基于单片机的节能照明控制系统设计与实现.doc

西安航空职业技术学院西安航空职业技术学院 毕毕 业业 设设 计 论计 论 文 文 论文题目 论文题目 基于单片机的节能照明控制系统设计与实现基于单片机的节能照明控制系统设计与实现 所属学院 所属学院 指导老师 指导老师 职职 称 称 学生姓名 学生姓名 班级 学号班级 学号 专专 业 业 西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院制 2016 年 1 月 10 日 西安航空职业技术学院西安航空职业技术学院 毕业设计 论文 任务书毕业设计 论文 任务书 题目 基于单片机的节能照明控制系统设计与实现题目 基于单片机的节能照明控制系统设计与实现 任务与要求 任务与要求 1 1 白天自然光充足时 照明设备不启动 白天自然光充足时 照明设备不启动 2 2 自然光不充足时 会根据人所处的位置 开启该位置的照明设备 自然光不充足时 会根据人所处的位置 开启该位置的照明设备 3 3 若人在室内走动 则会依次点亮其行走路径上的照明设备 若人在室内走动 则会依次点亮其行走路径上的照明设备 4 4 当人离开时 则关闭该处的照明设备 当人离开时 则关闭该处的照明设备 时间 时间 2015 年 11 月 01 日 至 2015 年 12 月 30 日 共 8 周 所属学院 所属学院 学生姓名 学生姓名 学学 号 号 专业 专业 指导单位或教研室 指导单位或教研室 指导教师 指导教师 职职 称 称 西安航空职业技术学院制西安航空职业技术学院制 2016 年 1 月 10 日 毕业设计毕业设计 论文论文 进度计划表进度计划表 日日 期期工工 作作 内内 容容执执 行行 情情 况况 指导教师指导教师 签签 字字 2015 11 1 2015 11 7 收集和查阅相关资料 对 论文进行详细了解与分析 完成 2015 11 8 2015 11 15 理清论文思路并与指导老 师交流 完成 2015 11 16 2015 11 20 开始论文编写并构建论文 基本框架 完成 2015 11 21 2015 11 26 查阅资料 认真思考创作 形成论文大纲 完成 2015 11 27 2015 12 3 3 分析资料 对论文进行完 善形成初稿 完成 2015 12 4 2015 12 10 将形成的初稿 进行中期 检查 修改论文 完成 2015 12 11 2015 12 17 提交论文终稿 装订成册 上交学院 同时为毕业论 文答辩做好准备 完成 教师对进度计教师对进度计 划实施情况评划实施情况评 价价 指导教师签名 指导教师签名 年年 月月 日日 本表作评定学生平时成绩的依据之一 基于单片机的节能照明控制系统的设计与实现基于单片机的节能照明控制系统的设计与实现 摘要 随着电子技术的飞速发展 基于单片机的控制系统已广泛应用于工业 农 业 电力 电子 智能楼宇等行业 微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与 核心 代替了传统的控制系统的常规电子线路 楼宇智能化的发展与成熟 也 为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础 本文介绍了基于单片机 STC89C52 的室内灯光控制系统及其原理 提出了有 效的节能控制方法 该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术 利用多参数来实现对室内照明的控制 单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭 通过光照检测电路对照 明设备周边亮度进行检测 如果亮度不够则单片机同时检测 BISS0001 芯片是否 采集到了人体热释电传感信号 根据有无人体热释电传感信号单片机立刻控制 照明设备打开或关闭 从而实现照明控制 以达到节能的目的 关键词 关键词 单片机 传感器 照明控制 节能控制 BISS0001 The Control System for Intelligent Lighting Based on Single chip Microcomputer Abstract With the rapid development of electronic technology the system of control based on Single chip Microcomputer is widely applied in