基于红外线的智能照明系统的设计

摘 要近年来，随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，家居、酒店智能化日益备受人们推崇。作为智能化的组成部分智能照明系统更成为当今装饰、装修的关注点。本设计是基于红外线的智能照明系统设计。它综合利用红外线遥控技术，单片机控制技术，实现对照明的智能控制。它能让拥有者 对照明系统进行遥控控制，实现灯组的任意点亮或亮度调节，不同情况下场景的选择，以及灯组的总开总关和定时关灯等功能，这样方便 实用，并具有 节能功效。关键词：智能照明，遥控，单片机，声光控AbstractIn recent years, with the development of science and technology as well as the improvement of peoples lives, home and hotel intelligent has been highly valved day by day. As an intelligent integral part - intelligent lighting systems have become the concern of. Decoration today.The design is based on infra-red design of the intelligent lighting system. It make integrated use of infra-red remote control technology as well as single-chip control technology to control the intelligent control of lighting. It allows the owner to remotely control the lighting system to achieve any lit lanterns or brightness adjustment, under different circumstances the choice of scenes, as well as the total lamp to open Group Chief Customs and timing lights and other functions, so convenient and practical, and with energy-saving effect.Key words: Smart Lighting, Remote Control, Single-Chip, Sound and Light Control1目 录1 前言 .12 智能照明现状分析 .13 系统设计方框图 .34 系统硬件电路设计 .34.1 电源 .34.2 遥控模块 .44.2.1 信号选择 .44.2.2 遥控电路主要芯片介绍 .54.2.3 遥控电路 .64.2.4 遥控编码 .84.3 控制电路 .94.3.1 单片机前向通道 .94.3.2 柔和度调节 .104.3.3 灯其他功能电路 .114.3.4 显示电路 .125 系统软件设计 .125.1 程序流程图 .135.2 主要程序分析 .145.2.1 INT0 外部中断控制 .145.2.2 显示控制 .157 结束语 .16致谢 .16参考文献 .17附录 1 主电路 .18附录 2 部分程序 .1921 前言随着经济的进一步发展，生活水平的提高，人们对生活品质的要求也越来越高，传统 的照明系统已经远远满足不了现代人的需要，对于照明的控制，人 们希望使用更加方便甚至是随心所欲，于是智能照明系统应运而生。通讯技术、网 络技术、传 媒业的飞速发展和高度结合，数字化家居将得到进一步的快速提升，技术也将进一步的成熟，各类 通讯标准和市场也将得到进一步的规范，在不久的将来，智能照明将真正飞入寻 常百姓家。照明系统是我们生活中最常用的基础系统。随着智能家居产业的兴起，充满人性化的家居智能照明系统将带给你浪漫，温馨的家居环境。智能照明可以控制照明光源的发光时间、亮度，它不仅具有软启，调光，全开全关等基本的功能 ，而且与其它智能系统连动还能实现具有场景设置等更具人性化的功能。