編號(hào):畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目智能燈光控制系統(tǒng)在現(xiàn)代家居中的應(yīng)用指導(dǎo)教師目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要及關(guān)鍵詞 11引言 11.1現(xiàn)代智能家居的概念 11.2照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 21.3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 21.4控制系統(tǒng)的主要功能 32硬件設(shè)備的介紹 32.1MCS51單片機(jī)的性能指標(biāo) 32.2人體釋熱紅外線傳感器 52.4LCD液晶顯示 62.5看門狗MAX813L 73家居照明控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 83.1主控制器的電路設(shè)計(jì) 83.2LCD液晶顯示設(shè)計(jì) 93.3看門狗監(jiān)控電路的設(shè)計(jì) 103.4光敏三極管采光電路設(shè)計(jì) 113.5人體存在信號(hào)采集電路設(shè)計(jì) 113.6電燈的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 124家居照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 124.1軟件設(shè)計(jì)要求和目的 124.2軟件設(shè)計(jì)程序框圖 135總結(jié) 14參考文獻(xiàn)： 15謝辭 16智能燈光控制系統(tǒng)在現(xiàn)代家居設(shè)計(jì)中的應(yīng)用蔡光柱（德州學(xué)院機(jī)電系，山東德州，253023）摘要：該設(shè)計(jì)闡述了照明的控制方式設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法，以MCS51單片機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了燈光照明控制與顯示等功能，詳細(xì)地描述了控制電路的設(shè)計(jì)過程，包括：LCD顯示電路，人體釋熱紅外線傳感器測(cè)量控制電路，光敏電阻控制電路，照明燈控制電路以及看門狗電路等。軟件設(shè)計(jì)主要包括控制器程序設(shè)計(jì)，燈光控制與LCD顯示等，通過MCS51單片機(jī)利用人體釋熱紅外線傳感器，光敏三極管監(jiān)測(cè)到的信號(hào)對(duì)照明燈實(shí)現(xiàn)開啟、關(guān)閉、調(diào)節(jié)房間亮度強(qiáng)弱的功能。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；人體釋熱紅外線傳感器；光敏三極管1引言1.1現(xiàn)代智能家居的概念智能家居（SmartHome）以家作為平臺(tái)，集自動(dòng)化，建筑，智能化于一體，具有節(jié)能，高效，安全，便利的特點(diǎn)。家居智能化技術(shù)起源于美國(guó)，發(fā)展在中國(guó)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備的資源共享。因其布線簡(jiǎn)單、功能靈活，擴(kuò)展容易而被人們廣泛接受和應(yīng)用。自動(dòng)化的智能家居不再是一幢被動(dòng)的建筑，而成了幫助我們利用時(shí)間，提高效率的工具，使家庭更加便利、安全、高效和節(jié)能[1]。智能家居隨著中國(guó)城鎮(zhèn)化的進(jìn)行，在中國(guó)發(fā)展迅速，它的目標(biāo)是通過自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)等通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭中的電器設(shè)備的智能控制，使其按照我們的生活需要工作運(yùn)行。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化智能家居系統(tǒng)可提供遠(yuǎn)程遙控、空調(diào)，熱水器等控制、燈光控制、電話視頻控制、光控窗簾、安全防盜報(bào)警、PLC定時(shí)控制及計(jì)算機(jī)控制等多種功能，使生活更加高效，舒適，低碳和安全。近十幾年來，隨著我國(guó)城市建設(shè)的快速發(fā)展，樓宇照明也相應(yīng)飛速發(fā)展。在樓宇的照明數(shù)量與質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面均有顯著的變化與提高，特別是隨著人民生活水平進(jìn)入小康水平，樓宇照明水平提高很快，追求人工照明光環(huán)境的舒適性、個(gè)性化、安全、節(jié)能等方面日見突出。樓宇中人工光環(huán)境對(duì)于滿足人們的生活、學(xué)習(xí)、娛樂以及工作方面有著重要的意義。燈光照明控制系統(tǒng)利用照明配電箱通過手動(dòng)開關(guān)來控制照明燈的關(guān)閉開啟，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。