鸡舍灯光控制电路硬件设计
本课题是基于单片机的鸡舍灯光控制电路，利用核心器件ST89C52单片机实现一系列功能。功能包括灯光白天不亮，夜间亮且时间可调，渐熄功能在10到30min内可调。主要功能模块由复位电路、时钟电路、按键电路、显示电路、LED灯电路、过零检测电路、光敏检测电路、可控硅触发电路组成。复位电路使电路恢复初始状态，防止错误出现。时钟电路驱动单片机工作。按键电路可实现时间定时等控制。显示电路采用液晶显示器显示当前时间和定时时间。LED灯电路实现灯光的亮暗显示。过零检测电路判断过零点同步信号。光敏检测电路实现光的采集。可控硅触发电路接收延时信号实现导通角的改变。关键词 单片机，渐熄功能 ，灯光控制，液晶显示器目 录
1 绪论 1
1.1 课题的研究方向 1
1.2 课题的应用前景 1
1.3 课题的研究方向 1
2 总体设计 1
2.1 设计要求 2
2.2 系统结构 2
2.3 工作原理 3
3 硬件设计 4
3.1 芯片及元器件介绍 4
3.2 液晶显示电路 6
3.3 时钟电路 7
3.4 过零检测电路 8
3.5 可控硅触发电路 9
3.6 复位电路 11
3.7 按键电路 12
3.8 LED灯电路 12
3.9 光控检测电路 13
3.10 晶振电路 15
3.11 单片机系统电源设计 17
4 原理图绘制 17
4.1 电路实现的基本步骤 17
4.2 原理图的绘制 18
4.3 仿真原理图的绘制 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录A系统电路图 23
1 绪论
1．1 课题的研究意义
单片机控制照明电路具有自动化，智能化等特点。人们可以根据自己设计的程序电路使白炽灯按照自己的要求工作。此外，单片机不但价格便宜、结构简单、使用方便、而且环境适应能力也强，广泛应用于智能化仪表、智能化通信产品、工业自动化控制等许多场合。
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> 致谢 21
参考文献 22
附录A系统电路图 23
1 绪论
1．1 课题的研究意义
单片机控制照明电路具有自动化，智能化等特点。人们可以根据自己设计的程序电路使白炽灯按照自己的要求工作。此外，单片机不但价格便宜、结构简单、使用方便、而且环境适应能力也强，广泛应用于智能化仪表、智能化通信产品、工业自动化控制等许多场合。社会在进步的同时，人们依靠智慧使灯光不仅仅是照明工具，还有很多的其他的变化功能。如灯光节能消耗，开关灯时间可调，灯光渐熄控制等等。
近年来，我国养殖业得到了快速发展。为了让鸡健康快速的生长繁殖，除了饲养员的精心喂养外，鸡舍的灯光控制也是必不可少的部分。自然的光照满足不了鸡的生长环境要求，一般养鸡场鸡舍灯光都是人工控制的，夜幕来临是鸡舍灯光开启，晚上9点左右再关掉，第二天5点左右再开灯，天亮了再关掉。这种人工控制灯光的方式肯定存在不少弊端，现在有不少的鸡舍利用单片机自动定时开关控制来实现智能化鸡舍的灯光控制，这样就能解决一些人工存在的弊端。
1．2 课题的应用前景
单片机的应用范围广，灯光照明控制电路的前景很美好，能够为社会节约大量的人力资源，也能为个人节约一些时间。对于普通用户而言，鸡舍灯光控制照明电路实用性不高。因为一些个人用户操作这种系统比较困难，小型鸡舍他们管理起来难度不大，他们仍会选择人工控制开关，因此这种系统的作用对于他们来说没有完全发挥出来。单片机照明系统的应用前景仍需要向小型用户的需求方向靠拢，易操作从而受到人们的喜爱。
1．3 课题的研究方向
本课题的灯光控制由MCS-51单片机配合软硬件一起实现，使其能满足灯光夜间亮，且具有间歇控制功能，亮、熄的时间可调。另外，灯具负载总功率2KW，灯熄灭时具有渐熄功能，渐熄过程没有明显的闪烁，渐熄时间在10～30min内可调。光是肉鸡生长至关重要的因素，因此利用单片机照明控制电路来使鸡健康迅速的生长，达到市场的需求。
2 总体设计
2．1 设计要求
本设计利用单片机STC89C52为控制核心，DS1302芯片、可控硅以及4脚按键和LCD液晶显示来实现灯光控制照明电路系统。该系统时间可调，白天熄灯，晚上开灯，且晚间开关灯可交替变化还有渐熄功能。开灯以及关灯时间可根据要求在一定时间范围内可调，满足鸡舍的需求。
