基于单片机的照明控制

1、毕业论文中图分类号：TP273浅谈基于单片机的照明限制专业名称：电气自动化技术学生姓名：导师姓名：职称：讲师大学机电工程系2021年12月密级：无单位代码：11522中图分类：TP273UDC浅谈基于单片机的照明限制OfLightingControlBasedOnSingleChip姓学制3年专业电气自动化技术研究方向自动化技术导师职称讲师论文提交日期2021.12.29论文辩论日期2021.01.04大学机电工程系摘要近年来,电子技术行业日新月异,同时工程技术的电子化、集成化和系统化更促进了电子工程技术的飞速开展,在这个推陈出新的时代,基于单片机的限制系统已经应用于许多领域如工业、农业、电力

2、、一些智能化产业等,作为电子技术与计算机技术的结晶,单片机技术现已成为集成电路大家族中的重要成员.随着人们对照明系统的要求越来越高,普通的开照顾明技术已经不能满足人们的要求,同时能源短缺是21世纪国际面临的新课题,在寻找新的能源之外,节约能源,提升效益也就成为了我们研究的课题,所以如何来节省电力能源也成为了一个迫切需要解决的问题.从节约资源、对社会奉献、节省日常经费支出和人们的健康等多方面考虑,照明的节电问题不得不提到重要的议事日程上来.于是智能照明技术就凸显了出来,由于具备满足人们多样化需要的技术,已经越来越受到人们的欢送,而基于单片机的智能照明系统由于本钱低,操作简单,功能全面,成为智能照

3、明技术的主流.关键词：智能照明,照明限制,主限制器,分限制器,节能AbstractInrecentyears,ever-changingelectronicsindustry,electronicengineeringtechnologyatthesametime,moreintegratedandsystematicpromotionoftherapiddevelopmentofelectronicengineeringtechnology,inthiseraofinnovation,microcontroller-basedcontrolsystemhasbeenappliedinmany

4、fieldssuchasindustry,agriculture,electricpower,someintelligenceindustriesaselectronicsandcomputertechnology,crystalline,singlechipintegratedcircuittechnologyhasbecomeanimportantmemberofalargefamily.Aspeoplebecomeincreasinglydemandinglighting,generallightingtechnology,theswitchcannotmeetpeople'sr

5、equirements,whileenergyshortagesfacingthe21stcentury,thenewinternationalissues,inadditiontofindingnewenergysources,energyconservation,improveefficiencyhasbecomethesubjectofourstudy,sohowtosaveelectricenergyhasbecomeanurgentproblemtobesolved.Tosaveresourcesandcontributiontosociety,thedailyexpenditure

6、andsavingsofpeople'shealth,andmanyotherconsiderations,energy-savinglightingproblemshavetomentionanimportantagenda.Sosmartlightingtechnologytohighlightout,ashavethetechnologytomeetthediverseneedsofthepeoplehavemoreandmorepopular,andintelligentlightingsystemsbasedonsinglechipbecauseoflowcost,simpl

7、e,comprehensive,intelligentlightingtechnologytobecomemainstream.Keywords:intelligentlighting,lightingcontrol,themaincontroller,sub-controller,energysaving目录摘要IAbstractII1 概述11.1 单片机技术的现状11.2 单片机照明限制的开展前景及趋势22单片机照明限制的实现32.1 单片机照明限制的意义32.2 单片机照明限制应实现的功能42.3 单片机照明限制系统的应用领域43单片机的照明限制系统的设计53.1 系统设计要点53.2

8、 硬件局部总述53.3 软件局部总述84结束语9参考文献10致谢111概述随着时代的进步,国民经济飞速开展,电能这一清洁能源得到了全国人民的普遍使用.自从电能问世以后,通过使用电能而工作的电器相继产生,其中最大的创举是电灯泡的创造,于是照明技术随之推广而来.1974年,美国的Fairchild公司研制出第一台单片机F8,电器生产技术飞速革新,基于单片机的照明限制技术应运而生.单片机照明限制技术正随着科技的进步在不断地推陈出新.从最初的仅仅控制照明设备的开关与定时,到现在的可以通过无线通信技术来限制照明设备的启停、亮度、声控、红外线限制、以及应急等技术,可见,单片机技术的开展,已经越来越受到人们