現(xiàn)代社會(huì)出現(xiàn)的樓宇自控系統(tǒng)，是以電氣繼電器來實(shí)現(xiàn)小區(qū)區(qū)域控制、電子監(jiān)控、定時(shí)通斷等功能。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)出了智能化水平更高的專業(yè)照明控制系統(tǒng)，從而可以延長(zhǎng)燈具壽命、節(jié)約電能、提高生活質(zhì)量。根據(jù)客戶的使用經(jīng)驗(yàn)，不僅可以降低照明管理與設(shè)備維修費(fèi)用，還能起到改善環(huán)境、提高工作效率的顯著效果。本系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制器的核心，其是以MCS51為基礎(chǔ)，以人體釋熱紅外線傳感器和光敏三極管為信號(hào)采集單元,再連接外圍電路，通過單片機(jī)通信方式實(shí)現(xiàn)照明燈具的智能控制。1.2照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理以MCS51單片機(jī)作為主要控制部件，采用光敏三極管檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度,采用熱釋紅外人體傳感器檢測(cè)人體的存在，系統(tǒng)通過對(duì)人體的存在信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)的識(shí)別，完成對(duì)房間照明回路的控制[2]。在特殊情況下可以通過手動(dòng)來控制燈的開關(guān)。一號(hào)按鈕控制手動(dòng)與自動(dòng)，二號(hào)按鈕控制燈的開關(guān)盞數(shù)，按0次沒燈開，按1次開1盞燈，按2次開2盞燈，按3次開3盞燈，按4次后返回到0。硬件電路的設(shè)計(jì)最重要的是選擇系統(tǒng)所應(yīng)用的單片機(jī)，并確定與之配套的外圍芯片，硬件電路設(shè)計(jì)包括輸入輸出接口設(shè)計(jì)，ＬＣＤ液晶顯示電路，電燈驅(qū)動(dòng)電路，光敏三極管檢測(cè)電路等。軟件設(shè)計(jì)的方法：本系統(tǒng)采用MCS51系列單片機(jī)，使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)。1.3控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要由單片機(jī)控制系統(tǒng)，電燈電源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，LCD顯示系統(tǒng)，信號(hào)采集處理系統(tǒng)四部分組成，以達(dá)到控制照明燈具的目的。外接的傳感器（人體釋熱紅外線傳感器和光敏三極管）將信號(hào)傳送給單片機(jī)后，由單片機(jī)控制燈的開關(guān)和顯示系統(tǒng)。系統(tǒng)在單片機(jī)的控制之下完成對(duì)數(shù)據(jù)的計(jì)算，處理，顯示，同時(shí)能夠控制照明燈具。硬件電路只是系統(tǒng)的實(shí)施工具，大量的工作是由軟件來完成的。這些軟件程序是系統(tǒng)的靈魂，是負(fù)責(zé)完成硬件電路實(shí)現(xiàn)功能和與用戶交互的橋梁，是維護(hù)系統(tǒng)正常工作的工具。圖1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖1.4控制系統(tǒng)的主要功能單片機(jī)首先通過按鈕1判定是自動(dòng)還是手動(dòng)，自動(dòng)時(shí)，根據(jù)人體存在信號(hào)采集電路和光敏三極管采光電路的檢測(cè)結(jié)果，先判定室內(nèi)是否有人，再判定室內(nèi)光照度，單片機(jī)再?zèng)Q定是否開燈，開幾盞燈，最后通過LCD顯示開了幾盞燈和關(guān)閉了幾盞燈。手動(dòng)時(shí)，按鈕2控制燈的開關(guān)盞數(shù)，按0次沒燈開，按1次開1盞燈，按2次開2盞燈，按3次開3盞燈，按4次后返回到0。手動(dòng)/自動(dòng)：（1）自動(dòng)有三種模式：A全關(guān)；B開2盞；C開3盞。（2）手動(dòng)有四種模式：A全關(guān)；B開1盞；C開2盞；D開3盞。2硬件設(shè)備的介紹2.1MCS51單片機(jī)的性能指標(biāo)本系統(tǒng)采用MCS51系列的8051單片機(jī)作為控制核心[3]。MCS51系列單片機(jī)是美國(guó)Intel公司于1980年推出的一種8位單片機(jī)系列。8051的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）是掩膜型的，即在制造芯片時(shí)已將應(yīng)用程序固化進(jìn)去。8051具有良好的抗干擾性好，可以在惡劣環(huán)境下良好工作。8051CPU的時(shí)鐘頻率是12MHZ，對(duì)傳感器的計(jì)數(shù)脈沖可以進(jìn)行快速的處理。805l有32根輸入輸出I／O口線，可以連接LED顯示器、存儲(chǔ)器、光敏傳感器等各種外部器件。8051功耗低，可以在低電壓工作模式下工作，可以利用電池對(duì)系統(tǒng)供電[4]。8051單片機(jī)引腳說明VCC：電源電壓。GND：接地端。P0口：P0口為一個(gè)8位雙向I/O口。

