基于单片机的照明系统控制
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基于单片机控制的智能路灯控制系统设计一、本文概述随着科技的不断进步和城市化进程的加速,城市照明系统作为城市基础设施的重要组成部分,其智能化改造已成为提升城市管理水平和节能减排的重要措施。
智能路灯控制系统作为城市照明系统的核心,其设计和实现对于提高路灯的运行效率、降低能耗、增强城市照明的智能化水平具有重要意义。
本文旨在探讨基于单片机控制的智能路灯控制系统的设计方法和实现策略。
本文将介绍智能路灯控制系统的基本概念和功能需求,阐述其在城市照明中的作用和意义。
将详细分析单片机控制系统的工作原理及其在智能路灯控制中的应用,包括单片机的选型、外围设备的选择、控制算法的设计等关键技术问题。
接着,本文将重点介绍智能路灯控制系统的设计流程,包括硬件设计、软件编程、系统测试等环节,并结合实际案例,展示该系统在实际应用中的效果和优势。
本文将对智能路灯控制系统的发展趋势进行展望,探讨未来可能的技术革新和应用拓展。
通过本文的研究和分析,期望能够为相关领域的工程技术人员和研究人员提供有益的参考和启示,推动智能路灯控制系统的发展,为建设更加智能、节能、环保的城市照明系统贡献力量。
二、智能路灯控制系统总体设计本节将详细介绍基于单片机控制的智能路灯控制系统的总体设计。
该系统设计旨在实现路灯的智能化管理,提高能源利用效率,同时确保道路照明质量。
能效优化:通过精确控制路灯的开关和亮度,减少能源浪费,实现节能减排。
单片机控制单元:作为系统的核心,负责处理传感器数据,控制路灯的开关和亮度。
传感器单元:包括光强传感器和运动传感器,用于检测环境光线强度和行人车辆流动情况。
单片机根据传感器数据,通过预设的控制算法,决定路灯的开关和亮度。
通信协议:采用稳定可靠的通信协议,确保数据传输的实时性和安全性。
三、单片机控制模块设计单片机控制模块是整个智能路灯控制系统的核心部分,负责接收传感器信号、执行控制逻辑、以及驱动路灯的开关。
在本设计中,我们采用了广泛应用的STC89C52单片机作为核心控制器。
基于单片机的智能照明控制系统设计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AT89C51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学校教室室内照明的控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础,实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。
使用光电子镇流器,使光源具备自动调节功能。
文中详细地描述了控制电路的设计过程,包括:光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。
对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。
工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些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,以达到节能的目的。
关键词:智能控制,主控制器,分控制器,单片机,定时控制The Control System for Intelligent Lighting Based onSingle–chip MicrocomputerAuthor: Li GuozhongTutor: Sun ManAbstractWith 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。
基于单片机的智能照明控制系统设计设计一个基于单片机的智能照明控制系统。
1.引言:现代社会对于能源的需求越来越大,电力消耗持续增长。
照明是我们日常生活中消耗电力的一个重要组成部分。
为了降低电力消耗,减少能源浪费,设计一个基于单片机的智能照明控制系统显得尤为重要。
2.系统功能:该系统的主要功能是根据照明需求智能调节照明亮度。
当光线较暗时自动增加照明亮度,当光线较亮时自动减小照明亮度。
3.系统设计:a.硬件设计:系统硬件包括一个单片机控制模块、光线传感器、执行器(例如LED 灯)、电源模块等。
光线传感器用于检测周围的光线强度。
光线传感器输出的模拟信号连接到单片机的ADC输入端,通过单片机进行读取和转换。
执行器用于调节照明亮度。
在本系统中,以控制LED灯亮度为例。
执行器连接到单片机的PWM输出端,单片机通过改变PWM的占空比来调节LED灯的亮度。
电源模块用于为系统提供电力供应。
b.软件设计:单片机采用嵌入式C语言开发,编写相应的代码实现系统功能。
主要的软件设计包括以下几个部分:-光线检测:通过读取光线传感器的模拟信号,获取光线强度数据。
-亮度控制:根据光线强度数据来判断当前的照明需求,在代码中设置一个阈值,当光线强度低于阈值时增加LED灯亮度,当光线强度高于阈值时降低LED灯亮度。
可以通过改变PWM占空比来实现LED灯的亮度调节。
-系统运行:初始化单片机的外设和寄存器,使用循环来不断读取光线强度和调节LED灯亮度,以实现智能照明控制。
4.系统优势:该智能照明控制系统具有以下优势:-节约能源:根据实际光照需求智能调节亮度,避免了长时间照明亮度过高造成的能源浪费。
-自动化控制:无需人工干预,系统自动根据光线强度调节照明亮度,方便省事。
-节省成本:单片机控制模块的成本相对较低,而且系统的节能效果能够降低电费开支。
