基于单片机智能照明系统主控制器的设计.doc

湖北省高等教育自学考试毕业论文 基于单片机智能 照明系统主控制器的设计 主考院校：武汉大学 专 业：电子工程 指导老师：谷瑜青老师 考生姓名：何 贤 云 准考证号：010812301508 2017年2月28日  摘 要 随着社会的进步,照明系统的人性化，智能化，节约化显得尤为重要，既适合了人类的需求，又响应了国家的绿色经济发展战略，随着国家提倡低碳经济的发展，公共场所照明系统的改进显得尤为重要，节能和智能科技变为主题，近年来，随着科技的进步，人们对照明灯具节能和科学化管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要，现在引入绿色照明的概念，所以更应营造一个舒适的视觉环境来减少光污染，照明已经成为直接影响工作效率的主要因素之一，因此，越来越引起人们的高度重视，做好照明设计，加强照明控制设计，智能照明系统充分利用电子技术、通信技术和计算机网络技术将各种照明器具有机的连接在一起，实现有效的管理和控制。智能照明系统正是21世纪的趋势之一。系统中的智能灯光节点能够根据外界光强自适应调整自身灯光亮度，周期性采集室内光强、有无人进出等环境信息，并及时响应用户的控制命令。随着LED性能的不断改善和价格的不断降低，高亮度LED取代传统光源应用于通用照明是未来的发展趋势。设计了一套基于单片机MCU控制的LED智能照明系统，LED采用恒流驱动，PWM调光方式。其中光强度传感器使得LED能够根据环境需要自动调节自身亮度声控开关方便操作。详细给出了各个部分的设计。实验表明，系统长时间运行稳定，高效节能，白光质量好，适用于公共场所通用照明，针对传统照明系统布线麻烦、节能效果差等缺点。本文设计的照明系统通过动态侍感器、照度传感器、通讯装置等使得照明变得更加智能、人性化：有效节省了电费与管理费用。 关键词：智能化 人性化节能 绿色高亮度 LED PWM 调光 目 录 摘 要 I 第1章 绪 论 3 1.1 课题研究背景意义 3 1.2 国内外发展现状 3 1.3 文本所作的工作 3 1.3.1 节能方面作的工作 3 1.3.2 改善工作环境与提高工作效率作的工作 4 第2章 系统设计 5 2.1 系统的功能和指标 5 2.2 核心器件的比较与选型 5 2.2.1 单片机选择 5 2.2.2 光照检测方式 6 2.2.3 声控开关检测方式 7 2.2.4 LED的调光控制 8 第3章 硬件设计 11 3.1 单片机中的各个小系统介绍 11 3.1.1 AT89C51引脚介绍 11 3.1.2 CPU时钟电路 12 3.1.3 复位电路 13 3.2 光信号取样电路设计 13 3.2.1仪表放大器的结构及使用 14 3.2.2 OP07的介绍及应用 15 3.2.3 TLC3545的介绍及应用 17 3.3 声音信号采集电路 19 3.3.1 声音信号放大原理 19 3.3.2 CD4051的介绍及应用 20 3.4 LED驱动电路 21 3.4.1 LED供电电源 21 3.4.2 LED驱动电路 21 3.5 键盘电路设计 22 3.5.1键盘的作用 22 3.5.2键盘电路及其说明 22 3.5.3键盘功能说明 23 3.5.4 键盘的机械抖动 23 第4章 软件设计 25 4.1 系统流程图 25 4.2 仿真环境介绍 28 4.3.1 Keil介绍 28 第5章 总结与展望 29 参考文献 31 谢 辞 32 绪 论 课题研究背景意义 随着计算机网络、通信、控制等技术的发展,智能建筑的发展越来越迅猛。现代化建筑中的楼宇自控设备和不同功能的系统越来越多, 越来越复杂，目前，国内大多数智能建筑存在效率低、能耗高的现象。就智能建筑的照明系统来说，许多地方的灯经常是从早到晚开着的，不管这些房间或楼道是否有人，也不管有多少人。无论何种建筑, 也不论该建筑的智能化程度有多高, 照明控制一直在其楼宇自控系统中占据十分重要的位置。我们用智能照明系统主控制器，实现照明的人性化，个性化，LED大大降低了系统的开发难度、组成成本, 缩短了开发周期。该系统投资少、功能强、可靠性高、便于扩展, 特别适合大型的智能办公大厦对灯光设备的控制需要。在市场上具有强劲的竞争力。 1.2 国内外发展现状 目前，国内大多数智能建筑存在效率低、能耗高的现象。就智能建筑的照明系统来说，许多地方的灯经常是从早到晚开着的，不管这些房间或楼道是否有人，也不管有多少人。无论何种建筑, 也不论该建筑的智能化程度有多高, 照明控制一直在其楼宇自控系统中占据十分重要的位置。现代照明