industry agriculture electric power electron intelligent building and so on Microcomputer as the subject and core of the embedded system of control replaces the traditional system electronic circuit At the same time the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single chip microcomputer In this paper the Indoor Lighting Control System Based on STC89C52 and its principle are introduced Some effective and energy saving control strategys of lighting system are brought forward The current system uses a relatively mature sensor technology and computer control technology using multi parameter to achieve the indoor lighting control Microcomputer controls lighting equipment open or closed by the relay through the light detection circuit for lighting equipment testing if surrounding brightness is not enough then microcomputer detect the BISS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals according to whether have pyroelectric sensing signals microcontroller redirected immediately control lighting equipment open or closed in order to achieve lighting controls to sava energy KEY WORD microcontroller sensor lighting control energy saving BISS0001 目目 录录 1 1 课题研究的意义课题研究的意义 1 1 1 国内外研究现状 1 1 2 系统研究的意义 2 2 系统设计方案系统设计方案 3 2 1 设计要求 3 2 2 系统设计 3 2 3 功能描述 3 2 4 系统硬件电路框图 4 3 系统硬件电路设计系统硬件电路设计 5 3 1 STC89C52 单片机介绍 5 3 2 光照检测电路 5 3 2 1光敏电阻的功能描述 5 3 2 2光照检测电路 5 3 3 热释电红外传感器模块 6 3 3 1功能描述 7 3 3 2热释电模块检测原理 7 3 3 3信号处理电路 8 3 4 时间显示电路 9 3 4 1显示器1602介绍 9 3 4 2 DS1302电路 11 3 5 输出控制电路 11 3 6 电源模块 12 3 7 复位电路 12 4 软件设计软件设计 14 4 1 软件设计流程图 14 4 2 仿真环境介绍 15 4 2 1Keil介绍 15 4 2 2Proteus介绍 15 4 3 逻辑控制 15 结束语 19 参考文献 20 1 1 课题研究的意义课题研究的意义 随着社会的发展 人们对生活质量的要求越来越高 为方便生活人们越来 越多的在各个场所引入照明设备 照明在能耗中所占的比例日益增加 为了达 到方便生活的目的 这些照明设备有时会彻夜开着 从而造成了大量电力能源 的浪费 据统计 在楼宇能量消耗中 仅照明就占 33 因此照明节能日显重 要 近年来 人们对照明的要求也越来越高 传统的手动照明控制系统技术受 到了时代的强烈冲击 智能照明技术随之出现 并迅速地向前发展 一般来说 手动控制系统指的是个人通过按钮的切换 旋转 揿动或遥控器和其他途径执 行操作的单一开关或一组开关和调光装置构成的系统 小规模情况下 的确具 有成本低廉的优点 