P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。

P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫1時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管腳備選功能

P3.0

RXD（串行輸入口）P3.1

TXD（串行輸出口）P3.2

/INT0（外部中斷0）P3.3

/INT1（外部中斷1）P3.4

T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5

T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6

/WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7

/RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。

圖28051單片機(jī)引腳圖2.2人體釋熱紅外線傳感器所用人體熱釋電紅外傳感器型號(hào)為HP-208，它是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路。靜態(tài)電流極小，<50微安，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外感應(yīng)器應(yīng)用在自動(dòng)燈光控制系統(tǒng)中。HP-208是由運(yùn)算放大器、狀態(tài)控制器、電壓比較器、延遲定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)?；旌霞呻娐?。人體存在傳感器的1號(hào)引腳為電源信號(hào)端，2號(hào)引腳為采集信號(hào)輸出端，3號(hào)引腳為接地信號(hào)端[5]。2.3光敏三極管介紹該設(shè)計(jì)所用光敏三極管型號(hào)為3DU5C，晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。在家里安裝一個(gè)檢測(cè)電路，利用光敏三極管檢測(cè)光強(qiáng)度，當(dāng)亮度達(dá)到一定程度的時(shí)候，使得家里面日光燈無法啟動(dòng)，可以利用光敏三極管附加電磁繼電器來完成這個(gè)電路。并不是每一個(gè)居室的明亮程度都是相同的，因此采光點(diǎn)的選取是一個(gè)關(guān)鍵，可以采用多點(diǎn)取樣來達(dá)到這個(gè)要求。例如在3個(gè)居室中都安放光敏三極管，我們可以設(shè)置，如果他們?nèi)炕蛘叽蟛糠至炼榷己芨?，那么，日光燈就無法正常啟動(dòng)，達(dá)到節(jié)約能源的目的。當(dāng)陰天時(shí)，亮度不夠，那么日光燈可以開啟了，但是不久天氣放晴，日光燈不會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，同樣造成很大浪費(fèi)?？梢栽诓晒恻c(diǎn)所在的家外面再安裝一個(gè)采光點(diǎn)，當(dāng)室內(nèi)外強(qiáng)度的差值縮小到一定范圍時(shí)，我們可以認(rèn)為日光燈的作用可以忽略，日光燈就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。綜上所述，利用光敏三極管設(shè)計(jì)一個(gè)電路，使得日光燈無法正常啟動(dòng)或者被強(qiáng)制關(guān)閉，通過光敏三極管的特性來得到節(jié)約的目的。2.4LCD液晶顯示該設(shè)計(jì)所用LCD液晶顯示器型號(hào)為DM-1602，該液晶顯示器具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中:第1腳：VSS為地電源第2腳：VDD接+5V正電源第3腳：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端。對(duì)比度過高時(shí)顯示會(huì)模糊，使用時(shí)通過一個(gè)10K的電位器可以調(diào)整對(duì)比度；接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高。第4腳：RS為寄存器選擇端，低電平時(shí)選擇指令寄存器，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器。第5腳：RW為讀寫信號(hào)端，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)，讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)，寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)總線。第15～16腳：空引腳。圖3DM-1602引腳圖2.5看門狗MAX813LMAX813L是一帶看門狗和電源監(jiān)控功能的復(fù)位芯片,它具有使用方便，體積小、功耗低的特點(diǎn)。它的復(fù)位信號(hào)為高電平，在復(fù)位信號(hào)為高電平場(chǎng)合，它是單片機(jī)控制系統(tǒng)的理想芯片。MAX813L，引腳簡(jiǎn)單介紹如下：第(1)腳為手動(dòng)復(fù)位輸入，低電平有效；第(2)為電源電壓；第(3)腳為接地端；第(4)腳為電源故障輸入；第(5)腳為電源故障輸出；第(6)腳為看門狗輸入，第(7)腳為復(fù)位輸出，第(8)腳為看門狗輸出。(如圖4所示MAX813L)