设计要求：分为手动控制自动控制两种状态。手动状态下可以根据按键控制电路的开关灯及定时功能。自动状态下照明系统可以根据设定井井有条的执行已设定的程序。
2．2 系统结构
该系统主要由复位电路、时钟电路、按键电路、显示电路、LED灯电路、过零检测电路、可控硅触发电路、光控检测电路组成。元器件包括：单片机、液晶显示器、时钟芯片、按键、可控硅、光敏电阻等。该电路由STC89C52单片机来满足一系列鸡舍灯光照明电路系统的需求。系统总体结构框图如图1所示。
(1) 单片机芯片，STC89C52工作要求的电压比较低为超低压3V，低功耗、高性能，具有1000次擦写周期，8K字节可编程FLASH存储器。闪存芯片由CPU和诸多功能模块组成，因此该单片机显得轻巧，能为更多的嵌入式系统提供适合的解决方法和途径。
(2) 时钟芯片，选择DS1302时钟芯片。单片机计时，要用到计数器占用硬件资源，还要设置中断、查询等操作也会占用单片机资源。
(3) 显示模块，选用LCD12864液晶显示器。它具有价格低廉、配置好、抗干扰能力强等优点。
(4) 按键模块，选择独立式按键。选择键、加键、减键、确定键以及定时开关键是该模块里的5个按键。由结构框图可见，光照控制系统以单片机 STC89C52RC为核心，利用按键设置的定时时间有单片机控制DA模块产生不同的电压信号，进而达到对鸡舍光照进行控制的目的。再利用单片机定时器结合按键进行定时，LCD12864显示定时，通过倒计时的形式进行计时，时间到了，整个电路停止工作。
图 1 系统结构框图
2．3 工作原理
没有光照时，给单片机相应引脚一个高电平信号，有光照时给该引脚一个低电平信号（设为输入信号）。再利用单片机软件实现时钟控制：当有输入信号时，单片机相应引脚为高电平；当没有输入信号时，且时间在凌晨四点到晚上十点时，单片机该引脚为低电平信号（设输出信号），如果不在这个时间段，该引脚仍为高电平。通过过零检测电路判定220v的交流电是否过零点，如果是，则开启交流导通进行补光。
控制的对象是交流电，通过光耦来判断交流电的过零点的时间 ，接着向单片发出一个信号，即同步信号，把这个信号送到单片机的外中断，每当单片机接收到这样一个同步信号之后， 就启动一个延时程序。 延时结束后，可控硅导通，电流流过LED灯，从而使得白炽灯发光。 延时的时间越长，LED灯点亮的时间就越短，LED灯的亮度越暗。<
1 绪论 1
1.1 课题的研究方向 1
1.2 课题的应用前景 1
1.3 课题的研究方向 1
2 总体设计 1
2.1 设计要求 2
2.2 系统结构 2
2.3 工作原理 3
3 硬件设计 4
3.1 芯片及元器件介绍 4
3.2 液晶显示电路 6
3.3 时钟电路 7
3.4 过零检测电路 8
3.5 可控硅触发电路 9
3.6 复位电路 11
3.7 按键电路 12
3.8 LED灯电路 12
3.9 光控检测电路 13
3.10 晶振电路 15
3.11 单片机系统电源设计 17
4 原理图绘制 17
4.1 电路实现的基本步骤 17
4.2 原理图的绘制 18
4.3 仿真原理图的绘制 18
结论 20
致谢 21
参考文献 22
附录A系统电路图 23
1 绪论
1．1 课题的研究意义
单片机控制照明电路具有自动化，智能化等特点。人们可以根据自己设计的程序电路使白炽灯按照自己的要求工作。此外，单片机不但价格便宜、结构简单、使用方便、而且环境适应能力也强，广泛应用于智能化仪表、智能化通信产品、工业自动化控制等许多场合。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
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参考文献 22
附录A系统电路图 23
1 绪论
1．1 课题的研究意义
单片机控制照明电路具有自动化，智能化等特点。人们可以根据自己设计的程序电路使白炽灯按照自己的要求工作。此外，单片机不但价格便宜、结构简单、使用方便、而且环境适应能力也强，广泛应用于智能化仪表、智能化通信产品、工业自动化控制等许多场合。社会在进步的同时，人们依靠智慧使灯光不仅仅是照明工具，还有很多的其他的变化功能。如灯光节能消耗，开关灯时间可调，灯光渐熄控制等等。