但随着照明系统规模的扩大 手动控制将失去其成本上的 效益 此外 不需要照明时 是否关灯完全决定于人为因素 难免浪费电力增 大能耗 照明范围越大 问题尤其严重 智能照明控制系统指的是用计算机技 术以及其它辅助手段 对电力照明进行自动控制 提供合适的照明光环境的同 时减少照明系统电能消耗和其它相关费用 智能照明控制系统和手动照明控制 系统相比具有很多优点 包括创造环境气氛 提高工作效率 良好的节能效果 改善工作环境 延长光源寿命 管理维护方便等 相对智能照明控制系统而言 传统控制方式简单 有效 直观 但它过多 依赖控制者的个人能力 控制相对分散和无法有效管理 其实时性和自动化程 度太低 正因为此 照明的智能自动化研究有着极其有重要的意义 1 11 1 国内外研究现状国内外研究现状 我国的照明节能标准从 1996 年开始实施中国绿色照明工程以后 得到了 社会各界和国际社会的广泛关注和支持 在各地区有关部门 单位和企业的共 同努力下以及联合国开发计划署和全球环境基金的积极参与和资助下开展的 通过这些年的研究取得显著成效 积累了丰富经验 改善了照明质量 节约了 照明用电 为建立优质高效 经济舒适 安全可靠的照明环境 促进社会经济 可持续发展发挥了积极作用 2 目前国内几种常见的照明控制系统有以下几种 1 Dynalite 智能照明控制系统 该系统主要由调光模块 开关模块 控制面板 液晶显示触摸屏 智能传 感器 编程插日 时钟管理器 手持式编程器和 PC 监控机等部件组成 采用 DyNet 网络连接 DyNet 是一个分布式智能化网络 使用 RS 485 通讯协议 2 C Bus 智能照明控制系统 C Bus系统是1994年由澳大利亚奇胜电气公司开发的 现已广泛用于很多 国家和地区 C Bus系统是一个二线制的总线型式的智能控制系统 主要用于对 照明系统的控制 也可用于消防等系统中的联动控制 3 ABB i bus EIB智能安装系统 EIB智能系统由总线 总线电源 智能传感器 光线传感器 模糊开关 时 间控制器 移动传感器 智能开关驱动器和其他智能元件 逻辑模块总线祸合 器 构成 它是典型的现场总线系统 每个元件就是一个节点 这些节点连接在 一根2芯双绞线介质的总线上 不分主从隶属关系实现相互之间的通讯从而实现 控制和被控制 美国九十年代处就开始致力于照明节能标准的研究工作 并且各州都制订 了相应的能耗限制标准 包括了居住 办公 商业 体育 交通运输 医院 学校等建筑 如 美国 建筑物能量标准 ASHRAE IESNA 90 1 1999 9 美国 2003 年国际节能标准的照明功率密度 加州能源委员会推荐照明功率密度 美国新建筑研究所的室内照明功率密度等 美国的照明能耗限制标准同样是采 用照明功率密度值 但对于不同类型的建筑根据其使用功能的不同 分别规定 了整栋建筑或逐个房间照明功率密度限制值 2 1 21 2 系统研究的意义系统研究的意义 社会经济和科学技术的发展使得人们的生活水平也不断提高 导致用电负 荷的加剧 又由于世界性的能源危机 而此问题对我国来说尤为严重 随着各 类建筑空间的扩大 照明的需求也越来越多 而室内照明的管理不到位 往往 造成电能的巨大浪费 这样 提高室内用电效率就成为首要考虑的问题 目前对灯光的智能控制 国内外已经开始采用 但对室内灯光的控制 尤 其是我国室内灯光的智能控制尤为缺乏和不完善 依然是传统式的人工管理 各类大型建筑不断扩建 室内的用电负荷不断加大 再者 现代自动化程度不 断提高 计算机技术的普及 灯光的管理也在朝着自动化 智能化方向发展 例如搂道灯光的自动控制等等 所有这些使得室内灯光控制应该朝着智能的方 向发展 4 所以 开发简便 实用的室内灯光自动控制系统具有重要的现实意义 2 系统设计方案系统设计方案 2 12 1 设计要求设计要求 在一个尽可能大的环境 白天自然光充足时 照明设备不启动 自然光不 充足时 会根据人所处的位置 开启该位置的照明设备 若人在室内走动 则 会依次点亮其行走路径上的照明设备 当人离开时 则关闭该处的照明设备 系统的主要目的是对灯的开关状态进行控制 当光照检测模块和热释电红 外线传感器模块采集到光照强弱 室内是否有人等信息送到单片机端口 单片 机根据接收到的信息通过控制电路对照明设备进行开关操作 从而实现照明控 制 来达到节能的目的 2 22 2 系统设计系统设计 系统设计可分为硬件设计和软件设计两部分 根据我们需要实现的功能 合理选择元器件进行设计 为了制作出想要的电路板 硬件设计主要涉及到构 造原理图 并对原理图用 keil 软件进行仿真 