5.结论:。
基于单片机的智能照明控制系统一、产品介绍本系统设计了一套应用于宿舍、工作室及大型停车场的LED智能照明系统。
利用9 V变压器与LM7805组成交流转直流5 V稳压源为系统供电,通过热释电红外探测器采集数据,无线模块实现全区域内的数据传输,采用大功率LED恒流驱动方案,并利用可调光芯片BP1360与先进的PWM技术对LED灯进行调光,同时利用脉宽调制技术控制舵机,使得LED灯在两个自由度(各180°)上自由旋转,自动锁定空间的5个位置实现照明,同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制,自由选择照明方式,表达对LED灯的智能化与人性化,进一步实现绿色照明。
本设计无论是单个模块还是整体的功能,都能较好地实现。
针对照明时出现的一些资源浪费进行改善,通过检测是否有人控制灯的亮灭.而且根据人数的多少进行亮度的调整与区域照明范围的改变,实现资源利用的极大化,更满足人们对照明的需求。
本系统稳定性较好,实现了既定的各个功能,即能准确检测到人出现在区域的位置(0,1,2,3,4),并发出对应的信号给单片机,单片机根据信号相应调整LED灯的亮度与舵机转向位置,达到了资源利用的高效化,同时也能实现手控遥控器控制。
二、产品功能产品功能:(1)可以通过热释电红外探测器感应是否有人,将此信号传给单片机,单片机来控制灯的亮灭。
(2)可以实现根据人数的多少进行亮度的调整与区域照明范围的改变,实现资源利用的极大化。
三、产品特色1、恒流驱动电路与单片机PWM 调光的设计的应用2、利用单片机作为主控芯片,控制简单、易操作、维修成本低。
3、利用稳压源为系统供电。
通过热释电红外探测器采集数据监测移动物体与光亮度的设计,无线模块实现全区域内的数据传输。
4、采用大功率LED恒流驱动方案,并利用可调光芯片对LED灯实行调光;同时利用脉宽调制技术控制舵机,使得LED射灯在两个自由度(各180°)上自由旋转,自动锁定空间的5个位置实现照明,同时可以通过手动遥控器进一步对系统进行控制.自由选择照明方式.四、产品的系统构成以及应用领域产品总体框图如下图所示:产品总体框图恒流驱动电路与单片机PWM 调光的设计选用贴片的STC89C52RC单片机作为主控制芯片,大大地节省了驱动电路的体积。
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计毕业设计智能LED照明控制系统是基于51单片机的一种照明系统,通过智能化的控制方式,能够实现对LED照明的精确控制和管理。
本文将从系统设计的需求、硬件设计和软件设计三个方面对基于51单片机的智能LED照明控制系统进行详细的介绍。
首先,通过需求分析,我们确定了智能LED照明控制系统的功能。
该系统需要能够根据光照条件自动调整LED的亮度,在不同的时间段实现定时开关机,同时具备手动控制功能。
此外,还要提供远程控制功能,通过手机或者电脑进行远程监控和控制。
接下来是硬件设计部分。
我们首先确定了基于51单片机的核心控制模块,并根据系统需求设计了相应的电路板。
核心控制模块主要负责控制LED的亮度,采用PWM控制方式,能够实现精确的亮度调节。
同时,该模块还需要实现定时开关机功能,通过计时器定时开启或关闭LED。
另外,为了实现远程控制功能,我们还设计了无线通信模块,利用无线网络实现用户对照明系统的远程监控和控制。
软件设计是整个系统中非常关键的一部分。
首先,我们需要编写程序来控制核心控制模块,实现LED灯的亮度调节和定时开关机功能。
其次,需要开发相应的用户界面和远程控制程序,为用户提供友好的控制界面,同时实现用户对照明系统的远程监控和控制。
在软件设计过程中,我们需要充分利用51单片机的功能和特性,通过编写高效的程序实现系统的各项功能。
最后,为了保证系统的安全性和可靠性,我们还需要对系统进行测试和调试。
通过模拟不同的使用场景和异常情况,进行全面的测试,确保系统能够正常工作。
同时,还需要进行性能优化和故障排除,保证系统在长时间运行中不会出现问题。
综上所述,基于51单片机的智能LED照明控制系统设计是一个复杂的工程,需要从系统需求、硬件设计和软件设计等多个方面进行全面考虑。
通过合理的设计和严谨的测试,能够设计出高性能、高可靠性的智能LED照明控制系统,为用户提供更好的照明体验。
基于51单片机PWM调光灯设计引言随着科技的不断发展,人们对照明的要求也越来越高,不再满足于简单的开关式灯光,而是更加注重光线的亮度调节。
PWM调光技术由于其调光范围广、控制精度高等特点成为了一种常见的调光方式。
本文将以51单片机为基础,介绍一种基于PWM调光技术的灯光系统设计。
一、原理概述PWM调光技术即脉宽调制技术,通过不同占空比的高电平信号,控制LED灯的亮度。
根据一个固定的周期周期(T),将周期平均分为一个个等间隔的时间段,根据每个时间段内高电平信号的占空比(即高电平的持续时间占整个周期的比例)控制LED灯的亮度。
二、系统设计本系统主要由51单片机、脉冲宽度调制模块、MOSFET和LED灯组成。
其中,51单片机负责生成PWM控制信号,脉冲宽度调制模块用于接收单片机的PWM信号并产生相应的电压信号,MOSFET用于根据电压信号调节电流,最终通过LED灯发出可调亮度的光线。
三、硬件设计1.电源电路设计:本系统使用12V直流电源供电,通过稳压电路将电压稳定在5V,用于驱动51单片机和脉冲宽度调制模块。
2.PWM信号生成电路设计:需要为51单片机提供一个定时器来生成PWM信号。
可选择定时器2,使用定时器2的PWM输出功能。
将定时器2的输出引脚接到脉冲宽度调制模块。
3.脉冲宽度调制模块设计:根据PWM信号的不同占空比,需要将其转换为相应的电压信号。
