基于单片机的教室灯光自动控制器的毕业设计.doc

目 录 摘要及关键词 1 1.引言 1 2.系统实现的主要功能 1 2.1自动模式 1 2.2延时模式 2 3.自动检测功能实现方案分析 2 4.系统主要硬件电路设计 2 4.1系统硬件组成 2 4.2中央控制模块 3 4.3液晶显示电路 4 4.4系统供电电路 5 4.5数据采集电路 6 4.6人体存在信号采集电路 7 4.7系统时钟电路 8 4.8继电器驱动电路 10 4.9超时报警电路 11 4.10按键控制电 12 4.11系统看门狗电路 13 5 控制模块软件设计 15 5.1系统监控主程序模块 15 5.2系统自检初始化 16 5.3定时中断处理设计 17 5.4数据采集软件的实现 17 5.5数据输入输出 18 5.6时钟程序设计 19 6结束语 22 参考文献 23 致 谢 25  基于单片机的教室灯光自动控制器 李庆滨 （德州学院物电学院，山东德州 253023） 摘 要 为有效利用教室灯光、节约能源，设计了以单片机为控制核心的教室灯光控制系统，能根据学校作息时间、光照情况自动调节教室灯光的打开或关闭。调试结果证明该系统具有很好的人机交互界面能对教室灯光进行智能控制，且电路简单，节约能源，可移植性好。也可用于图书馆、会议室、办公等场所，具有很好的实际应用价值和广泛的应用空间。 关键词： 实时控制； 单片机； 灯光控制； 光敏传感器； 节约能源 1 引言 随着社会经济和科学技术的发展，人们的生活水平也不断提高，导致用电负荷的加剧，能源缺乏已成为世界所面临的严峻问题。而此问题对我国来说尤为严重。随着教室的扩建，教室照明的需求也越来越多，而教室照明的管理不到位，往往造成电能的巨大浪费，这样，提高教室用电效率就成为首要考虑的问题。目前对电灯的智能控制，国外已经开始采用，但对教室电灯的控制，尤其是我国教室电灯的智能控制尤为缺乏和不完善，依然是传统式的人工管理。教室不断扩建，教室的用电负荷不断加大，教室用电管理不善，造成学校电能浪费，经济损失，这种的浪费与当今的节约能源理相违背。并且，现代自动化程度不断提高，电灯的管理也在朝着自动化、智能化方向发展，于是，开发简便实用的教室电灯自动控系统便具有重要的现实意义[1]。 该电灯自动监测器的系统设计原理，提出了51系列单片机为核心，控制DS1302时钟芯片电路以及数码显示管、蜂鸣报警器的硬件设计和软件设计方案，该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。 2 系统实现的主要功能 教室电灯自动监测器可实现有效的教室电灯智能控制,结合学校的作息时间对教室电灯进行实时控制，达到方便和节约能源的目的。能自动关闭电灯及及时提醒教室内的同学关闭电源，同时为考虑到下课后仍有同学在教室内自习，必须进行延时关闭电灯，因此该系统存在两种模式：自动模式和延时模式 2.1 自动模式 系统复位默认工作在自动控制模式，模式是结合学校作息的时间段,在每节课下课一分钟后,发出报警提示音,提醒教室内的同学离开时关闭教室电灯电源。（即下课时间为10：00，报警提示音将在10：01分进行响起提示。）达到节约用电的效果。 发出报警提示音后，可以选择立即关闭、延时关闭、或不予理睬。当选择立即关闭时，人工切断电源，系统将不再作监测；当选择不予理睬时，系统报警提示音将会持续报警10分钟，并在10分钟后自动切断电源。（即下课时间为10：00，报警提示音将在10：01分进行响起提示，当选择不予理睬时，系统在10：11分自动切断电源。）若选择延时关闭，即进入到延时模式，通过报警提示音后的三种选择，体现了系统设计的灵活性。 2.2 延时模式 系统正常工作的情况下，通过按下延时按钮，就能对电灯进行延时模式的控制。系统考虑到下课后，同学因某种需求留在教室自习，那么必须延时系统对电灯的监测，直到教室无人后自动关闭电灯。假设下课时间为10：00，报警提示音将在10：01分进行响起提示，当选择延时关闭模式后，系统会一直监测教室内的人数，若发现无人后即自动关闭电源。（进入教室与走出教室人数的监测，将由按钮模拟人数进入和走出进行加或减。） 3自动监测功能实现方案分析 所研制的监测器以结合学校作息时间和教室进出人数作为监测器的主要监测参数。可以实现自动模式与延时控制相兼容。在正常上课作息时间段内，设定相应的下课报警提示音,提醒学生及时关闭电源；在考虑到学生大意并不予理睬报警提示音时，将延时一定时间后关灯。同时，还要按考虑下课后仍有学生留下自习来控制，若还有人存在，则进入延时模式运行，改用按钮加减人数手动控制，以解决因特殊情况下，