这一步最为重要 它关系到实验 成功与否的关键 然后一旦仿真测试出我们想要的结果后 就可进行下一步原理图的绘制 软件设计部分 应该结合硬件电路所要实现的功能进行设计 主要针对光电检 测电路和热释电传感器输出信号进行处理 当光强的时候 系统对光照进行检 测 产生信号并处理控制灯的开关状态 科学管理灯光的亮与灭 达到节约用 电的目的 3 2 32 3 功能描述功能描述 本系统设计的智能照明系统的功能如下 1 首先通过热释电红外传感器探测室内是否有人 当人在移动时 热释电 传感器输出为高电平 没人的时候输出为低电平 电平值发送到单片机端口作 进一步判断 2 当有人在室内 就已经启动 启动后会通过光敏电阻自动检测室内环境 的光强 然后根据光敏传感器来检测光强 当室内光强大时 灯不会打开 当 光强不够时就打开照明 如果白天的亮度达到一定程度 就会自动关闭 因为 采用光强检测 所以不用考虑白天黑夜时间段的问题 只要室内光强不够 且 有人活动就会打开灯 所以即使是阴雨天都会根据实际光强来决定是否开灯 3 液晶显示屏可以显示系统的检测情况 当检测到室内有人走动的时候 会显示有人 否则显示无人 4 时间显示 即显示此刻的时间 2 42 4 系统硬件电路框图系统硬件电路框图 系统以单片微型计算机为核心外加多种接口电路组成 共有七个主要部分 STC89C52 芯片 光信号采集电路 人体信号采集电路 输出控制电路 时间 显示电路和复位电路 系统框图图 2 1 所示 图 2 1 系统硬件电路框图 3 系统硬件电路设计系统硬件电路设计 3 13 1 STC89C52STC89C52 单片机介绍单片机介绍 STC89C52 是 STC 公司生产的一种低功耗 高性能 CMOS8 位微控制器 具有 8K 字节的在系统可编程 Flash 存储器 STC89C52 使用经典的 MCS 51 内核 但做了很多的改进使得芯片具有传统 51 单片机不具备的功能 在单芯片 上 拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash 使得 STC89C52 为众多嵌 入式控制应用系统提供高灵活 超有效的解决方案 具有以下标准功能 8K 字 节 Flash 512 字节 RAM 32 位 I O 口线 看门狗定时器 内置 4KB EEPROM MAX810 复位电路 3 个 16 位定时器 计数器 4 个外部中断 一 个 7 向量 4 级中断结构 兼容传统 51 的 5 向量 2 级中断结构 全双工串行口 另外 STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作 支持 2 种软件可选择节电模式 空闲模式下 CPU 停止工作 允许 RAM 定时器 计数器 串口 中断继续工 作 掉电保护方式下 RAM 内容被保存 振荡器被冻结 单片机一切工作停止 直到下一个中断或硬件复位为止 最高运作频率 35MHz 6T 12T 可选 5 3 23 2 光照检测电路光照检测电路 3 2 1 光敏电阻的功能描述光敏电阻的功能描述 光敏电阻器一般用于光的测量 光的控制和光电转换 将光的变化转换为 电的变化 常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器 它是由半导体材料制成的 光敏电阻器的阻值随入射光线 可见光 的强弱变化而变化 在黑暗条件下 它的阻值 暗阻 可达 1 10M 欧 在强光条件 100LX 下 它阻值 亮阻 仅有几千甚至数百欧姆 3 2 2 光照检测电路光照检测电路 继电器是一种根据电量 电压 电流等 或者根据非电量 温度 时间 转速 压力 等信号的变化带动触点动作 来接通或者断开所控制的电路或者 电器 以实现自动控制和保护电路或者电器设备的电器 光照检测电路如图 3 2 所示 通过用万用表测量 可以知道 当有光照的 时候光敏电阻的大小为 1 8K 光照不强的时候为 2 2K LM324 可以当做比较 器使用 当有光照的时候 电阻 R2 分得比较大的电压 使得 1 脚输出为低 此时三极管处于截止状态 继电器不闭合 当没有光照的时候 光敏电阻阻值 较大 分压大于 R2 所以 1 脚输出为高电平 继电器闭合 图 3 1 光照检测电路 3 33 3 热释电红外传感器模块热释电红外传感器模块 3 3 1 功能描述功能描述 1 全自动感应 人进入其感应范围则输出高电平 人离开感应范围则自动 延时关闭高电平 输出低电平 2 可设置光敏控制 白天或光线强时不感应 3 温度补偿 