基于單片機照明節電系統設計

　　摘要：隨著我國城市化的快速推進，大量的人口涌進城市，如何有效的利用城市能源是我們面對的一大問題。本設計基于充分科學的利用電能的角度出發，提出了一種基于單片機照明節電系統。提出了本設計的總體方案，繪制系統總框圖。依據硬件電路相關配置和節電系統控制邏輯，完成系統主程序、中斷控制程序、照明控制驅動程序以及顯示程序的編制。

　　關鍵詞：STC89C51型單片機,人體紅外傳感器,光敏電阻

　　在現代生活中能源消耗越來越大，在日常工作學習過程中照明浪費現象比較普遍。本設計的總體功能是在白天或者說在光線充足的情況下，系統不啟動照明相關設備。當光線昏暗且有人進入的環境下，系統自動啟動相關照明設備，該照明控制系統可以根據人員的移動而自動開光相關照明設備。此控制系統主要控制手段是根據光照度傳感器和人體紅外感應傳感器等外界傳感器相關相關信息，做出自動開關照明系統的目的。從而能實現在無人的情況下關閉照明系統，有人的情況下開啟照明系統，做到節能減排的作用。

　　一、系統總體設計

　　(一)系統設計方案

　　應用STC89C52單片機進行電路控制，系統分為由光源強度檢測模塊、人體檢測模塊和光源開關模塊組成。51單片機根據兩個傳感模塊輸入的相關信息，對目前的光照環境和人員存在情況綜合判定，如果是有人員存在而且目前的光照環境較差，那么單片機輸出相關控制信號，驅動光源開關開啟照明系統;反之，如果光源充足和無人狀態下，那么單片機就不開啟相關電源開光，使得照明系統不啟動。

　　(二)系統設計

　　本系統以STC89C52單片機為控制核心，分為熱釋電傳感模塊、顯示模塊、光信號處理電路、照明驅動電路和單片機系統復位電路組成。

　　二、系統硬件電路設計

　　(一)硬件電路的設計原理

　　硬件電路基本要實現的是以STC89C52單片機為控制核心，接收光源強度檢測模塊、人體紅外熱釋電傳感器組成的人體檢測模塊相關信息，并對相關信息進行分析比較，做出相關控制指令，達到只能控制照明系統的目的。系統中還可以加入相關顯示模塊，進行當前環境狀態和照明系統狀態的實時顯示。這樣可以實現良好的人機交互功能，且起到節約電能的作用。

　　(三)光照檢測電路

　　經方案設計，光敏電阻選用GM5516可得出如下的電路圖。電源VCC接電源電路，經光敏電阻和分壓電阻到GND。因為光敏電阻GM5516在接受光照時近似導通，電阻阻值為五千歐姆到十千歐姆。它的基極電壓要小于0.3V，即光敏電阻分得的電壓要小于0.3V;在無光照時，即夜晚值守時GM5516暗電阻阻值約為500KΩ。要使三極管Q1工作，基極電壓至少為0.3V，即光敏電阻兩端的電位差至少也要大于0.3V，因此得出分壓電阻R1應選用阻值為100KΩ，功率為0.25W的色環電阻即可。

　　三、系統軟件設計

　　(一)主程序設計

　　本設計中的單片機主控制程序可分為系統主程序、中斷子程序和顯示子程序。系統主程序是整個照明控制程序的核心，主要完成單片機硬件系統初始化、各子程序參數配置、外部器件初始化等工作。

　　(二)顯示程序設計

　　本設計顯示程序分為兩部分：第一部分LCD1602驅動程序，完成液晶相關功能的初始化操作;第二部分為液晶顯示程序，顯示特定情況下的波形類型和頻率。驅動程序首先根據LCD1602時序進行使能，顯示模式設置，默認為0x38。顯示清屏，將上次的內容清除，默認為0x01。顯示功能設置0x0f為開顯示，顯示光標，光標閃爍;0x0c為開顯示，不顯光標，光標不閃設置初始化數據指針，是在讀指令的操作里進行的顯示行字符最后顯示自定義的波形圖案。

　　四、總結

　　根據本文的主要研究內容提出了本設計的總體方案，繪制系統總框圖。依據硬件電路相關配置和節電系統控制邏輯，完成系統主程序、中斷控制程序、照明控制驅動程序以及顯示程序的編制。

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　　電子論文投稿刊物：《電子設計工程》(半月刊)，中國科技核心期刊(科技論文統計源期刊)，創刊于1993年，原名《國外電子元器件》，主要介紹具有較高學術水平的、電子領域相關的理論、技術、方法的專業性技術期刊。

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