可靠、電路簡單、成本低的特點，完全可以成為改造家庭照明系統(tǒng)的首選方案，隨著單片機的日益發(fā)展，它必將在未來顯示出更大的活力，為電子設計增加更多精彩，為人們的日常生活提供更多便利，為節(jié)能環(huán)保作出更大貢獻。
參考文獻
[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2003：345-362.
[2]潘永雄，沙河，劉向陽.電子線路CAD實用教程[M].西安：西安電子科技大學出版社，2001：13-118.
[3]張毅剛，彭喜源，譚曉昀，曲春波.MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997：53-61.
[4]劉騁.高頻電子技術[M].北京：人民郵電出版社，2005.
[5]譚浩強.C程序設計教程[M].北京：清華大學出版社，2007.
[6]蘇士美.模擬電子技術[M].北京：人民郵電出版社，2005.
作者簡介
王艷（1986-），女，漢族，山東臨沂費縣人，助教，研究方向：電路與系統(tǒng)。
曹海龍（1991-），男，漢族，陜西寶雞人，通信工程專業(yè)，學生。endprint
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{ delay（5）；
if（key1==0）
{ while（！key1）；
num++；
if（num==1）
{ led1=led2=led3=1；K1=1；K2=0；
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if（num==3） {led1=0；led2=led3=1；}
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4 結束語
由于使用的是高效單片機作為核心的控制系統(tǒng)， 靈敏度和精度較高的A/D轉換模塊，以及穩(wěn)定度和可靠性比較高的繼電器模塊使本設計具有精度高、靈敏度強、性能可靠、電路簡單、成本低的特點，完全可以成為改造家庭照明系統(tǒng)的首選方案，隨著單片機的日益發(fā)展，它必將在未來顯示出更大的活力，為電子設計增加更多精彩，為人們的日常生活提供更多便利，為節(jié)能環(huán)保作出更大貢獻。
參考文獻
[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2003：345-362.
[2]潘永雄，沙河，劉向陽.電子線路CAD實用教程[M].西安：西安電子科技大學出版社，2001：13-118.
[3]張毅剛，彭喜源，譚曉昀，曲春波.MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997：53-61.
[4]劉騁.高頻電子技術[M].北京：人民郵電出版社，2005.
[5]譚浩強.C程序設計教程[M].北京：清華大學出版社，2007.
[6]蘇士美.模擬電子技術[M].北京：人民郵電出版社，2005.
作者簡介
王艷（1986-），女，漢族，山東臨沂費縣人，助教，研究方向：電路與系統(tǒng)。
曹海龍（1991-），男，漢族，陜西寶雞人，通信工程專業(yè)，學生。endprint
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4 結束語
由于使用的是高效單片機作為核心的控制系統(tǒng)， 靈敏度和精度較高的A/D轉換模塊，以及穩(wěn)定度和可靠性比較高的繼電器模塊使本設計具有精度高、靈敏度強、性能可靠、電路簡單、成本低的特點，完全可以成為改造家庭照明系統(tǒng)的首選方案，隨著單片機的日益發(fā)展，它必將在未來顯示出更大的活力，為電子設計增加更多精彩，為人們的日常生活提供更多便利，為節(jié)能環(huán)保作出更大貢獻。
參考文獻
[1]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2003：345-362.
[2]潘永雄，沙河，劉向陽.電子線路CAD實用教程[M].西安：西安電子科技大學出版社，2001：13-118.
[3]張毅剛，彭喜源，譚曉昀，曲春波.MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997：53-61.
[4]劉騁.高頻電子技術[M].北京：人民郵電出版社，2005.
[5]譚浩強.C程序設計教程[M].北京：清華大學出版社，2007.
[6]蘇士美.模擬電子技術[M].北京：人民郵電出版社，2005.
作者簡介
王艷（1986-），女，漢族，山東臨沂費縣人，助教，研究方向：電路與系統(tǒng)。
曹海龍（1991-），男，漢族，陜西寶雞人，通信工程專業(yè)，學生。endprint