可以使用一个RC电路来实现。
具体电路如下:将51单片机的PWM信号通过一个三极管经过RC滤波后,输入到MOSFET的栅极,控制MOSFET的导通和关断。
4.MOSFET和LED电路设计:MOSFET的特点是可以根据栅极电压的变化来控制其通断,并且具有较小的电流损耗。
因此可以使用MOSFET来控制LED的亮度。
五、软件设计1.定时器2初始化:选择定时器2作为PWM输出源后,需要对其进行初始化,设置相关的工作模式和参数。
2.PWM信号输出:在主程序中,可以通过修改定时器2的占空比寄存器来调节PWM信号的占空比。
课程设计课程单片机课程设计题目基于单片机的照明控制系统院系电气信息工程学院测控系专业班级2012 年7 月8 日学生姓名学生学号指导教师东北石油大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目基于单片机的照明控制系统专业姓名学号一、任务设计一款基于AT89C51 单片机室内照明系统,实现八盏等一次点亮,即每按下一次开关就点亮一盏灯,八盏灯全亮后,重复操作。
先用单片机直接驱动八盏LED 灯点亮,再通过继电器驱动大功率的照明灯点亮。
二、设计要求[1] 用单片机实现八盏LED 灯开关控制点亮。
[2] 用继电器将小功率控制转化为大功率控制,驱动照明灯按开关控制点亮。
[3] 写出详细的设计报告。
[4] 给出全部电路和源程序。
三、参考资料[1] 吴金戎,沈庆阳. 8051单片机实践与应用[M]. 北京:清华大学出版社,2002.[2] 朱清慧. Proteus教程——电子线路设计、制版与仿真[M]. 北京:清华大学出版社; 2008.[3] 孙涵芳,徐爱卿. 单片机原理及应用[M]. 北京:航空航天大学出版社,1996.[4] 胡耀斌,蒋彦,朱慧玲. 室内大面积照明的节能控制研究[ J] . 电测与仪表,2007( 11) : 32- 35.[5] 张庆双. 经典实用电路大全[M]. 北京:机械工业出版社,2008.完成期限2012.6.29 至2012.7.8指导教师专业负责人2012年 6 月29 日目录第1 章绪论............................................................................................................2...1.1 LED 灯介绍. ...............................................................................................2...1.2 单片机的应用.............................................................................................2...1.3 本设计任务.................................................................................................3...第2 章总体方案论证与设计................................................................................4..2.1 LED 显示电路............................................................................................4...2.2 继电器控制电路.........................................................................................4...2.3 总体硬件组成框图......................................................................................4..第3 章系统硬件设计..........................................................................................6...3.1 LED 灯电路硬件设计.................................................................................6..3.2 照明电路设计.............................................................................................7...第4 章系统的软件设计........................................................................................9...4.1 程序设计.....................................................................................................9...