9、的重视.1.1 单片机的技术现状单片机是指集成在一个芯片上的微型计算机,它的各种功能部件,如CPU随机存储器RAM只读存储器ROM根本输入/输出I/O接口电路、定时器/计数器等都制作在一块集成芯片上,构成一个完整的微型计算机,可以实现微型计算机的根本功能.自从1974年美国Fairchild公司研制出第一台单片机F8以后,迄今为止,单片机经历了由4位机到8位机再到16位机、32位机的开展过程.单片机的发展过程大致分为4个阶段：第一阶段197476年：单片机初级阶段.由于受工艺限制,单片机采用单片的形式而且功能比拟简单.例如美国仙童公司生产的F8单片机,实际上只包括了8位CPU64个字节的RAM

10、F口2个并行接口第二阶段197678年：低性能单片机阶段.以Intel公司生产的MCS-48系列单片机为代表,该系列单片机片内集成有8位CPU8位定时器/计数器,并行I/O接口,RAMF口ROW,但是最大的缺点就是无用行接口,中断处理比拟简单而且片内RAMF口RO廨量较小,且寻址范围不大与4KR第三阶段197883高性能单片阶段这个阶段推出的单片机普遍带有用行接口.多级中断系统,16位定时器/计数器,片内ROMRAM容量加大,且寻址范围可达64KB有的片内还带有A/D转换器.第四阶段1983年至今8位单片机稳固开展以及16位单片机,32位单片机推出阶段.此阶段的主要特征是：一方面开展16位单片

11、机,32位单片机及专用型单片机；另一方面不断完善高档8位单片机,改善其结构,增加片内器件,以满足不同的客户要求.1.2 单片机照明限制的应用前景及趋势目前,单片机照明限制的应用前景还不容乐观,由于单片机照明限制具有大范围限制的特点,所以一般应用于大型的场合,普遍用于集中限制,因而可以节省大量的时间和人力资源,但是对于小型的普通用户,那么不大实用,由于小型用户并不能充分使用照明限制系统,对于操作照明限制系统也是一个难题,另一个原因是小型用户本身就便于治理,就算使用普通的开关也不会占用人们多少时问,因此小型用户宁可使用普通开关,也不愿使用单片机照明限制.单片机照明限制应向小型化,易操作化的方向开展

12、,根据小型用户的需求,制造出能满足不同程度小型用户需要的单片机照明限制系统,进而扩大市场,满足广阔用户的需要.2单片机照明限制的实现科技产品都有其实际的意义,单片机的照明限制也不例外,一件事物是否具有现实意义,应该进行全方面考虑,无论是对人类本身,还是对社会,还是对自然,都应该具有积极的意义,顺应自然,完成自然赋予人类独特的荣耀使命.2.1单片机照明限制的意义一节能且节约经济开支以上海地区为参照点,仅从节电和省灯这两项做过一个估算,得出这样一个结论：用三至五年的时间,业主就可根本收回智能照明限制系统所增加的全部费用.而智能照明限制系统可改减少维修和治理费用等,也为业主节省一笔可观的费用.节能是

13、智能照明限制系统的最大优势.传统的楼宇公共区域照明工作模式,只能是白天关灯,晚上开灯.而采用了智能照明限制系统后,可以根据不同场合、不同的人流量,进行时间段、工作模式的细分,把不必要的照明关掉,在需要时自动开启.同时,系统还能充分利用自然光,自动调节室内照度.限制系统实现了不同工作场合的多种照明工作模式,在保证必要照明的同时,有效减少了灯具的工作时间,节省了不必要的能源开支,也延长了灯具的寿命.二改善工作环境与提升工作效率许多地区都存在光照的缺乏与浪费的现象,随着许多人们的视力的下降,合理地选用光源、灯具及性能优越的照明限制系统,成为人们目前最好的选择.智能照明限制系统具有开关和调光两种限制方

14、法,可以有效地限制各种照明场所的平均照度值,从而提升照度均匀性.同时,系统能根据不同的时间段,人们的不同需要,自动调节照度,为企业员工建造一个良好的工作环境,使员工们能更好的为企业创造价值.三良好的人性化治理智能照明限制系统一般是无人操作的,在特殊情况下人们也可以通过一键操作来到达应急的效果,如果在某一地区出现照明的不合理现象,可以通过编写程序,重新对该地区照明流程进行合理分配,直到满意为止,同时,也大大减少了治理人员的数量,排除了由于人为因素而出现的不定时开关,影响社会或企业的正常治理、生活秩序的情况.2.2 单片机照明限制系统应实现的功能目前主要有以下几项：(1)时钟限制：通过主限制器的时