实现照明管理智能化，操作简单更灵活。全面提升家庭环境的品位和生活的舒适度。所以智能照明系统代替传统的照明系统，是家居智能化过程中必然要走的一步。2 智能照明现状分析 智能照明行业自从上世纪 90 年代进入中国市场以来，受市场的消费意识、市场环境、 产品价格、推广力度等各方面的影响，一直没有太大的起色。 到底哪些因素影响智能照明市场的快速普及呢？ (1) 国内的智能照明 产 品推广力度远远不够。由于这是一个新兴行业，不同于普通消费品市场的建设，消费观念的形成还需要时间， 产品的宣传力度 还需加大。但是随着 经济 的发展、相关行 业对外开放的力度的加大，部分国际品牌如 Dynalite、路创、 WIELAND、e-bfb 等进军中国市场，与国内智能照明厂家和商家如百分百照明、瑞朗、索博、海尔、清华同方等企业相互取长补短，在良性的市 场竞争中，推 动智能照明行业的发展与增长。由于市场没有成型，还没有形成大的消费市场，大部分智能照明厂家在市场渠道的建设上也一直在探索着适合这个行业的模式。由于各方面的原因，传统的照明、电 工经销商很难推动 、装 饰公司不够专业等因素使智能照明市场还没有形成稳定的销售渠道。3(2) 消费者在 认识上存在误区。 普通家庭在照明问题上由于传统观念影响，普遍感觉照明系统是否智能，并不是必须要具备的。由于文化素质高低的差异， 许多人 虽然对智能照明有些了解，但对于 这种高科技的产品也担心不会使用，有的甚至担心维修保养问题，从而造成更大的麻烦。(3) 经济基础 决定家居档次。我国现阶段，虽然国民 经济呈现高速发展之势，但起步较低， 绝大多数家庭还刚刚处在温饱阶段，就业 形势、子女教育、医疗负 担等压力，使人们还不敢过分追求家居的舒适，通常的对策是增加储蓄，以 备不 时之需。而且，普通家庭住房一般就是二居室或三居室，是否采用智能化照明，现实意义并不大。因此， 对于智能照明、智能家居等先进的时尚商品，采取 现阶 段观望，未来几年随着家居条件的改善再决定是否安装。总之，国内 绝大多数家庭的经济状况，也是影响智能照明系统普及的重要原因，尽管智能照明系统的价格并不昂贵。（4）产品因素市面上个别智能照明产品水平不高，也不能满足人们的需要。有的产品只能在一个地方控制，不适合于大房子；有的遥控灯不能实现网络化的控制方式，不能用一个遥控器控制所有的灯；有些单独的调光开关只是调光，没有记忆功能，不能自动延时或进行其他高级操作等。在一定程度上，也影响人们对智能照明产品的看法。但是传统的本地式、一开一关的控制方式，也制约了现代人快节奏的生活方式，现代家庭中应用一套优 秀的智能照明系统可以提升家庭环境的品质，确保家庭生活的舒适和健康。所以智能照明系统最终取代传统的照明系统，乃大势所趋，是家居智能化过程中必然要走的一步。另外，智能照明系统可以依靠无线技术来实现网络功能，无线技术不但可以免去布线的烦恼，而且可以方便的解决家庭设备的联网问题，因此，网 络化的智能照明系统会令你的生活更丰富多彩。智能照明系统相对于传统照明具有以下不可比拟的优势：（1）适合于大户型住房，如别墅， 跃层等。没有遥控功能，房子越大就越不方便。试想，开关（或查看）一次灯还要上楼或下楼来回的跑，该是多么的 烦恼；没有实现全开全关的操作，离家前还得检查一遍是否所有的灯已经关闭，非常麻烦；没有场景操作，不能对成组的灯进行控制，使家庭的光线显得比较单调，也不能 满足人们的多 样化的时尚要求。（2）传统照明的关灯操作不节能。由于关灯不方便，造成关灯不及时而浪费电能；没有调光功能，有的时候灯太亮却无法调暗，既刺激人眼，又浪费电能，必须更 换灯泡才能解决问题；还有开4关灯时，亮度骤然变化，不仅对人眼的刺激很大，而且灯丝温度急冷急热，严重影响灯泡的使用寿命；不能及时或自动延时关灯，既费电，也费事。而智能照明恰恰能够很好地解决这些问题。随着网络技术及通信技术的发展，智能化家居的发展，智能照明系统作为智能化家居的重要组成部分面临着很大的发展机遇，智能化家居作为人类通信、网络、建材、安防等行业发展之集大成，受到社会极大的关注。它不仅方便了人们的生活，提高了家居品位，还从一定程度上改变了人 们的生活方式，从而改善了人们的生活质量。生活水平的提高，人们对生活品质 的要求也越来越高， 传统的照明系统已经远远满足不了现代人的需要，对于照明的控制，人们希望使用更加方便甚至是随心所欲，于是智能照明系统应运而生。