圖4看門狗電路圖MAX813L芯片的主要功能特點(diǎn)：（1）手動(dòng)復(fù)位輸入。第(1)腳輸入一個(gè)低電平，第(7)腳產(chǎn)生復(fù)位輸出。（2）復(fù)位輸出。當(dāng)系統(tǒng)掉電，上電或者供電電壓降低時(shí)，第(7)腳復(fù)位產(chǎn)生復(fù)位輸出。（3）看門狗電路輸出。如果在1.6s內(nèi)沒有觸發(fā)該電路，即第(6)步無脈沖輸入，則第(8)腳輸出低電平信號(hào)。（4）1.25V時(shí)，第(5)腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)。3家居照明控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)3.1主控制器的電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用MCS51系列的8051單片機(jī)作為控制核心[6]。MCS51系列單片機(jī)是美國(guó)Intel公司于1980年推出的一種8位單片機(jī)系列。8051的片內(nèi)程序存儲(chǔ)器（ROM）是掩膜型的，即在制造芯片時(shí)已將應(yīng)用程序固化進(jìn)去。8051具有良好的抗干擾性好，可以在惡劣環(huán)境下良好工作。8051CPU的時(shí)鐘頻率是12MHZ，對(duì)傳感器的計(jì)數(shù)脈沖可以進(jìn)行快速的處理。805l有32根輸入輸出I／O口線，可以連接LED顯示器、存儲(chǔ)器、光敏傳感器等各種外部器件。8051功耗低，可以在低電壓工作模式下工作，可以利用電池對(duì)系統(tǒng)供電。第40腳接電源電壓，MR與WDO經(jīng)過一個(gè)二極管連接起來，WDI接單片機(jī)的P2.7口，RESET接單片機(jī)的復(fù)位輸入腳RESET，MR經(jīng)過一個(gè)復(fù)位按鈕接地。圖5單片機(jī)與狗門電路組成的控制電路圖3.2LCD液晶顯示設(shè)計(jì)DM-1602具有微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。具有16腳接口，可以滿足該系統(tǒng)對(duì)引腳的需求。將MCS51單片機(jī)P0接口與液晶顯示器八位輸入輸出接口相連，P3.2接口與液晶顯示器使能端相連，通過V0接口調(diào)節(jié)液晶顯示模塊的對(duì)比度，滑動(dòng)變阻器的阻值應(yīng)設(shè)為10kΩ。顯示電路如圖6所示，圖6LCD顯示電路3.3看門狗監(jiān)控電路的設(shè)計(jì)硬件看門狗采用MAXIM公司的微處理器監(jiān)控芯片MAX813L構(gòu)成，與MCS51的接口電路如圖7所示。MR與WDO經(jīng)過一個(gè)二極管連接起來，WDI接單片機(jī)的P2.7口，RESET接單片機(jī)的復(fù)位輸入腳RESET，MR經(jīng)過一個(gè)復(fù)位按鈕接地[7]。看門狗電路實(shí)現(xiàn)的功能如下：（1）系統(tǒng)正常時(shí)，上電復(fù)位：當(dāng)電源電壓超過復(fù)位門限電壓4.65V，電源上電，RESET端輸出復(fù)位信號(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位。（2）看門狗定時(shí)器被清零，WDO維持高電平：當(dāng)程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，CPU不能在1.6s內(nèi)給出“喂狗”信號(hào)，WDO跳變?yōu)榈碗娖?，D導(dǎo)通MR獲得有效低電平，RESET端輸出復(fù)位脈沖，單片機(jī)復(fù)位，看門狗定時(shí)器清零，WDO又恢復(fù)成高電平。（3）對(duì)+5V電源電壓進(jìn)行監(jiān)視：當(dāng)電源電壓正常時(shí)，RESET輸出低電平，單片機(jī)正常工作；當(dāng)電源電壓降至+4.65V以下時(shí)，RESET輸出高電平，單片機(jī)復(fù)位。（4）手動(dòng)復(fù)位：需要手動(dòng)復(fù)位時(shí)，只要按下手動(dòng)復(fù)位按鈕，就能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的復(fù)位。圖7看門狗電路圖3.4光敏三極管采光電路設(shè)計(jì)考慮靈敏度、可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面的因素，對(duì)光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管比較之后，決定采用光敏三極管作為采光元件，對(duì)家里自然光進(jìn)行采集，本課題設(shè)計(jì)采用3DU5C型號(hào)的光敏三極管。