在夏天当环境温度升高至 30 32 探测距离稍变短 温 度补偿可作一定的性能补偿 4 两种触发方式 可跳线选择 a 不可重复触发方式 即感应输出高电平后 延时时间段一结束 输出将 自动从高电平变成低电平 b 可重复触发方式 即感应输出高电平后 在延时时间段内 如果有人体 在其感应范围活动 其输出将一直保持高电平 直到人离开后才延时将高电平 变为低电平 感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段 并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点 5 具有感应封锁时间 默认设置 2 5S 封锁时间 感应模块在每一次感应 输出后 高电平变成低电平 可以紧跟着设置一个封锁时间段 在此时间段内 感应器不接受任何感应信号 此功能可以实现 感应输出时间 和 封锁时间 两者的间隔工作 可应用于间隔探测产品 同时此功能可有效抑制负载切换过 程中产生的各种干扰 此时间可设置在零点几秒 几十秒钟 8 6 工作电压范围宽 默认工作电压 DC4 5V 20V 7 输出高电平信号 可方便与各类电路实现对接 3 3 2 热释电模块检测原理热释电模块检测原理 热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线 并将其转变 为电压信号 热释电传感器具有成本低 不需要用红外线或电磁波等发射源 灵敏度高 可流动安装等特点 实际使用时 在热释电传感器前需安装菲涅尔 透镜 这样可大大提高接收灵敏度 增加检测距离及范围 实验证明 热释电 红外传感器若不加菲涅尔透镜 则其检测距离仅为 2m 左右 而配上菲涅尔透 镜后 其检测距离可增加到 10m 以上 由于热释电传感器输出的信号变化缓慢 幅值小 小于 1mV 不能直接作为照明系统的控制信号 因此传感器的输出信 号必须经过一个专门的信号处理电路 使得传感器输出信号的不规则波形转变 成适合于单片机处理的数字信号 3 根据以上要求 人体热释电检测电路组成 框图如图 3 2 所示 图 3 2 热释电组成框图 3 3 3 信号处理电路信号处理电路 本设计采用 BISS0001 来完成对热释电传感器输出信号的处理 它配以热 释电红外传感器和少量外接元器件就可构成被动式的热释电红外开关 报警用 人体热释电传感器等 它能自动快速开启各类白炽灯 荧光灯 蜂鸣器 自动 门 电风扇 烘干机和自动洗手池等装置 特别适用于企业 宾馆 商场 库 房及家庭的过道 走廊等敏感区域 或用于安全区域的自动灯光 照明和报警 系统 它主要由运算放大器 电压比较器 状态控制器 延迟时间定时器以及 封锁时间定时器等构成 BISS0001 的引脚图如图 3 3 所示 图 3 3 BISS0001 的引脚图 由 BISS0001 构成的信号处理电路如图 3 4 所示 图 3 4BISS0001 硬件电路图 图 3 4 中 运算放大器 OP1 将热释电红外传感器的输出信号作第一级放 大 然后由 C3 耦合给运算放大器 OP2 进行第二级放大 再经由电压比较器 COP1 和 COP2 构成的双向鉴幅器处理后 检出有效触发信号 Vs 去启动延迟 时间定时器 输出信号 Vo 经晶体管 T1 放大驱动继电器去接通负载 R3 为光 敏电阻 用来检测环境照度 当作为照明控制时 若环境较明亮 R3 的电阻值 会降低 使 9 脚的输入保持为低电平 从而封锁触发信号 Vs SW1 是工作方 式选择开关 当 SW1 与 1 端连通时 芯片处于可重复触发工作方式 当 SW1 与 2 端连通时 芯片则处于不可重复触发工作方式 输出延迟时间 Tx 由外部 的 R9 和 C7 的大小调整 值为 Tx 24576xR9C7 触发封锁时间 Ti 由外部的 R10 和 C6 的大小调整 值为 Ti 24xR10C6 3 43 4 时间显示电路时间显示电路 3 4 1 显示器显示器 1602 介绍介绍 1602 采用标准的 16 脚接口 其中 第 1 脚 VSS 为地电源 第 2 脚 VDD 接 5V 正电源 第 3 脚 V0 为液晶显示器对比度调整端 接正电源时对比度最弱 接地电 源时对比度最高 对比度过高时会产生 鬼影 使用时可以通过一个 10K 的 电位器调整对比度 第 4 脚 RS 为寄存器选择 高电平时选择数据寄存器 低电平时选择指 令寄存器 第 5 脚 R W 为读写信号线 高电平时进行读操作 低电平时进行写操作 当 RS 和 RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址 