基于51单片机的照明控制系统

【电子信息工程毕业设计+文献综述+开题报告】基于单片机的教室照明控制系统设计（20_ _届）本科毕业设计基于单片机的教室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经广泛应用于各个邻域。

另外，由于楼宇智能化的发展和成熟，基于单片机的教室照明控制系统得到了广泛的普及。

本文根据教室灯光智能控制方面的发展现状，分析了有效的节电控制方案，提出了基于AT89S51单片机的教室照明控制系统。

系统采用热释红外人体传感器检测人体的存在，以此来控制照明灯的开启和关闭；利用光敏电阻来检测环境光的强度，以此来调节灯具的亮度；另外，系统还带有键盘及液晶显示，键盘用于输入密码及设置时间参数，液晶显示屏用于显示当前时间及系统提示；系统还可以自主设置教室灯具的开启及关闭时间，关灯前可利用蜂鸣器发出警告。

通过对人体存在信号及环境光信号的识别和判断，完成对教室灯具的智能控制，以达到节能的目的。

本系统软件采用C语言编制，采用模块化结构设计，条理清晰，便于修改。

关键词：AT89S51；智能控制；热释红外；传感器The Design of Classroom Lighting Control SystemBased on Single-chip MicrocomputerAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on MCU is widely applied in various fields. What's more,due to the development and maturation of the intelligent building,the control system for classroom lighting based on single-chip microcomputer has been widely popular.According to the development status of intelligent lighting control in the classroom, analysis of effective power-saving control solution,proposed classroom lighting control system which is based on AT89S51 MCU.This system can control the lamp switch by test and process the signal of human body that illuminates the back track exists;It can adjust the brightness of light by test and process daylight signal; In addition, the system also has a keyboard and LCD,keyboard use to enter passwords and set time parameters, LCD displays the current time and the system prompts;This system also can Independently set up the turn on and off time of lights,it can generate warnings by buzzer before turn off the lights. According to identify and judge the human body existence signaland the daylight signal, completion of classroom lighting intelligent control to save energy.The microcontroller software was developed based on C language, C language adopts building bloke design,its corporality is very good and easy to change.Keywords: AT89S51, intelligent control, pyroelectric infrared,sensors目录摘要IIIAbstract IV1 绪论 11.1课题的来源11.2课题的意义11.3国内外教室照明控制系统的发展现状及研究成果 2 1.3.1 国内外教室照明控制系统的发展现状 21.3.2 国内外教室照明控制系统的研究成果 21.4课题研究的主要内容 32教室照明控制系统的方案设计 52.1教室照明控制系统的方案设计 52.2方案评价 53教室照明控制系统的硬件设计 63.1芯片器件介绍 63.1.1 AT89S51单片机简介 63.1.2 LCD 1602 73.1.3 DS1302涓流充电时钟保持芯片93.1.4 TOP3224热释红外人体传感器103.2系统模块分析123.2.1 人体信号采集模块 123.2.2 光信号采集模块133.2.3 时钟电路133.2.4 LCD显示143.2.5 键盘 143.2.6 报警模块153.2.7 继电器驱动接口电路154教室照明控制系统的软件设计16 4.1系统整体功能的软件设计16 4.2数据采集的软件设计174.3 时钟模块的软件设计 174.4 显示模块的软件设计 184.5 报警模块的软件设计 194.6 键盘扫描的软件设计 19结论 21参考文献22致谢 23附录Ⅰ24附录Ⅱ25附录Ⅲ261 绪论1.1课题的来源由于学校开放型的管理模式，以及全员的节能意识的淡薄，造成了电能的极度浪费。

基于51单片机的路灯控制系统设计开题报告范文一、本课题的内容及研究意义1、论文研究的目的和意义如今，照明电路的数量越来越多，使得城市街道、小区内的路灯的用电量占城市用电量的比重越来越大，在用电高峰期时，电网超负荷运行，电网电压都低于额定值，在用电低谷期供电电压又高于额定值，当电压高时不但影响照明设备的使用寿命，而且耗电量也大幅增加，当低谷时，照明设备有不能正常工作。