光敏傳感器采光電路[8]如圖8所示，采用LM339電壓比較芯片，組成一個(gè)三級(jí)電壓比較電路。[圖8光敏三極管采光電路圖3.5人體存在信號(hào)采集電路設(shè)計(jì)HP-208是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路[9]。靜態(tài)電流極小，<50微安，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外感應(yīng)器應(yīng)用在自動(dòng)感燈光控制系統(tǒng)中。人體存在傳感器的1號(hào)引腳為電源信號(hào)端，3號(hào)引腳為接地信號(hào)端，2號(hào)引腳為采集信號(hào)輸出端。在人體存在傳感器的信號(hào)引腳2與接地信號(hào)引腳3之間加了一個(gè)6800pF的電容，可以消除來自外界的干擾，使人體存在傳感器的工作更加可靠。另外，人體存在傳感器的信號(hào)引腳2與單片機(jī)的P3.3引腳相連，P3.3引腳再接一個(gè)100KΩ的上拉電阻，可以增加人體存在傳感器輸出信號(hào)的可靠性，其電路原理圖，如圖9所示：圖9人體存在信號(hào)采集電路圖3.6電燈的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)單片機(jī)發(fā)出信號(hào)通過7404來給光電耦合器MOC3021來控制續(xù)電器接通與斷開,從而控制電燈的開關(guān)。光電耦合器能將強(qiáng)弱電隔離，抗外界干擾。共有3盞燈，房間最前的一盞燈與P2.0口相連；房間中間一盞等與P2.1口相連，最后一盞燈與P2.2口相連。圖10電燈的驅(qū)動(dòng)電路圖4家居照明控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)要求和目的以MCS51單片機(jī)作為控制裝置的智能部件[10]，采用熱釋紅外人體傳感器檢測(cè)人體的存在（沒人時(shí)家里燈全關(guān)，有人則進(jìn)行下步行動(dòng)），采用光敏三極管構(gòu)成的電路檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度（光強(qiáng)時(shí)燈全關(guān)，光一般時(shí)燈開兩盞，光弱時(shí)開3盞燈）；根據(jù)房間合理開燈的條件，系統(tǒng)通過對(duì)人體的存在信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)的識(shí)別和智能判斷，完成對(duì)房間照明回路的智能控制[11]。在特殊情況下可以通過手動(dòng)來控制燈的開關(guān)。一號(hào)按鈕控制手動(dòng)與自動(dòng)，二號(hào)按鈕控制燈的開關(guān)盞數(shù)（按0次沒燈開，按1次開1盞燈，按2次開2盞燈，按3次開3盞燈，按4次后返回到0）。在單片機(jī)接收每一信號(hào)時(shí)要延遲3ms與下一信號(hào)比較以防突變，按鈕的情況也是如此。當(dāng)房間里沒人燈全關(guān)時(shí)要延遲30s關(guān)燈。LCD液晶顯示要及時(shí)無誤的顯示燈所開的盞數(shù)。4.2軟件設(shè)計(jì)程序框圖如圖11為整個(gè)程序流程圖，首先給看門狗電路喂狗防止出現(xiàn)死機(jī)的情況。由按鍵1被按次數(shù)R1判斷是自動(dòng)還是手動(dòng)，按鍵按一次R1＝1時(shí)程序進(jìn)入手動(dòng)狀態(tài)，按鍵按零次R1＝0時(shí)程序則進(jìn)入自動(dòng)狀態(tài)，若按兩次就會(huì)返還到R1＝0的狀態(tài)。自動(dòng)時(shí)單片機(jī)會(huì)由人體存在信號(hào)采集電路和光敏三極管采光電路的信號(hào)決定是否開燈，開幾盞燈。手動(dòng)時(shí)單片機(jī)會(huì)由按鍵2所按的次數(shù)R0決定開燈的盞數(shù)，按0次全關(guān)，按1次開1盞，按2次開2盞，按3次全開，按4次則返還到按0次的狀態(tài)。最終通過LCD液晶顯示開燈的盞數(shù)和關(guān)燈的盞數(shù)。P2.0引腳接1號(hào)燈（家里最前面的燈），P2.1引腳接2號(hào)燈（家里中間的一盞燈），P2.2引腳接3號(hào)燈（家里最后一盞燈）。全開時(shí)P2=00000111B,開兩盞燈時(shí)家前后兩盞P2=00000101B,開一盞燈家里中間的一盞P2=00000010B,全關(guān)時(shí)P2=00000000B。