近年来，我国养殖业得到了快速发展。为了让鸡健康快速的生长繁殖，除了饲养员的精心喂养外，鸡舍的灯光控制也是必不可少的部分。自然的光照满足不了鸡的生长环境要求，一般养鸡场鸡舍灯光都是人工控制的，夜幕来临是鸡舍灯光开启，晚上9点左右再关掉，第二天5点左右再开灯，天亮了再关掉。这种人工控制灯光的方式肯定存在不少弊端，现在有不少的鸡舍利用单片机自动定时开关控制来实现智能化鸡舍的灯光控制，这样就能解决一些人工存在的弊端。
1．2 课题的应用前景
单片机的应用范围广，灯光照明控制电路的前景很美好，能够为社会节约大量的人力资源，也能为个人节约一些时间。对于普通用户而言，鸡舍灯光控制照明电路实用性不高。因为一些个人用户操作这种系统比较困难，小型鸡舍他们管理起来难度不大，他们仍会选择人工控制开关，因此这种系统的作用对于他们来说没有完全发挥出来。单片机照明系统的应用前景仍需要向小型用户的需求方向靠拢，易操作从而受到人们的喜爱。
1．3 课题的研究方向
本课题的灯光控制由MCS-51单片机配合软硬件一起实现，使其能满足灯光夜间亮，且具有间歇控制功能，亮、熄的时间可调。另外，灯具负载总功率2KW，灯熄灭时具有渐熄功能，渐熄过程没有明显的闪烁，渐熄时间在10～30min内可调。光是肉鸡生长至关重要的因素，因此利用单片机照明控制电路来使鸡健康迅速的生长，达到市场的需求。
2 总体设计
2．1 设计要求
本设计利用单片机STC89C52为控制核心，DS1302芯片、可控硅以及4脚按键和LCD液晶显示来实现灯光控制照明电路系统。该系统时间可调，白天熄灯，晚上开灯，且晚间开关灯可交替变化还有渐熄功能。开灯以及关灯时间可根据要求在一定时间范围内可调，满足鸡舍的需求。
设计要求：分为手动控制自动控制两种状态。手动状态下可以根据按键控制电路的开关灯及定时功能。自动状态下照明系统可以根据设定井井有条的执行已设定的程序。
2．2 系统结构
该系统主要由复位电路、时钟电路、按键电路、显示电路、LED灯电路、过零检测电路、可控硅触发电路、光控检测电路组成。元器件包括：单片机、液晶显示器、时钟芯片、按键、可控硅、光敏电阻等。该电路由STC89C52单片机来满足一系列鸡舍灯光照明电路系统的需求。系统总体结构框图如图1所示。
(1) 单片机芯片，STC89C52工作要求的电压比较低为超低压3V，低功耗、高性能，具有1000次擦写周期，8K字节可编程FLASH存储器。闪存芯片由CPU和诸多功能模块组成，因此该单片机显得轻巧，能为更多的嵌入式系统提供适合的解决方法和途径。
(2) 时钟芯片，选择DS1302时钟芯片。单片机计时，要用到计数器占用硬件资源，还要设置中断、查询等操作也会占用单片机资源。
(3) 显示模块，选用LCD12864液晶显示器。它具有价格低廉、配置好、抗干扰能力强等优点。
(4) 按键模块，选择独立式按键。选择键、加键、减键、确定键以及定时开关键是该模块里的5个按键。由结构框图可见，光照控制系统以单片机 STC89C52RC为核心，利用按键设置的定时时间有单片机控制DA模块产生不同的电压信号，进而达到对鸡舍光照进行控制的目的。再利用单片机定时器结合按键进行定时，LCD12864显示定时，通过倒计时的形式进行计时，时间到了，整个电路停止工作。
图 1 系统结构框图
2．3 工作原理
没有光照时，给单片机相应引脚一个高电平信号，有光照时给该引脚一个低电平信号（设为输入信号）。再利用单片机软件实现时钟控制：当有输入信号时，单片机相应引脚为高电平；当没有输入信号时，且时间在凌晨四点到晚上十点时，单片机该引脚为低电平信号（设输出信号），如果不在这个时间段，该引脚仍为高电平。通过过零检测电路判定220v的交流电是否过零点，如果是，则开启交流导通进行补光。
控制的对象是交流电，通过光耦来判断交流电的过零点的时间 ，接着向单片发出一个信号，即同步信号，把这个信号送到单片机的外中断，每当单片机接收到这样一个同步信号之后， 就启动一个延时程序。 延时结束后，可控硅导通，电流流过LED灯，从而使得白炽灯发光。 延时的时间越长，LED灯点亮的时间就越短，LED灯的亮度越暗。<
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