3 系统设计方框图图 1 系统结构框图如系统方框图所示，该智能照明系统由遥控发射部分，遥控接受部分，控制部分，驱动 部分以及灯模块 五大部分构成。遥控 电路由 PT2262 和 PT2272 做编译码芯片， LT0038 做接受芯片，完成 对遥控信号的 编码、发射、接收、 译码操作。控制部分以单片机 AT89C51 为控制核心，实现指令的读取、译码和输出控制。 输入接口采用双四或非门 CD4002 芯片和非门芯片对输 入信号进行操作作为触发信号 。输出接口采用驱动 芯片 UIN2003，普通 继电 器，固态继电器 MOC3021 以及四二与门 CD4082 相结合对灯模块进行控制。实现灯的柔和度调节，亮度调节，场景设置，灯组配置和定时 关等功能；另外， 74LS164 芯片和数码管 LED 组合控制各项参数的输出。4 系统硬件电路设计4.1 电源遥控发送部分遥控接收部分驱动部分灯组调节 ，场景设置显示单元柔和度 调节控制部分总开总关，定时关亮度调节5电源有交流和直流之分，居民平常所用电源是 220V 交流电源，而智能照明系统中有些芯片或灯需要采用低压直流电源。因此要设计一定的低压稳压源满足系统控制的需要。实践证明，系统失效和硬件损害使各种干扰引起的，而 90%左右的干扰来自于电源。可 见电源的优劣对 系统的影响相当大，目前有以下电源可供选择 1。（1）阻容分压式采用简单的电阻电容分压滤波。这种电源稳定性能差，电源波动大， 带负能力小。（2）开关电源这种电源的稳压性能好，纹波小，但成本高。（3）线性电源这种电源稳压性能好，隔离性能好，成本适中。而单片机对电源要求很高，本电路采用线性电源得到 5V 和 12V 直流电压。图 2 电源220V 交流电经两个变压器分别降压为 7.5V 和 10V。降 压后的 10V 电压经整流桥整流后再由 1000F、0.1F 两个电容滤波便可得到 12V 直流电压，供彩灯做工作电源。来自变压器的 7.5V 电压经整理桥整理后，再由稳压器件 5081 稳压输出 5V 直流电压，给单片机和其它芯片提供 电压 。这路中，输入端的两个电容起滤波作用，输出端的两个 电容是去耦电容， IN4007 二极管起保护作用，它能防止输入端短路时，输出端 470F 的放电电流倒流入 稳压器的输出端，从而 损坏稳压器件 5081，有了 IN4007 二极管，输出端的 470F电容会通过其放电，保证稳压器件输入输出两端的反向电压不超过 0.7V，达到保护的目的。4.2 遥控模块abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpGND1234567 89101112131474LS164P3.1P3.06遥控模块有遥控发射部分和遥控接收两部分组成。遥控信号采用红外线；编译码芯片是 PT2262 和 PT2272，它 们属于完全的自编码和自解码，地址一致，PT2272 对应管脚与 PT2262 对应管脚输出的电平相同。信号发射通过发光二极管传播出去，接收由 LT0038 芯片实现。4.2.1 信号选择遥控信号有射频和红外线之分。两种信号各有特色，射频信号 率 范 围 在300KHz 30GHz 之 间 ，传播距离较远，方向任意，又不受 墙壁阻碍主要用于远距离控制；红外线频 率 范 围 在 1012Hz51014Hz 之 间， 传播距离较近，沿直线传播，且无法穿透墙壁，这样便不影响周边环境 ，如不干扰其它电器设备。另外红外线遥控电路调试简单，一般只要按给定电路连接，不需任何调试即可投入工作；再有其编解码容易，可进行多路遥控。因此， 红外遥控在室内近距离（小于 10 米）家用电器遥控中得到了广泛的应用 2。本设计也采用 红外线作为遥控信号传播。4.2.2 遥控电路主要芯片介绍(1) 2262/2272 芯片介绍 1PT2262/2272 芯片是台湾普城公司生产的一种 CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，是目前在无 线通讯电路中作地址编码识别最常用的芯片之一。PT2262/2272 一对带 地址、数据 编码功能的无线遥控发射/ 接收芯片，且 属于 CMOS 工艺制造，低功耗，外部元器件少，RC 振荡电阻，工作电压范围宽：2.615V 。