圖11程序流程框圖(1)手動(dòng)控制由P1.6引腳處的按鈕被按次決定手動(dòng)和自動(dòng)，R1=0時(shí)自動(dòng)，R1=1手動(dòng)控制，R1=2后返回到P1.6=0的情況。R1=1手動(dòng)時(shí)按鈕2被按的次數(shù)R0決定開燈的盞數(shù)（R0=0全關(guān)，R0=1開一盞燈，R0=2開兩盞燈，R0=3全開，RO=4后返回到R0＝0的情況）。單片機(jī)收到信號(hào)后將一些情況處理，再給P2賦值。(2)自動(dòng)控制P1.0接人體存在信號(hào)采集電路（有人時(shí)P1.0=1；沒人時(shí)P1.0=0）；P1.1，P1.2接光敏三極管信號(hào)采集電路，P1.1接信號(hào)的高值；P1.2接信號(hào)低值。P1.0=0時(shí)程序直接跳到延遲30S程序后把燈全關(guān)了。P1.0=1時(shí)程序開始根據(jù)P1.1,P1.2的情況給P2口附值。（P1.1,P1.2）為（0，0）表示家里光線很暗要把燈全打開則給P2口附00000111B的值；（P1.1,P1.2）為（0，1）中等強(qiáng)度的光開兩盞燈給P2口附00000101B的值；（P1.1,P1.2）為（1，1）關(guān)線強(qiáng)則把所有的燈關(guān)了給P2口附00000000B的值。(3)顯示程序采用LCD液晶顯示，程序每次執(zhí)行給P2口附值后就給R3附值（所要開的燈盞數(shù)）。執(zhí)行完開關(guān)燈程序后調(diào)用顯示程序。顯示兩行，第一行顯示“OPEN:#R3”,第二行顯示“CLOSE:#R4”（R4關(guān)閉燈的盞數(shù)）。5總結(jié)該設(shè)計(jì)研究了基于MCS51單片機(jī)的智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法，包括硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，以MCS51單片機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了燈光照明控制與顯示等功能，已達(dá)到節(jié)能，高效，舒適，便利的目的。詳細(xì)地描述了控制電路的設(shè)計(jì)過程，包括：LCD顯示電路，人體釋熱紅外線傳感器測(cè)量控制電路，光敏三極管控制電路，照明燈控制電路以及看門狗電路等。軟件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，燈光控制與LCD顯示程序設(shè)計(jì)等，通過MCS51單片機(jī)利用人體釋熱紅外線傳感器，光敏三極管監(jiān)測(cè)到的信號(hào)對(duì)照明燈實(shí)現(xiàn)開啟、關(guān)閉、調(diào)節(jié)房間亮度強(qiáng)弱的功能。參考文獻(xiàn)：[1]張振昭，許錦標(biāo).樓宇智能化技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2003.6:32～32[2]房小翠，王金鳳.單片機(jī)使用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社.1999:17～20[3]王幸之，鐘愛琴等.AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社.2005:97～135[4]孫涵芳，徐愛卿.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社.1996:25～30[5]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社.2004:97～108[6]吳金戎，沈慶陽(yáng)等.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社.2002:117～124[7]何立民，MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]．北京：北京航天航空大學(xué)出版社.2001:80～98[8]趙負(fù)圖.傳感器集成電路手冊(cè),第一版.化學(xué)工業(yè)出版社[M],2004：36-46.[9]趙玉安.人體熱釋電紅外傳感器介紹[J]．中國(guó)電子制作，2006.9:11～13[10]何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：航天航空大學(xué)出版社[M].2001年：20-25[11]楊邦文.新型實(shí)用電路制作200例.