当 RS 为低电平 RW 为高电平时可以读忙信号 当 RS 为高电平 RW 为低电平时可以写入数据 第 6 脚 E 端为使能端 当 E 端由高电平跳变成低电平时 液晶模块执行 命令 第 7 14 脚 D0 D7 为 8 位双向数据线 第 15 脚 背光电源正极 第 16 脚 背光电源负极 1602 液晶模块内部的字符发生存储器 CGROM 已经存储了 160 个不同的 点阵字符图形 如表 1 所示 这些字符有 阿拉伯数字 英文字母的大小写 常用的符号 和日文假名等 每一个字符都有一个固定的代码 比如大写的英 文字母 A 的代码是 01000001B 41H 显示时模块把地址 41H 中的点阵字 符图形显示出来 我们就能看到字母 A 1602 显示程序如下 include 1602 h define uchar unsigned char define uint unsigned int void delay uint z uint x y for x z x 0 x for y 110 y 0 y void writecom uchar com lcdrs 0 P0 com delay 5 lcden 1 delay 5 lcden 0 void writedata uchar date lcdrs 1 P0 date delay 5 lcden 1 delay 5 lcden 0 void init1602 lcden 0 writecom 0 x38 writecom 0 x0c writecom 0 x06 writecom 0 x01 3 4 2 DS1302 电路电路 介绍美国 DALLAS 公司推出的具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟电 路 DS1302 的结构 工作原理及其在实时显示时间中的应用 它可以对年 月 日 周日 时 分 秒进行计时 且具有闰年补偿等多种功能 DS1302 的引脚排列 其中 VCC1 为后备电源 VCC2 为主电源 在主电源 关闭的情况下 也能保持时钟的连续运行 DS1302 由 VCC1 或 VCC2 两者中 的较大者供电 当 VCC2 大于 VCC1 0 2V 时 VCC2 给 DS1302 供电 当 VCC2 小于 VCC1 时 DS1302 由 VCC1 供电 X1 和 X2 是振荡源 外接 32 768kHz 晶振 RST 是复位 片选线 通过把 RST 输入驱动置高电平来启动 所有的数据传送 RST 输入有两种功能 首先 RST 接通控制逻辑 允许地址 命令序列送入移位寄存器 其次 RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手 段 当 RST 为高电平时 所有的数据传送被初始化 允许对 DS1302 进行操作 如果在传送过程中 RST 置为低电平 则会终止此次数据传送 I O 引脚变为高 阻态 上电运行时 在 VCC 2 5V 之前 RST 必须保持低电平 只有在 SCLK 为低电平时 才能将 RST 置为高电平 如下为时间显示电路图 图 3 5 DS1302 电路图 3 53 5 输出控制电路输出控制电路 输出控制电路使用一个发光二极管并串联限流电阻 用 5V 电源供电 另 一端接单片机端口 限流电阻作用为保护单片机和发光二极管 防止元器件或 者单片机过载 烧毁发光二极管或者单片机 当端口输出为低电平的时候 灯 亮 否则 灯不亮 图 3 6 输出部分电路图 3 63 6 电源模块电源模块 参照设计中使用的单片机各器件的电压参数 在满足电路能正常工作的同 时 并能保证本次设计功能的实现 本设计采用 5V 电压供电 可以完全满足 需求 电源模块的电路图如下 图 3 7 电源模块 3 73 7 复位电路复位电路 在含有控制器的电路系统中 都必须要有相应的复位电路 这样能够使系 统在上电后 很好地复位系统并使系统处于稳定的运行状态 一般简单的复位 电路可以采用 RC 复位 这种电路的稳定性一般 可靠性较高 复位电路如图 3 8 所示 图 3 8 复位电路 4 软件设计软件设计 4 14 1 软件设计流程图软件设计流程图 单片机硬件电路要实现它的功能 必须要使用程序来对它进行控制 软件 部分的主要任务是完成对光照检测电路和对热释电传感器信号处理电路的输出 信号进行处理 在光照较强时 系统继续对光照检测电路的输出状态进行检测 光照较弱时 系统对信号处理电路的输出状态 Vo 