数据最多可达 6 位，地址码最多可达 531441 种，设定的地址码和数据从 17 脚串行输出，可用于无 线遥控发射电路、 红 外遥控发射电路。在具体 应用中，外接振荡电阻可根据需要 进行适当的调节，阻 值 越大，振 荡频率越低，编码宽度越大，发送码一帧的时间 越长。 其中发射芯片 PT2262 将载波振荡器、 编码器和发射单元集成于一身，使 发射电路变得非常简洁。表 1 PT2262 管脚功能名称 管脚 说 明A0-A11 1-8、10-13 地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”( 悬空)D0-D5 7-8、10-13 数据输入端，有一个 为“1” 即有编码发出，内部下拉Vcc 18 电源正端（）Vss 9 电源负端（）TE 14 编码启动端，用于多数据的编码发射，低电平有效；OSC1 16 振荡电阻输入端，与 OSC2 所接电阻决定振荡频率；7接收电路采用 PT2272 芯片， 有锁存和非锁存两种。锁存型用 L 表示，数据只要成功接收就能保持对应的电平状态，直到遥控数据发生变化才改变。非锁存型用 M 表示，数据脚与发 射端瞬时对应，可以用于类似点动的控制。本电路采用带锁存功能的.表 2 PT2272 管脚功能名称 管脚 说 明A0-A11 1-8、10-13地址管脚,用于进行地址编码,可置为“0”,“1”,“f”( 悬空), 必须与 2262 一致,否则不解码D0-D5 7-8、10-13地址或数据管脚,当做为数据管脚时,只有在地址码与2262 一致,数据管脚才能输出与 2262 数据端对应的高电平,否则输出为低电平,锁存型只有在接收到下一数据才能转换Vcc 18 电源正端（）Vss 9 电源负端（）DIN 14 数据信号输入端，来自接收模 块输出端OSC1 16 振荡电阻输入端，与 OSC2 所接电阻决定振荡频率；OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端；VT 17解码有效确认 输出端（常低）解码有效变成高电平（瞬态）(3) LT0038 芯片介绍LT0038 是塑封一体化红外线接收器，由电源正（VDD ）、电源（GND）和数据输出（VO 或 OUT）三管脚组成。 它是一种集红外线 接收、放大、整形于一体的集成电路接收频率为 38KHz，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与 TTL 电平信号兼容的所有工作，没有红外遥控信号 时为高电平，收到红外信号时为低电平，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输。4.2.3 遥控电路PT2262 的 14、15 端接振荡电 阻，17 管脚是编码输 出端地址位悬空， 6 个功能开关接 6 个数据位，同时经 二极管接到 18 管脚。正常情况下， 18 管脚不接通OSC2 15 振荡电阻振荡器输出端；Dout 17 编码输出端（正常时为低电平）8电源，其 17 脚为低电平，所以 38KHz 的高频发射电路不工作，只有当有键按下时，PT2262 才得电工作，数据变化，受编码信号调制在 38KHz 上，经 17 管脚输出，通过控制达林顿管的导通与否改变发光二极管的亮灭将编码信号以红外线形式发送出去。图 3 发射电路由于红外线接头芯片 LT0038 的接收频率为 38KHz，则由发射电路控制芯片频率 f=2*1000*16/Rosc(k ) kHz得 Rosc=2*1000*16/f=2*1000*16/38KHz=842 k 结合表 3 知，芯片 PT2262 与 PT2272 的振荡电阻分别取 1.2M 和 200K。表 3 振荡电阻匹配编码发射芯片振荡的电阻 配套的解码接收芯片振荡电阻PT2262 SC2260R4 PT2272/SC22721.2M 200K1.5M 5.1M 270K2.2M 390K5VC1815K11 2 3 4 5 6 7 8 918 17 16 15 14 13 12 11 10PT2262K2K3K4K51.2M4747F2.7K*5IN4148*5K693.3M 12M 680K4.7M 20M 820K本遥控单元利用红外线接收头 LT0038 接收 38KHz 信号，然后送给遥控接收控制芯片 PT2272 的 14 管脚。 