第5 章系统调试与测试结果分析.......................................................................1..05.1 使用的仪器仪表.......................................................................................1..0.5.2 系统调试...................................................................................................1..0.5.3 测试结果...................................................................................................1..0.结论.....................................................................................................................1..2..参考文献.................................................................................................................1..3..附录1 程序................................................................................错.. 误!未定义书签。
附录2 仿真效果图.................................................................................................1..5.第1 章绪论随着电子技术的飞速发展,以单片机为基础的控制系统已经广泛应用于工业,农业,交通,楼宇等领域,微型计算机作为控制系统的主体和核心已经逐步代替了传统控制系统的常规电路。
单片机技术的发展与成熟,也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了基础。
1.1 LED 灯介绍LED(Light Emitting Diode ),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。
LED 的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N 型半导体,在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N 结。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P 区,在P 区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED 发光的原理。
而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N 结的材料决定的。
本次课程设计使用的是小功率的发光二级管。
1.2 单片机的应用由于单片机技术的不断发展,目前单片机渗透到我们生活的各个领域,小到居民生活大到国家生产几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC 卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都是利用开单片机电路进行控制实现的。
本次课程设计只用单片机驱动照明电路。
1.2.1 单片机驱动点亮LED 灯通过上述对LED 等的介绍,LED 灯属于小功率的器件,所以其用的驱动电压小、功率低,故能用单片机接小电压直接驱动点亮。
因此这里没有复杂的驱动电路。
1.2.2 驱动点亮照明电路作为照明灯,必须使用功率较大的器件,才能达到照明的目的,但单片机出的功率小故不能直接驱动电路照明灯泡,所以必须加继电器作为开关、12V 交流电源以及三极管放大电流。
用单片机将三极管导通,三极管产生的大电流用来驱动继电器,继电器工作使照明电路导通,从而达到点亮灯泡的作用。
1.3 本设计任务本设计任务为实现开关控制八盏LED 等依次点亮,进而控制八盏照明灯依次点亮。
次任务虽然简单明了、操作方便、以实现,但其不失为居家照明用灯的一种照明电路。
当然现行市场节能环保,功能全面的照明电路举不胜举,但简单的小电路照明系统任占有它的一席之地。
不及如此,通过此次对任务的设计,不仅从中学到了一些知识,也充分把理论与实践结合起来,做到学以致用。
本研究即以AT89C51单片机为核心,采用单片机直接控制小功率的LED 灯,用继电器作为开关控制大功率的照明灯泡。
第2 章总体方案论证与设计本系统采用单片机AT89C51 为照明电路控制中心,系统主要包括LED 显示电路、继电器控制电路、按键电路等。
下面对各模块的设计逐一进行论证比较。
2.1 LED 显示电路由于二极管只能从正向导通,所以可以采用单片机输出高电平点或单片机输出低电平点亮。
方案一:单片机输出高电平点亮,将每一个LED 发光管的正端接至单片机的一个I/O 口,另一端通过电阻接地。
这种方法可以直接驱动LED,原理简单,驱动能力强,LED 的亮度也可以通过限流电阻调节,非常方便,虽然此种方法太浪费单片机的I/O 口,但在本设计可以使用。
方案二:单片机输出低电平点亮,将每一个LED 发光管的正端通过电阻接一个5V 的电源,LED 发光管的另一脚接I/O 口,当I/O 口为低电平时,点亮LED灯。
该方法占用单片机的资源与方案一相同。
比较以上两种方案,由于单片机上电后各个口都处于高电平,这样不利于单片机输出高电平点亮,故选取方案二。