所以，对城市的路灯的设计已经成为了当务之急，特别是午夜之后车流量急剧减少时，应该适当的关闭路灯，节约用电。

但是我国的既节能又能延长路灯寿命的技术相比国外却是落后了，因此智能节能路灯控制系统的设计对于城市的发展至关重要。

本论文旨在设计一套对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压的控制系统，它能对路灯进行稳压、调压、自启动并延长路灯寿命的作用。

2、论文研究内容本设计可以通过对外界光线和电压信号的采集来控制路灯的自动启停以及智能调压从而减少城市路灯照明耗电量，又对输入电压进行稳压调节来提高用电效率。

要求独立选择芯片、设计电路、编制程序、调试、完成整个系统功能。

主要内容如下：(1)根据控制技术的特点，进行路灯系统设计的整体研究与设计。

(2)针对光线和电压信号的采集，采用数据采集技术。

(3)通过按键可对相关的参数值进行设置，从而实现对不同时间进行不同的开灯模式。

(4)当电压符合额定电压时，系统自动进行稳压。

(5)在午夜之后降低电压以调节路灯亮度，实现调压。

二、本课题的研究现状和发展趋势目前，路灯系统一般采用钠灯、水银灯、金卤灯等灯具。

这类灯具有发光效率高、光色好、安装简易等优点，被广泛使用，但同时也存在着诸如：功率因子低、对电压要求严格、耗电量大等缺点。

我国目前大部分城市都采用全夜灯的方式进行照明，普遍存在的问题有两点：一方面因为后半夜行人稀少，采用全夜灯的方式浪费太大，因此，有的地方采取前半夜全亮，后半夜全灭的照明方式；有的地方在后半夜采用亮一隔一或亮一隔二的节能措施，此种方式虽然节约了电费支出，却带来了社会治安和交通安全问题，不利于城市安全问题。

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单片机的节能灯光控制系统基于51单片机控制的节能灯光照明控制系统，该系统配合感光元件、热释电红外传感器、时钟控制系统、烟雾传感器搭建在规定的时间范围内“人进灯亮，人走灯灭”的智能控制系统，该系统同时还具备了实时监测工厂、企业、学校等场所是否出现火灾和火灾出现时发出声光报警信号。

在实际生活中，在获得同等光照亮度的情况下使用节能灯代替白炽灯能够很大程度上减少电能消耗。

下面具体介绍一下基于51单片机控制的节能灯光照明控制系统。

1、系统结构的组成:（1）中央处理系统：主要是将传感器送进的数据进行分析处理及时钟的产生控制。

根据系统的功能要求，本系统采用STC89C52，该控制器是一款高速型、可靠性强的单片机，内部具有8K的Flash存储空间、256个字节的RAM空间和3个定时计数器供用户使用，工作电压在3.4～5.2V能够满足很多工业控制的控制环节。