14 管脚得到接收信号 时，地址码经过两次比较核对后， VT 脚才 输出高电平，于是便开始启 动解码 ，接收的信号 经 PT2272 硬解码输出与发射端对应管脚电平的变化信息，将信号输给单片机。接收电路与发送电路地址对应都为悬空设置， 15 和 16 管脚接的振荡电阻，其阻值与 PT2262 的振荡电阻相匹配。图 4 接收电路遥控模块工作过程如下：当 PT2262/2272 芯片的地址一致。PT2262 的六个数据位接六个功能按钮，当有按键按下时， 发送模块工作，以 红外线形式传送出去。匹配的红外线接收头接收信号后再传递给 PT2272，PT2272 经解码将 PT2262的按键信息准确的反应在自己的对应管脚上。由于管脚与单片机 P1 口相连接，则按键信息便被单片机读取，与预设按键功能比较后，译码出相应的控制指令进行灯的各种控制。这便完成了遥控控制。PT2262 六个按 钮的预设功能依次为:灯的开和关，灯的柔和度调节，亮度 调节，场景设置，灯组配置和定时关功能。4.2.4 遥控编码遥控信号的一组字码由 12 位 AD 码有地址码和数据码组成，每组字码之间有同步码隔开。 PT2262 发 射芯片地址编码输入有“1”、“0”和“开路” 三种状态，数据输入有“1”和“0”两种状态。 地址码和数据码都用 宽度不同的脉冲来表示，两个窄脉冲表示“ 0”；两个宽脉冲表示 “1”；一个窄脉冲和一个 宽脉冲表示“ F”，也就是地址码的“悬 空” 。格式如图 4 所示。1 2 3 4 5 6 7 8 9101112131415161718p t2 2 7 21 0 K2 0 0 KS 8 0 5 0LT3 0 0 8V C C10图中 a=2*时钟振荡周期，低电平用 4a 表示，高电平是低电平的三倍，即12a。当有 键按下时，便按 这样的脉宽编码调制于 38KHz 频率上，再通过控制发光二极管的变化以红外线的形式发送出去。PT2262 每次至少发送 4 次编码，首先我们可以通过检测 11ms 宽度的同步码头，有 码头 才开始进行编码解码，无码头则继续等待。当收到码头时 ，还要检测是否已经收到 过码头，若无， 则丢弃第一次编码的信号，以防止误码 。PT2262 和 PT2272 是一对编码与译码系统，只要地址预设一致，完成编码的接收，PT2272 就能实现对 PT2262 的硬解码。得到与PT2262 管脚 对应的管脚信息， 这便实现了遥控的编码 和解码。图 5 编码格式4.3 控制电路 4.3.1 单片机前向通道单片机前向通道有晶振电路，复位电路， PT2272 的 输入电路组成。 实现单片机正常工作，以及对遥控信号的读取 3。（1）时钟电路 89C51 芯片内部有一个反增益反相放大器，用于构成振打器。反相放大器的输入端为 XTHL1，输出端为 XTAL2，两端跨接石英晶体及两个电容，就可以构成稳定的自激振荡器。电容器阻值在 30PF 左右，可稳定频率，对频率有微调作用。此电路采用 12MHz 振荡频率，于是采用 12MHz 晶闸管值稳压，两个 30PF 电容微调。（2）复位电路复位电路是单片机得电工作的前提。单片机通电时，其复位端至少保持两个周期的低电平，单片机就启 动初始化，程序开始运行。 现采用 850电阻与 10F32a2*SOC位位“0”a位位“1”位位“f”a=2位位位位位位位1/8位位=4a 位位1位位=32a4位位位=128a11串联构成复位电路。（3）PT2272 接口电路PT2272 与 PT2262 按钮标号 K16 对应的数据位依次连接到单片机P1.01.5 管脚。这样发射端按钮信息将在单片机相应的管脚上反映出来。单片机采用外部中断触发，于是将 PT2272 的六位数据位同 时经过双四或非门 CD4002 连接到 P3.2 外部中断零端口，作为 P1 端口扫描的触发信号。当有按钮按下时，遥控接收电路接收到编码信号，并将译码信号在 PT2272数据位上表示。它们经过 CD4002 或非门，就会产生电平变化，引起外部中断零中断，单 片机执行中断程序 对 P1 口扫描读数，这便读取了遥控控制信号，为之后向通道控制作准备。