基于单片机照明节电系统设计

　　摘要：随着我国城市化的快速推进，大量的人口涌进城市，如何有效的利用城市能源是我们面对的一大问题。本设计基于充分科学的利用电能的角度出发，提出了一种基于单片机照明节电系统。提出了本设计的总体方案，绘制系统总框图。依据硬件电路相关配置和节电系统控制逻辑，完成系统主程序、中断控制程序、照明控制驱动程序以及显示程序的编制。

　　关键词：STC89C51型单片机,人体红外传感器,光敏电阻

　　在现代生活中能源消耗越来越大，在日常工作学习过程中照明浪费现象比较普遍。本设计的总体功能是在白天或者说在光线充足的情况下，系统不启动照明相关设备。当光线昏暗且有人进入的环境下，系统自动启动相关照明设备，该照明控制系统可以根据人员的移动而自动开光相关照明设备。此控制系统主要控制手段是根据光照度传感器和人体红外感应传感器等外界传感器相关相关信息，做出自动开关照明系统的目的。从而能实现在无人的情况下关闭照明系统，有人的情况下开启照明系统，做到节能减排的作用。

　　一、系统总体设计

　　(一)系统设计方案

　　应用STC89C52单片机进行电路控制，系统分为由光源强度检测模块、人体检测模块和光源开关模块组成。51单片机根据两个传感模块输入的相关信息，对目前的光照环境和人员存在情况综合判定，如果是有人员存在而且目前的光照环境较差，那么单片机输出相关控制信号，驱动光源开关开启照明系统;反之，如果光源充足和无人状态下，那么单片机就不开启相关电源开光，使得照明系统不启动。

　　(二)系统设计

　　本系统以STC89C52单片机为控制核心，分为热释电传感模块、显示模块、光信号处理电路、照明驱动电路和单片机系统复位电路组成。

　　二、系统硬件电路设计

　　(一)硬件电路的设计原理

　　硬件电路基本要实现的是以STC89C52单片机为控制核心，接收光源强度检测模块、人体红外热释电传感器组成的人体检测模块相关信息，并对相关信息进行分析比较，做出相关控制指令，达到只能控制照明系统的目的。系统中还可以加入相关显示模块，进行当前环境状态和照明系统状态的实时显示。这样可以实现良好的人机交互功能，且起到节约电能的作用。

　　(三)光照检测电路

　　经方案设计，光敏电阻选用GM5516可得出如下的电路图。电源VCC接电源电路，经光敏电阻和分压电阻到GND。因为光敏电阻GM5516在接受光照时近似导通，电阻阻值为五千欧姆到十千欧姆。它的基极电压要小于0.3V，即光敏电阻分得的电压要小于0.3V;在无光照时，即夜晚值守时GM5516暗电阻阻值约为500KΩ。要使三极管Q1工作，基极电压至少为0.3V，即光敏电阻两端的电位差至少也要大于0.3V，因此得出分压电阻R1应选用阻值为100KΩ，功率为0.25W的色环电阻即可。

　　三、系统软件设计

　　(一)主程序设计

　　本设计中的单片机主控制程序可分为系统主程序、中断子程序和显示子程序。系统主程序是整个照明控制程序的核心，主要完成单片机硬件系统初始化、各子程序参数配置、外部器件初始化等工作。

　　(二)显示程序设计

　　本设计显示程序分为两部分：第一部分LCD1602驱动程序，完成液晶相关功能的初始化操作;第二部分为液晶显示程序，显示特定情况下的波形类型和频率。驱动程序首先根据LCD1602时序进行使能，显示模式设置，默认为0x38。显示清屏，将上次的内容清除，默认为0x01。显示功能设置0x0f为开显示，显示光标，光标闪烁;0x0c为开显示，不显光标，光标不闪设置初始化数据指针，是在读指令的操作里进行的显示行字符最后显示自定义的波形图案。

　　四、总结

　　根据本文的主要研究内容提出了本设计的总体方案，绘制系统总框图。依据硬件电路相关配置和节电系统控制逻辑，完成系统主程序、中断控制程序、照明控制驱动程序以及显示程序的编制。

　　参考文献

　　[1]何驰.新型智能场馆照明节电装置的研制[D].长春:长春工业大学,2011.

　　[2]王亚娟,江萍.基于组态王的办公楼电能系统的节能仿真[J].吉林建筑工程学院学报,2014,31(04):65-68.

　　[3]渠建兵,赵红东,王杨,卢伟.智能光伏节电照明系统设计[J].电子设计工程,2012,20(16):146-148.

　　电子论文投稿刊物：《电子设计工程》(半月刊)，中国科技核心期刊(科技论文统计源期刊)，创刊于1993年，原名《国外电子元器件》，主要介绍具有较高学术水平的、电子领域相关的理论、技术、方法的专业性技术期刊。

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