15、钟治理,对单元调光限制器进行限制.(2)照度自动调节限制：通过主限制器对对灯光的亮度进行调节.(3)应急照明的限制：当发生紧急情况时,翻开所有灯,亮度为100%,可与防盗系统联动.(4)主限制器的查询显示功能：个单元的信息,都可以在主限制器上查询并显示出来.2.3 单片机照明限制系统应用领域由于单片机照明限制,具有大范围集中限制的特点,所以其应用领域一般为大型场所,而不适合小型用户.单片机照明限制主要应用于大型活动场所,如超市、大型体育场、大型工厂或企业等,由于场地较大,普通的单个式开照顾明需要较大的操作量,使用单片机照明限制,不但可以节省人力,也有利于公共化的治理.3单片机照明限制系统电子电

16、器产品问世的背后,总是埋藏着巨大的艰辛,其中包含着多少人的智慧结晶,也正是由于人们不断地思考着,人类社会才会不断地进步,科技才会发展.万事万物变化繁复,但在这变化的背后,都有其不变的道理.人们创造东西总是先做好设计,找好方向,有明确的目标,才能达成自己的目的.3.1 单片机照明限制系统要点系统主要包括硬件和软件两大局部.硬件是一个系统能够正常工作的物质基础,也决定了这个系统工作性质的方向与指标,能够将硬件系统完成,那整个系统的设计便完成了一大半.硬件电路的设计最重要是选择用于限制的单片机,并确定与之配套的外围芯片,使所设计的系统既经济又高性能.软件局部是整个系统的灵魂,系统要实现什么样的功能,

17、都是靠编写的软件来完成的,也只有灵活地对软件进行编写,才能满足人们各种各样对照明的需要.软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系,较常用的是采用51系列单片机.系统软件设计采用模块化系统设计方法,先编写各个功能模块子程序,然后进行组合与调整,经过调试后,到达设计功能要求.3.2 硬件局部总述硬件系统主要由主限制器,分限制器和通信线路三局部组成,这三局部共同完成了主限制器与分限制器交换信息的过程,进而到达随意限制照明灯具的目的,在准确性与灵活性方面有很大的优势.如图3.1为照明限制系统总框图1主限制器主限制器是照明限制的操作对象,通过对主限制器进行操作,主限制器产生通讯信号,经由通信线路,将

18、通讯信号传送给分限制器,同时,分限制器的工作状态也可以在主限制器中显示出来.其硬件结构框图如图3.2所示3.2主限制器硬件结构框图2分限制器分限制器是照明限制的分限制点,通过对主限制器的信号接收,到达限制照明灯具的目的,同时,分限制器对照明设备的工作状态进行检测,将信息传送给主限制器.其硬件结构框图如图3.3所示3.3 分限制器硬件结构框图3通讯线路通信线路是连接主限制器与分限制器之间的桥梁,使他们之间的信息交换准确并快速,通讯线路分为有线通信和无线通信两种有线通信如RS-485半双工主从式通信系统,主限制器可以发送数据或命令到分限制器,分限制器主要负责对分布的照明灯具进行限制,用中断的方式接

19、收主限制器发来的命令或数据并做出回应.无线通信是由无线数传模块完成的,数据传输是由主限制器和分限制器两部分组成,系统结构框图如图3.4所示.主限制器是发送遥控指令、发送数据信息、接收应答信息等,分限制器接收数据与遥控指令,完成对照明灯具的限制.信号发送主限制器!<=>!无线数传模块3.3软件局部总述软件是单片机系统的灵魂,没有软件单片机不能充分发挥其功能,这是软件在单片机中的地位.在照明限制系统中,硬件设备的功能是由软件来定义的,如系统要限制分布的照明灯具,通过有线或无线串行通信程序来完成限制功能,通过软件定义键盘功能,通过编程完成LEEM码显示等等,由此可见,软件是限制系统中的一个重要组成局部.一般照明限制系统的软件程序包括：照明启停限制程序、照明亮