图 6 单片机前向通道电路图4.3.2 柔和度调节P1.01 P1.12P1.23 P1.34P1.45 P1.56P1.67 P1.78RST/VPD9 P3.0/RxD10P3.1/TxD11 P3.2/INT012P3.3/INT113 P3.4/T014P3.5/T115 P3.6/WR16P3.7/RD17 XTAL218XTAL119 GND20 P2.0 21P2.1 22P2.223P2.3 24P2.4 25P2.526P2.6 27P2.7 28PSEN29ALE/PROG 30EA/Vpp 31P0.732P0.6 33P0.5 34P0.435P0.3 36P0.2 37P0.138P0.0 39VCC 40AT89C51VCC12MHz123456789 101112131415161718pt22720.85K10K200KS80501 32 4 5 6 7891011121314CD400230PF30PF10FVCCLT3008P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST/VPD9P3.0/RxD10P3.1/TxD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17XTAL218XTAL119GND20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PROG30EA/Vpp31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40AT89C51D77D11 Q1 16D22 Q2 15D33 Q3 14GND8Q4 13D44 Q5 12D55Q6 11D66 Q7 10VCC 9UIN2003100 12V150J2J2IN4007VCC12图7 柔和度电路彩色发光二极管具有暖色，可进行柔和度调节。本 电路串联一组黄色 LED灯进行柔和度的调节。一般普通彩色 LED 的电压约为 1.8V2V,电流约 5-20mA。由 N=12V2V=6,则可以串联 5 个黄色发光二极管 进行柔和度的调节。则串联电阻阻值 R=（12V-2V*5）20mA=1004。如果要需要达到更好的柔和度效果，只需在此电路基础上并联多组彩色发光二极管，就可达到更好的效果。也可以在此 12V 直流电压作用下混联连接。此柔和度的调节由K2遥控控制，由 单片机P2.0 管脚 进行输出控制。4.3.3 灯其他功能电路图8 灯模块电路如图所示,灯模块的控制是受固态继电器MOC3021实现的，其中UIN2003是其驱动芯片，四二与门是调 光用的，它将 P0端口输出的灯组信号分别与P2.7管脚的调光信号相与，实现对灯 组的综合控制，从而 实现 亮度调节，灯形 设置，灯组配置功能。而其定时关功能是 过普通继电器实现的。灯的各项功能都是由遥控发射部分的按钮控制。当按键按下时，单片机收到后执行相应指令，把控制信号 发给执行机构固态继电器或普通继电器。普通继电器得电吸和，与之相应的那一支路灯便亮了。P1.01 P1.12P1.23 P1.34P1.45 P1.56P1.67 P1.78RST/VPD9 P3.0/RxD10P3.1/TxD11 P3.2/INT012P3.3/INT113 P3.4/T014P3.5/T115 P3.6/WR16P3.7/RD17 XTAL218XTAL119 GND20 P2.0 21P2.1 22P2.223P2.3 24P2.4 25P2.526P2.6 27P2.7 28PSEN29ALE/PROG 30EA/Vpp 31P0.732P0.6 33P0.5 34P0.435P0.3 36P0.2 37P0.138P0.0 39VCC 40AT89C51D77D11 Q1 16D22 Q2 15D33 Q3 14GND8Q4 13D44 Q5 12D55Q6 11D66 Q7 10VCC 9UIN2003A?DENG123456VSS8910111213VCCCD4081MOC302110K15047FAC220VA?DENGMOC302110K47FA?DENGMOC302110K47FA?DENGMOC302110K47FJ1J1150150150150VCCVCCVCCFUSE1IN400713四个支路的灯可以任意组合16种，随机选择9种常用的灯组由遥控部分K4控制。场景设置由灯组和亮点两参数共同决定。设置4种场景，由遥控开关K5控制。