河南科技大学毕业设计（论文）
教室LED日光灯节能控制设计
摘 要
基于当前对教室灯光控制方法的的了解，尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状，分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法，提出了基于单片机的教室灯光智能控制系统的设计思路，并在此基础上设计了智能控制系统的硬件装置和相应软件。
该系统以AT89C52单片机作为控制装置的智能部件，采用热释红外人体传感器检测人体的存在，采用光敏电阻构成的电路检测环境光的强度;根据教室合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光强弱的识别和智能判断，完成对教室照明回路的智能控制，避免了教室用电的大量浪费。系统还具有报警功能。单片机软件采用C语言编制，采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好，便于改进和扩充。
该系统具有体积小，控制方便，可靠性高，专用性强，性价比合理等优点，可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求，很大程度的达到节能目的。
关 键 词：红外传感器，单片机，热释电
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THE DESIGN OF SCHOOL LED LIGHT
ENERGY SAVING CONTROL
ABSTRACT
Based on the current realize of school lighting control method, especially the classroom light intelligent control development present situation, analyses the classroom light intelligent control theory and implement method, is proposed based on single-chip shool light intelligent control system design, based on the design of intelligent control system hardware and corresponding software.
This system to control device of AT89C2051 single chip microcomputer as intelligent parts, using thermal infrared sensor detect the existence of of human body, using photosensitive resistance of circuit testing environment light intensity, Reasonable according to the shool light conditions, the system through the light intensity signal and the environment for the presence of the human body identification and intelligent judgment, complete the classroom light intelligent control circuit,, to avoid the classroom a large amount of waste of electricity. System also has the alarm function. Single-chip microcomputer software compiled using C language, using modular design, clear structure, good versatility and facilitate improved and expanded.
This system has the advantages of small size, high reliability and easy control, the price is reasonable, strong specificity etc, can satisfy all kinds of big, secondary colleges shool light control requirements, to a great degree of energy-saving objective.
KEY WORDS：infrared sensors，SCM，pyroelectric
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目 录
前 言 ................................................................................................ 1 第1章 概述 ...................................................................................... 2 §1.1课题研究背景 ..................................... 2 §1.2教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题 ........... 2 §1.3课题研究的内容与意义 ............................. 3 §1.3.1研究内容 .................................... 3 §1.3.2研究意义 .................................... 3 §1.4本课题拟解决的关键问题 ........................... 4 第2章教室灯光控制器简介及控制方案的分析 .............................. 5 §2.1 教室灯光控制器简介 ............................. 5 §2.2 系统设计方案选取 ............................... 5 §2.2.1系统主控芯片的选取 .......................... 5 §2.2.2光照检测方式的选择 .......................... 5 §2.2.3人体感应方式的选择 .......................... 5 §2.2.4时钟芯片的选择 .............................. 6 §2.2.5照明设备驱动的选择 .......................... 6 §2.2.6 LED日光灯电压控制的选择 .................... 6 §2.3 系统控制方案的分析 ............................. 7 第3章 系统控制模块的硬件设计 ................................................... 8 §3.1控制模块的硬件构成 .............................. 8 §3.2 控制系统的主要硬件电路 ........................... 9 §3.2.1系统主控电路 ................................ 9 §3.2.2在线编程模块电路 ........................... 11 §3.2.3系统供电电路 ............................... 12 §3.2.4数据采集电路 ............................... 12 §3.2.5 DS1302时钟电路 ............................ 17 §3.2.6 数码管显示时间电路 ......................... 18
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§3.2.7 红外遥控接收电路 ........................... 18 §3.2.8 继电器驱动接口电路 ......................... 19 §3.2.9 超时报警电路 ............................... 19 §3.2.10 日光灯供电电源控制电路 .................... 20 第4章 软件设计与开发 ................................................................. 21 §4.1系统监控主程序模块 .............................. 21 §4.1.1系统初始化 ................................. 22 §4.1.2定时器中断处理 ............................. 22 §4.1.3多任务操作系统的构建 ....................... 23 §4.2数据采集模块 .................................... 23 §4.2.1数据采集软件设计的实现 ..................... 23 §4.3时钟模块 ........................................ 24 §4.3.1数据输入输出 ............................... 25 §4.3.2时钟内部寄存器的使用 ....................... 25 §4.3.3时钟程序设计 ............................... 26 §4.4数码管显示模块 .................................. 26 §4.4.1显示程序设计 ............................... 27 §4.5红外遥控模块 .................................... 27 第5章 系统调试运行及问题分析 ................................................. 28 §5.1单片机系统调试方法及步骤 ........................ 28 §5.1出现的主要问题及分析解决 ........................ 29 结 论 .............................................................................................. 31 致 谢 .............................................................................................. 33 附录一 .............................................................................................. 34 附录二 .............................................................................................. 35 附录三 .............................................................................................. 46
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前 言
随着国民经济的快速发展和社会进步，校园规模的不断扩大，教室的数量也大幅度增加。为使师生有舒适的教学和学习的环境，无论是教室的面积、设施和照度，校方在力所能及的范围内，都付出了十分的努力。但由于学校开放型的管理模式，以及全员的节能意识的淡薄，高校的教室在白天室内照度很高的情况下，仍然普遍存在开灯作业；即使室内无人或人数很少的情况下，也是全部开启室内照明。夜间许多教室，即使仅有几个学生在教室自习，但室内照明全部开启，绝不会有师生因为只有少数人而仅开几盏灯。
LED被认为是21世纪的照明光源。LED发光器件是冷光源，光效高，工作电压低，而且能耗低，同样亮度下，LED能耗为白炽灯的10％，荧光灯的50％。LED寿命可达10万小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍。用LED替代白炽灯或荧光灯，环保无污染。使用安全可靠，便于维护。我国照明用电占总发电量的12％。目前，公共建筑的照明灯具控制大多采用手动开关，经常出现没有及时开关的现象，从而造成大量的能源浪费和使用上的不便。另外，不必要的使用，也会缩短灯具的使用寿命。本文阐述了一套LED智能照明控制系统设计方案，可以根据工作环境中是否有人员和环境补光亮度等来自动控制照明的开关和亮度。采用本系统具有提高用电效率，节约电能和缓解了用电高峰的电力供应压力双重作用。 单片机的出现至今已经有30多年的历史了。微型计算机的迅速发展，促进微型计算机测量和控制技术的迅速发展和广泛应用，单片机的应用已经渗透到家电、娱乐、艺术、社会文化等各个领域，并掀起了一场数字化技术革命。单片微型计算机就是将中央处理单元、存储器、定时/计数器和多种接口/都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。
本篇论文介绍了就是基于单片机STC89C52的室内灯光控制系统的研究和开发。本系统是以单片机为控制器的核心，本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成。以此来实现对LED照明设备进行开关操作，从而实现照明控制，以达到节能的目的。
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