北京：人民郵電出版社[J]，1998：65-73.IntelligentlightingcontrolsystemintheapplicationofmodernhomefurnishingCaiguangzhu(MechanicalandEngineeringDepartmentofDezhouUniversity,DezhouShandong,253023)Thedesigndescribedthecontrolofthelightingdesignprinciplesandmethods,basedonMCS51microcontroller,lightingcontrolanddisplayfunctions,describedindetailinthedesignprocessofthecontrolcircuit,including:LCDdisplaycircuit,thehumaninterpretationofthermalinfraredThesensormeasurementcontrolcircuit,thephotoresistancecontrolcircuit,thelightingcontrolcircuitandwatchdogcircuit.Thesoftwaredesignincludesacontrollerprogramdesign,lightingcontrolwithLCDdisplay,theuseofhumanheatreleasebytheMCS51microcontrollerinfraredsensors,thephototransistorsignalmonitoringtocontrolthelighttoachieveopen,close,regulatingthefunctionofthestrengthofthebrightnessoftheroom.KeyWords:SCM，Human-releasethermalinfrared，Phototransistor謝辭大學(xué)四年生活即將結(jié)束，四年里我學(xué)到了很多的自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)，在此我想對(duì)我的母校德州學(xué)院，我的老師和同學(xué)們，表達(dá)我由衷的感謝。感謝母校德州學(xué)院給了我繼續(xù)深造機(jī)會(huì)，讓我得以學(xué)習(xí)和提高，讓我的知識(shí)體系更加完善；感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)和老師的諄諄教誨，在學(xué)習(xí)上和思想上我都受益非淺。我的本科畢業(yè)論文是在賀廉云老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的，她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成，賀老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此謹(jǐn)向賀老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝我的母校德州學(xué)院以及在一起愉快的度過大學(xué)四年生活08級(jí)自動(dòng)化的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!畢業(yè)論文暫告收尾，通過這次設(shè)計(jì)，對(duì)本科四年的知識(shí)做了進(jìn)一步的總結(jié)，明確了自己學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方向。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，自己學(xué)到了許多新的專業(yè)知識(shí)，得到很多感悟和體驗(yàn)心得。而且對(duì)工程設(shè)計(jì)的流程和步驟有了清晰的認(rèn)識(shí)，為自己日后的學(xué)習(xí)和研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。德州學(xué)院畢業(yè)(論文)設(shè)計(jì)評(píng)德州學(xué)院畢業(yè)(論文)設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)院（系）：機(jī)電工程系專業(yè)：自動(dòng)化學(xué)生姓名：蔡光柱學(xué)號(hào)：200801702045題目：智能燈光控制系統(tǒng)在現(xiàn)代家居設(shè)計(jì)中的應(yīng)用指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：評(píng)定成績(jī)：