灯的开和关由遥控开关K1决定，由 电磁继电器J5执行。K1按一次开，再按一次关，如此循环控制。定时开关是由电磁继电器J2执行，但受遥控开关K6控制。共设8个定时级别，每个级别相差三个小时。4.3.4 显示电路此显示电路由数码管LED和74LS164组成。74LS164是串行输入并行输出芯片。单片机采用串行端口传输 数据。 单片机对74LS164 进行控制，其 RXD端传播数据，TXD端口作为时钟控制， P3.6控制使能端。 74LS164向数码管LED传送并行数据使其进行显示 5 。当有按键信息时，单片机判断其功能作用，若是灯 组配置，亮度 调节，场景设置，定时关信息时，单片机P3.6端口先置零对74LS164输出端清零，同时它们的级数将加一后通过单片机RXD串行传送给74LS164, 74LS164 再把并行数据传递给数码管显示。数据传送完后，再对P3.6管脚置1。 图9 显示电路5 系统软件设计本设计是硬件电路设计和软件编程相结合，才能完成系统所要达到的目的。此软件编程包含主程序，外部中断0中断子程序，定时器0中断子程序，三大部分。主程序由程序的初始化，中断的选择程序和灯模块各项控制参数的输出程序以及各种显示参数的输出程序构成。主要实现中断的开启，对灯组模块的直接abfcgdeDPY1234567abcdefg8dpdpGND1234567 89101112131474LS164P3.1P3.014输出控制以及显示参数的显示控制。外部中断0中断子程序包含P1端口扫描部分，判断转移部分，开与关参数变化和存储程序，灯组配置参数 变化和存储程序， PWM调光参数变化和存储程序，柔和度调节参数变化和存储程序，定时关灯组参数变化和存储程序，输出显示参数程序以及延迟程序。实现 灯模块各项参数的变动、存取， 显示参数的改变、存取；PWM 调光脉冲的输出， 调光级数的变化、存储。定时器0中断程序主要是定时时钟功能，完成时、分、秒的 变化与定时关级数作比较，相等时便关灯。5.1 程序流程图图9 主程序流程图定时器 T0 中断秒 单元加 160 次到否分单元加 160 次到否24 次到否与定时关参数等否YY定时关机YYNNN秒单元清零分单元清零时单元加 1时单元清零返回N开始系统初始化开中断等待中断15图10 定时中断流程图图11 INT0中断流程图5.2 主要程序分析5.2.1 INT0外部中断控制该中断采用外部中断0下降沿触发方式控制。初始化后单片机处于等待中断状态。当有 键按下时，按键信号通过或非门控制便进 行下降沿触发中断。中断 发生后有可能是干扰信号，要先判断是否是干扰信号再读出具体的引脚信号。IN: MOV P0,#0FFH；读引脚前先初始化延迟去抖动读管脚INT0 中断P0.0=1P0.1=1P0.2=1P0.3=1P0.4=1P0.5=1灯组配置灯的开和关灯的柔和度调节显示亮度调节灯形设置定时关功能返回YYYYYYNYNNNNNN16MOV A,P1LCALL D-10MS ；去抖动 MOV A,P1ANL A,#0FHJZ RETURN；是抖动中断结束返回JB ACC.0 KAI；判断具体的控制功能JB ACC.1 JINGJB ACC.2 DENGJB ACC.3 LIANGRETURN: RETI；中断返回5.2.2 显示控制当程序进行照明控制。具体有场景设置，灯 组配置设置，灯 组亮度调节。XIAN: MOV A,25H；判断三种控制中哪种 JB ACC.0,JINGKJB ACC.1,LDENGKJB ACC.2,LANGKLCALL RETURNJINGK:MOV A,28H MOV DPTR,#TAB1MOVC A,A+DPTR；读出场景的控制参数MOV B,A；保存参数ANL A,#0FH；读场景中灯的配置参数MOV 24H,A；存场景中取灯的配置参数MOV A,B；读场景中灯的调光参数SWAP AANL A,#0FHMOV 23H,A存场景中灯的调光参数LCALL CHU；转向输出控制DENG: MOV A,27HMOV DPTR,TAB2MOVC A,A+DPTR；灯组合参数 读取MOV 24H,A；灯组合参数存取LCALL CHU；转向输出控制LIANG: MOV A,26H17LCALL CHUCHU: MOV R2,23H；亮度参数读取LOOP: MOV P0,24H；输出灯组参数SETB