基于計算機與單片機通信的燈光控制系統

黃燕 李成勇

摘要：本文設計了一種基于計算機與單片機通信的燈光控制系統，本系統主要是以AT89C52單片機為核心，RS232是作為計算機端與單片機端的通信接口，繼電器箱作為一個智能控制開關，信號傳輸電纜主要用于單片機端與繼電器以及LED的連接線路，需要時，直接通過計算機端就能對燈光進行有效的控制。該系統具有可靠性高、靈活性和可操作性強等優點。

關鍵詞：AT89C52：RS232串口通信;繼電器;燈光控制

中圖分類號：TP368.1

文獻標識碼：A

文章編號：1672 - 9129（2018）12 - 0126 - 01

1 系統的整體設計思想

整個系統主要是由上位機、下位機、可控硅箱及連接電纜組成，對燈光進行智能化控制。下位機主要是指AT89C52單片機，功能是對繼電器進行控制。下位機會自動檢測環境中是否有人存在，并將檢測到的信息通過RS232傳輸到上位機。上位機就針對接收到的信息發出相應的指令，并通過RS232傳輸給下位機，下位機就執行相應的指令。另外人工也可以進行手動的控制下位機的繼電器來實現控制燈光開關的功能。

通過系統的上位機和下位機的功能進行分析，下位機主要有以下三個功能：第一、能接收和發送數據，進行實現與上位機進行數據交換;第二、可以對燈光進行控制;第三、能檢測到光照強度的信息。

上位機的功能主要有以下二個：第一、能發送與接收數據;第二、管理人員能夠通過按鍵來設定閥值。

2 單片機模塊

STC89C52是一種可編程Flash的存儲器，也是低功耗和高性能CMOS8位微控制器。此控制器采用了高密度非易失性存儲器技術，且能和工業80C51產品指令以及引腳實現完全兼容。Flash是能夠在程序存儲器的系統進行編程，還適用于常規的編程器。在單芯片上，具備靈巧的8位CPU和在線系統上可編程Flash，以致于STC89C52能在眾多的嵌入式控制應用系統中提供超高靈活、超有效的解決方案。

為什么本次實驗中不選用STC89C51系列單片機而選擇STC89C52 7

因為RAM 89c51是4K，但89c52是8K。RAM89c51是128字節，但89c52是256字節。就編程來說區別不大，主要是硬件資源的區別。RAM空間增大：AT89C51有128字節的內部RAM，AT89C52的內部RAM擴展為256字節。內部FLASH變大：AT89C51有4K字節的內部FLASH PERAM，而AT89C52的內部增加1倍達到8K。中斷源增加：AT89C52除了具備AT89C51的定時器/計數器TO和定時器/計數器Tl，還額外增加了一個定時器/計數器T2。

3 繼電器模塊

繼電器就是給控制部分輸入電能，并且轉化成磁能，當磁能量積累到一定的程度后，被控制的電路就會發生“有或無”或者是“通或斷”的變化的一種控制電器，一般來說，被叫做開關。但和一般的開關不同，它是按照控制邏輯設置實現智能化的控制，不需要人為手動去操作。

繼電器有三種基本形式：

動合型（常開）（H型）線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電后，兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。

動斷型（常閉）（D型）線圈不通電時兩觸點是閉合的，通電后兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。

轉換型（Z型）這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點，即中間是動觸點，上下各一個靜觸點。線圈不通電時，動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合，線圈通電后，動觸點就移動，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態，達到轉換的目的。這樣的觸點組稱為轉換觸點。用“轉”字的拼音字頭“z”表示。

當輸入量（激勵量）的變化達到規定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統（又稱輸入回路）和被控制系統（又稱輸出回路）之間的互動關系。

4 通訊接口模塊

通信接口（ communication interface）是指中央處理器與標準通信子系統之間的接口。比如：RS232，也稱作串口，是電腦機箱后方的9芯插座，旁邊一般有”10101”樣標識。

接口的信號內容：實際上RS -232 -C的25條引線中有許多是很少使用的，在計算機與終端通訊中一般只使用3 -9條引線。RS - 232 -C最常用的9條引線的信號。

接口的電氣特性：在RS -232 -C中任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系。即：邏輯“l”- 5- - 15V;邏輯“0”+5-+15V，噪聲容限為2V。要求接收器能識別低至+3V的信號作為邏輯“O”，高到-3V的信號作為邏輯“1”。

接口的物理結構：RS - 232 -C接口連接器一般使用型號為DB - 25的25芯插頭座，通常插頭在DCE端，插座在DTE端.一些設備與PC機連接的RS -232 -C接口，因為不使用對方的傳送控制信號，只需三條接口線，即“發送數據”、“接收數據”和“信號地”。所以采用DB -9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。

5 結束語

隨著社會高科技的不斷發展和多樣化，對燈光的要求自然也會有所提高，而傳統的燈光控制基本上就是通過手工操作，再根據現場的燈具情況來進行設計，這樣臨時的設計頭緒很復雜，條理也不一定清楚，更重要的是浪費設備以及電力資源，還不一定能達到預想的效果，修改也很不方便。若利用計算機來進行輔助控制，上面的那些問題就能輕易的解決，還能提高效率。

參考文獻：

[1]黃以華，廖世文，劉燕林，等.基于DMX512協議的LED燈具控制系統[J].照明工程學報.2015 （4）：48 -53.

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