基于计算机与单片机通信的灯光控制系统

黄燕 李成勇

摘要：本文设计了一种基于计算机与单片机通信的灯光控制系统，本系统主要是以AT89C52单片机为核心，RS232是作为计算机端与单片机端的通信接口，继电器箱作为一个智能控制开关，信号传输电缆主要用于单片机端与继电器以及LED的连接线路，需要时，直接通过计算机端就能对灯光进行有效的控制。该系统具有可靠性高、灵活性和可操作性强等优点。

关键词：AT89C52：RS232串口通信;继电器;灯光控制

中图分类号：TP368.1

文献标识码：A

文章编号：1672 - 9129（2018）12 - 0126 - 01

1 系统的整体设计思想

整个系统主要是由上位机、下位机、可控硅箱及连接电缆组成，对灯光进行智能化控制。下位机主要是指AT89C52单片机，功能是对继电器进行控制。下位机会自动检测环境中是否有人存在，并将检测到的信息通过RS232传输到上位机。上位机就针对接收到的信息发出相应的指令，并通过RS232传输给下位机，下位机就执行相应的指令。另外人工也可以进行手动的控制下位机的继电器来实现控制灯光开关的功能。

通过系统的上位机和下位机的功能进行分析，下位机主要有以下三个功能：第一、能接收和发送数据，进行实现与上位机进行数据交换;第二、可以对灯光进行控制;第三、能检测到光照强度的信息。

上位机的功能主要有以下二个：第一、能发送与接收数据;第二、管理人员能够通过按键来设定阀值。

2 单片机模块

STC89C52是一种可编程Flash的存储器，也是低功耗和高性能CMOS8位微控制器。此控制器采用了高密度非易失性存储器技术，且能和工业80C51产品指令以及引脚实现完全兼容。Flash是能够在程序存储器的系统进行编程，还适用于常规的编程器。在单芯片上，具备灵巧的8位CPU和在线系统上可编程Flash，以致于STC89C52能在众多的嵌入式控制应用系统中提供超高灵活、超有效的解决方案。

为什么本次实验中不选用STC89C51系列单片机而选择STC89C52 7

因为RAM 89c51是4K，但89c52是8K。RAM89c51是128字节，但89c52是256字节。就编程来说区别不大，主要是硬件资源的区别。RAM空间增大：AT89C51有128字节的内部RAM，AT89C52的内部RAM扩展为256字节。内部FLASH变大：AT89C51有4K字节的内部FLASH PERAM，而AT89C52的内部增加1倍达到8K。中断源增加：AT89C52除了具备AT89C51的定时器/计数器TO和定时器/计数器Tl，还额外增加了一个定时器/计数器T2。

3 继电器模块

继电器就是给控制部分输入电能，并且转化成磁能，当磁能量积累到一定的程度后，被控制的电路就会发生“有或无”或者是“通或断”的变化的一种控制电器，一般来说，被叫做开关。但和一般的开关不同，它是按照控制逻辑设置实现智能化的控制，不需要人为手动去操作。

继电器有三种基本形式：

动合型（常开）（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。

动断型（常闭）（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。

转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。

当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系統（又称输出回路）之间的互动关系。

4 通讯接口模块

通信接口（ communication interface）是指中央处理器与标准通信子系统之间的接口。比如：RS232，也称作串口，是电脑机箱后方的9芯插座，旁边一般有”10101”样标识。

接口的信号内容：实际上RS -232 -C的25条引线中有许多是很少使用的，在计算机与终端通讯中一般只使用3 -9条引线。RS - 232 -C最常用的9条引线的信号。

接口的电气特性：在RS -232 -C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即：逻辑“l”- 5- - 15V;逻辑“0”+5-+15V，噪声容限为2V。要求接收器能识别低至+3V的信号作为逻辑“O”，高到-3V的信号作为逻辑“1”。

接口的物理结构：RS - 232 -C接口连接器一般使用型号为DB - 25的25芯插头座，通常插头在DCE端，插座在DTE端.一些设备与PC机连接的RS -232 -C接口，因为不使用对方的传送控制信号，只需三条接口线，即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB -9的9芯插头座，传输线采用屏蔽双绞线。

5 结束语

随着社会高科技的不断发展和多样化，对灯光的要求自然也会有所提高，而传统的灯光控制基本上就是通过手工操作，再根据现场的灯具情况来进行设计，这样临时的设计头绪很复杂，条理也不一定清楚，更重要的是浪费设备以及电力资源，还不一定能达到预想的效果，修改也很不方便。若利用计算机来进行辅助控制，上面的那些问题就能轻易的解决，还能提高效率。

参考文献：

[1]黄以华，廖世文，刘燕林，等.基于DMX512协议的LED灯具控制系统[J].照明工程学报.2015 （4）：48 -53.

[2]易理告.基于嵌入式系统的24通道舞台电脑灯控制系统的设计[J].广东工业大学学报.2016（ 6）：4 -6.