P0.4；开继电器开关，从而控制灯的明灭LCALL D-10MS；亮灯延迟DJNZ R2,LOOP；亮灯时间判断CLR P0.4；灭灯控制LCALL D-10MS灭灯延迟LCALL LOOP；亮度调节循环LCALL RETURNDL10MS: MOV R6,#0C8H ;循环200次，200*50uS=10ms DL1: MOV R7,#19H ;25*2个机器周期 DL2: DJNZ R7,DL2 DJNZ R6,DL1 RET7 结束语随着电子工业的飞速发展，电子技术的应用越来越普及，自动控制技术的发展在改变人们技术视野的同时，也在改变着我们的生活本身和我们的思路。智能控制技术已经并且必将继续深入人类的每一个领域，并将我们带人更新的生活空间。本文提出并完成设计调试的智能化节能解决方案，作为一种应用电子类的智能化方案，期望为高校、会议室、影院、茶楼等各个公共场所照明设备的智能化管理和能源节约提供方便或帮助。该智能功能照明控制设计主要就线性电源，软件编程对灯的场景设置，灯组设置和两种调光方式进行控制设计。由于笔者知识水平有限，再者时间比较仓促，所作研究不够深刻，所以难 免有不当之处， 还望谅解。致谢时光如梭，转眼之间四年的学习生活在这次毕业设计后将画上圆满的句号。在这四年中，河南科技学院的各位领导、老 师和同学 对我的学习给予了很大的支持和帮助，我在这里不仅体会到了学习的乐趣，而且也感受到了集体给我的关怀。首先感谢我的指导老师，指 导老师在本次设计中给予了殷切指导，在写论文的过程中，老师给我做了全程的分析与引导。指 导老师 知识渊博、治学 严谨。在本次设计中我不仅受到指导老师的学风、师德的熏陶，而且他的学识和风范、关 怀和教诲，将成为我永远的精神 动力，并相信 这在我的人生中将会受益匪浅，同 时18也使自己的理论学习和实际联系得更加紧密。也更加端正了自己的工作作风和学习态度，以及工作中的持之以恒的精神！另外，在我设计期间，同组同学也给了我很多的帮助，在此我也向他 们表达我真诚的谢意。最后，对所有在我学习生活中给予帮助和关心的人表示衷心的感谢！参考文献1 彭为，黄科，雷道忠单片机嵌入型系统实例精讲M北京：工业出版社， 200652 肖景和，赵健红外线热释电与超声波遥控电路M 北京：人民邮电出版社，2003 13 李朝青单片机原理及接口技术 M北京：北京航空航天大学出版社，200654 康华光电子技术基础（数字部分）M北京：高等教育出版社，200615 陈有卿实用灯光控制电路 300 例M 北京： 中国电力出版社 ，200526 陈永甫实用无线电遥控电路M北京：人民邮电出版社，2007 77 李光飞新编电子电路大全M北京：中国计量出版社，200118 宋春荣等通用集成电路速查手册M山东：山东科学技术出版社，200319 丁化成等AVR 单片机应 用设计M 北京： 北京航空航天大学出版社，20064 10 李光飞等 单片机课程设计实例指导M北京：北京航空航天大学出版社，20041 11 张勇PROTEL 99SE 电路设计技术入门与应用M北京：电子工业出版社， 200712 刘修文新编电子控制电路 300 例M北京：机械工业出版社，2006 4 13 彭介华电子技术课程设计指导M北京：高等教育出版社，2004 214 徐大诚，邹丽新等微型计算机控制技术及应用M 北京：高等教育出版社，20035 15 房小翠单片微型计算与机电接口技术M北京：国防工业出版社，2003516 陈有卿实用灯光控制电路 300 例M北京：中国电力出版社，2006419附录 1 主电路P1.01 P1.12P1.23 P1.34P1.45 P1.56P1.67 P1.78RST/VPD9 P3.0/RxD10P3.1/TxD11 P3.2/INT012P3.3/INT113 P3.4/T014P3.5/T115 P3.6/WR16P3.7/RD17 XTAL218XTAL119 GND20 P2.0 21P2.1 22P2.2 23P2.3 24P2.4 25P2.5 26P2.6 27P2.7 28PSEN 29ALE/PROG 30EA/Vpp 31P0.7 32P0.6 33P0.5 34P0.4 35P0.3 36P0.2 37P0.1 38P0.0 39VCC 40AT89C51D77D11 Q1 16D22 Q2 15D33