基于STC89C52的感應光控燈以及窗簾控制系統設計
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為控制核心實現光控燈及窗簾的一種方法，結合系統的軟件與硬件設計。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境的光照強度，根據光照強度的強弱自動打開照明系統的盞數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，該系統設計成本低，穩定性比較高，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代家居系統。人們對節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光的強弱來調節室內燈光的強弱，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代化家庭使用的優越性條件與功能，既節能省電又安全實用，極具有待研究的潛力；智能窗簾打破了傳統人手動控制的局限性與不方便性，除了在功能上的創新還賦予了其裝飾點綴的效果。
此系統能用于現有照明系統的改造，實現對照明系統的人性化智能管理，提高用電效率；實現自動、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模數轉換芯片轉換成數字信號后，STC89C52對此數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或直流電機，因此控制芯片通過控制繼電器來實現三盞燈全部亮，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，考慮用戶傳統習慣，本設計還設置了手動開關，用戶可以根據自己需要手動控制燈的盞數及窗簾的上升或下降。
2 系統硬件電路設計
本設計硬件系統包括輸入部分、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，經模數轉換電路轉換成相應大小的數字信號，單片機控制模塊對此數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手動控制照明系統的開啟或窗簾升降
輸出模塊由繼電器控制照明系統和電機，根據單片機的控制處理實現開啟照明系統的盞數以及電機的正反轉控制窗簾的上升與下降。
3 系統軟件設計
系統軟件主要實現智能光控燈及窗簾、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模數轉換芯片將采集到的光照信號轉變為相應大小的數字信號，單片機根據此數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。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， 靈敏度和精度較高的A/D轉換模塊，以及穩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的首選方案，隨著單片機的日益發展，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，為節能環保作出更大貢獻。
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。
曹海龍（1991-），男，漢族，陜西寶雞人，通信工程專業，學生。endprint
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if（num==3） {led1=0；led2=led3=1；}
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for（shan=0；shan<100；shan++）
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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， 靈敏度和精度較高的A/D轉換模塊，以及穩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的首選方案，隨著單片機的日益發展，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，為節能環保作出更大貢獻。
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。
曹海龍（1991-），男，漢族，陜西寶雞人，通信工程專業，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， 靈敏度和精度較高的A/D轉換模塊，以及穩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的首選方案，隨著單片機的日益發展，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，為節能環保作出更大貢獻。
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。
曹海龍（1991-），男，漢族，陜西寶雞人，通信工程專業，學生。endprint