（2）键盘电路：主要是手动设置系统的时间，用于控制照明灯具工作在设定的时间范围内。

（3）光敏传感器电路：主要是将工作环境的光照信息进行采集，保障照明系统黑暗的环境中工作。

（4）电子时钟电路：主要是实现一个钟表以便使系统工作在规定的时间内。

利用单片机内部的资源通过编写程序实现电子时钟而且通过时钟芯片DS1302保证单片机在掉电的情况下依然能够精准地记录时间，从而保证了系统性能的可靠性。

（5）液晶显示电路：主要是将系统工作的时间段在液晶上显示出来，方便工作人员在必要的情况下进行灵活调节。

（6）热释电红外传感器电路：主要是检测是否有人体存在，如果存在人体则系统在满足规定条件下才启动照明，否则关闭照明系统。

（7）烟雾传感器电路：主要是检测系统的工作环境是否处于异常情况，如果出现火灾的迹象则单片机发出声光报警以提醒工作人员进行消防检测工作，保障企业工厂单位的安全性。

（8）继电器电路：继电器电路单片机属于一个控制型的处理系统，驱动能力比较弱。

为了控制照明系统的开通需要能够控制强电的器件。

目录绪论1教室灯光自动控制整体描述1.1 灯光控制总体思想 (7)1.2 灯光控制方案分析 (8)1.3本章小结 (9)2 硬件电路设计2.1微控制器 (10)2.1.1核心控制模块 (11)2.2 教室人数检测模块 (11)2.2.1热释电红外传感器的原理 (11)2.2.2教室人数检测模块的功能实现 (12)2.3 教室光照强度检测模块 (14)2.3.1光敏电阻的选择及功能简述 (14)2.3.2 光敏电阻检测光强原理 (16)2.4 按键控制模块 (17)2.5 液晶显示模块 (18)2.6 时钟模块 (19)2.7本章小结 (21)3 系统软件设计3.1系统监控主程序模块 (21)3.2系统自检及初始化 (22)3.3 系统主程序流程图 (22)3.4系统子程序流程图 (22)3.4.1按键控制流程图 (23)3.4.2液晶显示流程图 (24)4 系统仿真4.1调试方法与步骤 (27)4.2 主要问题分析 (27)5总结与展望5.1总结 (28)5.2展望 (28)参考文献 (29)致谢 (30)摘要该课题的研究对象是当前的各大院校对于不合理使用电力资源的现象，综合分析了传统照明系统和智能照明系统对灯光的控制方法，提出了以51单片机为核心的教室智能照明控制方案。

在此基础上，将此照明系统分为硬件和软件两个部分，其中硬件部分包括核心控制模块、液晶显示模块、时钟模块、红外检测模块和灯控模块等，STC89C52单片机作为该控制系统的核心元件，处理来自各个模块传输而来的信息，人体的存在通过热释电红外传感器来检测，教室中的光强度则利用光敏电阻设计的电路来检测，分析开灯所需的必要条件，该系统通过对人体是否进入教室里面，和教室中光强的检测以及是否达到设定开关时间段等条件的判断，将这些信息综合处理之后，从而实现对教师灯光智能控制的目的，避免大量浪费电力资源。

该系统具有安装方便、工作稳定、实用性强等优点，在很大程度上，能够帮助各高等院校实现对教室灯光的智能控制，从而在一定范围内实现对能源的节约和利用，本系统所采用的编程语言是C语言，采用模块化的设计思想，结构清晰合理，可移植性好，便于改进和扩展。

对一些照明时间较长、照明设备较多的场所(如学校教室、商场等)，其照明系统的使用浪费现象屡见不鲜。

由于缺乏科学管理和管理人员的责任心不强，有时在借助外界环境能正常工作和夜晚室内空无一人时，整个房间内也是灯火通明。

这样下来，无形中所浪费的电能是非常惊人的。

据测算，这种现象的耗电占其单位所有耗电的40％左右。

因此，有必要在保证照明质量的前提下，实施照明节能措施。

这不仅可以节约能源，而且会产生明显的经济效益。

1系统结构和工作原理系统结构图如图1所示。

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。

工作时，光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、室人是否有人等信息送到单片机，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。

2系统硬件设计按图1构成的系统硬件电路如图2所示。

为了使系统功能更加完善，在该系统中可以增加时间显示电路，用于显示当前的时间。

由于该部分硬件与软件均已成熟，在此不做详细介绍。

2.1中心控制模块目前较为流行的单片机有AVR和51单片机，从系统设计的功能需求及成本考虑，51单片机性价比更高。

AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机。

中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要，实现整个系统控制。

2.2光照检测电路如图2所示，当外界环境光照强时，光敏电阻R13阻值较小，则A点电平较低；当外界环境光照弱时，光敏电阻R13阻值较大，则A点电平较高，将此电平送到单片机，由程序控制是否实现照明。

2.3热释电传感器及处理电路 2.3.1热释电红外线传感器热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线，并将其转变为电压信号。

热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点。

实际使用时，在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜，这样可大大提高接收灵敏度，增加检测距离及范围。