进行检测 若室内有人时 Vo 为高电平 系统控制照明设备点亮并按设定的时间进行延时 在延时时间内再 一次检测到有人时 则系统又按设定的时间进行延时 若在延时时间内检测到 室内无人时 则系统控制照明设备熄灭并重新对信号处理电路的输出状态 Vo 进行检测 3 根据本系统的设计要求 软件设计流程图如下 自然光是否充 是否有 人 Y N Y 设置延时时间 flag 1 点亮照明设 备 N 图 4 1 软件设计流程图 开始 4 24 2 仿真环境介绍仿真环境介绍 4 2 1Keil 介绍介绍 Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件 开发系统 与汇编语言相比 C 语言在功能上 结构性 可读性 可维护性上 有明显的优势 因而易学易用 Keil 提供了包括 C 编译器 宏汇编 连接器 库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案 通过一个集成开 发环境 uVision 将这些部分组合在一起 运行 Keil 软件需要 WIN98 NT WIN2000 WINXP 等操作系统 如果你使用 C 语言编程 那么 Keil 几乎就是你的不二之选 即使不使用 C 语言而仅用汇编语言编程 其方便 易用的集成环境 强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍 4 2 2Proteus 介绍介绍 Porteus 是一款集单片机仿真与 SPICE 分析于一身的 EDA 仿真软件 于 1989 年由英国 Labcenter Eletronice Ltd 研发成功 经过多年的发屏 现已成 为当前 EDA 性价比最高 性能最强的一款软件 Proteus 软件有十多年的历史 在全球广泛使用 除了其具有和其它 EDA 工具一样的原理布图 PCB 自动或人工布线及电路仿真的功能外 其最大的特 点是 Proteus VSM Virtual System Modelling 实现了混合模式的 SPICE 电路仿 真 它将虚拟仪器 高级图表仿真 微处理器软仿真器 第三方的编译器和调 试器等有机结合起来 在世界范围内第一次实现了在硬件物理模型搭建成功之 前 即可在计算机上完成原理图设计 电路分析与仿真 处理器代码调试及实 时仿真 系统测试 以及功能验证 12 Proteus 主要有两大部分组成 ISIS 原理图设计 仿真系统 它用于电路原理图的设计以及交互式仿 真 ARES 印制电路板设计系统 它主要用于印制电路板的设计 产生最 终的 PCB 文件 4 34 3 逻辑控制逻辑控制 室内照明控制系统根据环境因素来决定开关状态 当自然光很强的时候 不管有没有人 照明设备都不启动 当自然光很弱的时候 如果有人就打开照 明设备 没人就不开启 编写程序的时候 光照很强用逻辑 1 表示 无光照或光照较弱用逻辑 0 表 示 有人用逻辑 1 表示 无人用逻辑 0 表示 照明设备打开用逻辑 0 表示 照 明设备不打开 用逻辑 1 表示 根据上述要求 可以画出系统逻辑功能表如表 4 1 所示 转化成真值表如表 4 2 所示 表 4 1 系统逻辑 信号光照强度人体信号照明状态 强有关 强无关 弱有开 逻 辑 状 态 弱无关 表 4 2 系统逻辑真值表 照明控制程序如下 include include 1602 h define uint unsigned int sbit guang P3 0 sbit ren P2 0 sbit sc P2 7 照明设备端口 sbit kai P2 3 手动开关 uint num uchar code table YOU REN 显示有人 uchar code table1 WU REN 信号光照强度人体信号照明状态 111 101 010 逻 辑 状 态 001 void main init1602 while 1 if kai 0 sc 0 if kai 1 if guang 1 sc 1 if ren 1 writecom 0 x80 显示无人 for num 0 num 15 num writedata table num delay 5 delay 10000 else writecom 0 x80 显示有人 for num 0 num 14 num writedata table1 num delay 5 delay 10000 if guang 0 if ren 1 sc 0 writecom 0 x80 for num 0