基于单片机的智能照明系统设计

梁纪袖 ，刘 蕾 ，李守奎

（1.中国海洋大学，山东 青岛 266100；2.潍坊科技学院，山东 潍坊 262700）

1 绪论

本设计主要将利用单片机为核心，对人体信号的检测，并把人体检测信号转换成单片机能识别的电平信号，当单片机识别到人体信号后，将照明打开，再根据外界光线的强弱来控制照明设备的发光强度。一旦人体检测电路检测环境无人时，立刻传送一个信号给单片机，单片机识别后关闭照明，通过这样的控制方式以达到智能控制，有效的节能。为了让整个系统可靠运行，必须有一个良好稳定的电源系统，设计中还考虑了取电方式、电源稳定的因素并解决了这些问题。

2 硬件系统设计

本设计对系统硬件电路做了几个部分的设计，其中包括主机电路、人体检测电路、电阻电压转换电路、A/D转换电路、电源电路几个部分。具体系统框图，见图1。

图1 系统硬件框图

由STC公司生产的STC89C52RC是一种低功耗，高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在线系统可编程Flash，使得STC89C52RC为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活，有效的解决方案。

CS9803是专为热释电红外传感器（PIR）配套设计的集成电路，采用 CMOS工艺制造，具有性能指标高、一致性好、功耗低、外围电路简单、安装调试方便、工作可靠性高等优点，是目前同类产品中性能较优良、功能较齐全的器件。配上PIR及少量外围元件，就可构成工作稳定可靠的控制系统。CS9803热释电红外控制集成电路采用标准的DIP16脚塑封结构，内部由系统时钟、两级运放、电压比较器、检测器、计时器、过零检测器及输出控制电路等组成。A/D转换器（ADC）的作用就是把模拟量转换为数字量，以便于计算机进行处理。本次设计采用的是ADC0809作为主要的A/D转换器，它是一种逐次比较式8路模拟输入，8位数字量输出的A/D转换器。LED作为第四代照明光源，具有工作电压低，耗电量小，发光效率高、寿命长等优点。与传统的白炽灯、荧光灯相比，节电达到 90%以上。被认为是21世纪的照明光源。

3 系统软件设计

在进行应用系统的总体设计时，首先要明确设计程序中应考虑的问题：

（1）根据软件功能要求，将系统软件分为若干相对独立的部分。设计出合理的软件总体结构，使其清晰、简洁、流程合理。

（2）各功能程序实现模块化、子程序化。既便于调试、链接，又便于移植、修改。

（3）在编写程序应用软件之前，应画出软件流程图。这不仅是程序设计中一个重要部分，而且是决定成败的关键部分。从某种意义上讲，多花一份时间来设计程序流程图，就可以节约几倍源程序的编辑调试时间。

（5）要合理分配系统资源。包括 ROM、RAM、定时器/中断器、中断源等。其中最重要的就是 RAM 的分配。因为采用的是C51进行编程，强大的KEIL51会自动分配系统资源，这部分相比汇编语言方便很多。

图2 主程序流程图

4 结束语

本设计主要着重阐述了以STC89C52RC为核心如何对人体信号的采集，然后对信号的处理，并且对外界环境光线强度进行分析，设计进行控制的系统，使用单片机控制整个系统的运行。为了直观的显示，采用数码管和发光二极管同时显示的方法，并且有蜂鸣器声音报警。

1 李家驹.instabus KNX智能照明系统在办公楼中的应用[J].建筑电气，2010（4）：52～54

2 贾景堃.智能照明系统在广州地铁新线中应用的可行性研究[J].机电工程技术，2010（5）：101～102