环境感应节能灯控制电路设计
【】设计的环境感应节能灯能够实现环境光线自动感应、人体信号检测以及遥控灯光等功能，通过STC89C51单片机来进行控制的，实现了对LCD1602、DS1302实时时钟芯片、热释电红外传感器和红外遥控发射与接收模块等电子元器件的高效驱动。在设计方案上，主要是搭建了单片机最小系统电路而且将LCD1602显示电路、DS1302计时电路、人体检测电路和等电路与其进行连接，并且通过C语言对软件代码进行设计而且生成HEX目标代码文件之后烧写到单片机控制器里面之后进行工作。本论文的设计难点主要体现在主控处理器对每个功能模块的驱动接口上，单片机所需要通过有限的内部资源表现出灵活的数据输入输出转换和数据处理等。
目录
引言 1
一、环境感应节能灯硬件设计 2
（一）系统结构 2
（二）单片机 2
（三）复位电路和时钟电路 3
（四）人体检测电路设计 4
（五）灯光遥控电路设计 5
（六）灯光驱动电路设计 6
（七）显示电路 6
（八）按键电路 7
（九）系统总体电路图 7
二、环境感应节能灯控制程序设计 10
（一）主程序流程设计 10
（二）热释电红外传感器驱动流程设计 11
（三）液晶屏驱动流程设计 12
（四）电路控制程序代码 13
总结 24
参考文献 25
谢辞 26
引 言
本论文设计了一款环境感应节能灯控制系统，设计内容如下：设计LCD1602液晶屏电路，实现对环境感应节能灯系统运行过程中的参数进行高清晰度显示；配置实时时钟电路，通过该电路的工作为环境感应节能灯系统提供准确无误的计时信息；设计HCSR501型传感器电路，实现对人体红外线信号的高灵敏度捕捉，判断周围是否有人；设计红外一体接收头电路，通过该接收头对红外遥控数据进行光电转换、放大和滤波功能。
智能环境感应节能灯控制系统在系统内部植入了一定程度的智能处理目标代码的控制系统，由于内部通过微处理器芯片并结合含有高效智能的软件代码当作组合，因此其智能程度非常高，在硬件 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
上通过对智能传感器和其它驱动器的构建，它把能够完成许多传统环境感应节能灯系统所不具备的智能功能。智能环境感应节能灯系统可以实现对外部数据的高速采集与此同时交由里面高性价比内核进行快速运算并且获得结果，通过软硬件电路的灵活配合实现快速的识别、运算、校验和判别等目标。
一、环境感应节能灯硬件设计
（一）系统结构
硬件结构框图是对环境感应节能灯控制系统系统硬件中各子电路模块的归纳分类后形成的，通过这个框图能够清晰的知道各功能模块与处理器芯片之间的数据流动和连接关系。环境感应节能灯控制系统的结构框图以STC89C51单片机最小系统电路当作关键部分，该部分中保存着程序语言，为整个系统输出驱动指令和接收采集数据。
人体检测模块用于检测室内是否有人，如在大学教室内没有人时，人体检测模块将输出低电平给51单片机P3.3管脚，单片机此时检测到该管脚为低电平时，将教室内灯光关闭；光敏传感器用于实现对周围环境自然光线的检测；RTC时钟模块用于产生实时时间，管理者可以通过设置灯光自动关闭时间段来管理教室内灯光的使用。本系统的另一大特色是配置了红外遥控的功能，使用者通过红外遥控器发射控制指令，当红外一体接收头接收到指令后通过输出管脚将指令传送给51单片机的P3.2管脚，此时单片机对指令进行解码和处理，对指令内容进行读取，从而控制灯光的启闭。最后一个是整个控制系统的显示部分，单片机通过控制其内部的液晶点阵中晶格的亮与灭来实现字符的显示，这就是各模块的主要功能介绍。
图11 环境感应节能灯内部框图
（二）单片机
在众多微处理器芯片中这个课题将选择STC89C51单片机来当作这次毕业设计的核心控制器，下列图片就是这种型号的控制器芯片的图片，在内部资源上，这种型号的微处理器芯片被设计了两个相互独立的十六位定时器，一路UART串口硬件系统、两个具有外部中断性能的输入输出管脚。
（三）复位电路和时钟电路
复位电路是用来重启控制芯片的C语言程序工作的，当执行复位功能后，环境感应节能灯控制系统把从程序代码的起点重新开始工作，相当于电脑的重启，它的电路配置非常固定，根据下列图片电路原理图进行设计就可。
图12 复位电路
时钟电路是用来向STC89C51单片机提供时钟信号的，此环境感应节能灯控制系统应用的是12M的无源晶振，遵照下面的图片电路原理图进行硬件电路设计后，这个电路将可以向微处理器芯片内部输入12MHz频率的时钟信号，使得主控处理器能够以该时钟信号为基准进行程序语句的执行。
图13时钟电路
下图所示电子元件的名称是RTC芯片，决定选择这个器件来完成将北京时间数据送入到单片机内部进行使用的目标，其内部主要由振荡电路、寄存器、计时控制电路、ROM和电源管理模块等模块电路组成。把它设计在这个环境感应节能灯系统中能够带来下列优点：完成闰年信息的补偿等，但是它的不足之处也非常突出：所有的封装样式外形体积都较大等。
图14 DS1302实时时钟芯片实物图
DS1302实时时钟驱动电路设计如下图所示，在与STC89C51单片机的连接上，单片机在对DS1302进行时间设置和时间读取时需要通过DS1302时钟芯片的三线式串行接口来实现，在硬件方面本系统需要将时钟芯片的时钟管脚SCLK连接到单片机的P2.4管脚；数据管脚IO连接到单片机的P2.3管脚；复位管脚CE连接到单片机的P2.2管脚，在DS1302时钟芯片电源供电方面，1号引脚为供电引脚，将此引脚接+5V系统电压，4号管脚GND接地，这样就完成了时钟芯片的电路原理图构建。
目录
引言 1
一、环境感应节能灯硬件设计 2
（一）系统结构 2
（二）单片机 2
（三）复位电路和时钟电路 3
（四）人体检测电路设计 4
（五）灯光遥控电路设计 5
（六）灯光驱动电路设计 6
（七）显示电路 6
（八）按键电路 7
（九）系统总体电路图 7
二、环境感应节能灯控制程序设计 10
（一）主程序流程设计 10
（二）热释电红外传感器驱动流程设计 11
（三）液晶屏驱动流程设计 12
（四）电路控制程序代码 13
总结 24
参考文献 25
谢辞 26
引 言
本论文设计了一款环境感应节能灯控制系统，设计内容如下：设计LCD1602液晶屏电路，实现对环境感应节能灯系统运行过程中的参数进行高清晰度显示；配置实时时钟电路，通过该电路的工作为环境感应节能灯系统提供准确无误的计时信息；设计HCSR501型传感器电路，实现对人体红外线信号的高灵敏度捕捉，判断周围是否有人；设计红外一体接收头电路，通过该接收头对红外遥控数据进行光电转换、放大和滤波功能。
智能环境感应节能灯控制系统在系统内部植入了一定程度的智能处理目标代码的控制系统，由于内部通过微处理器芯片并结合含有高效智能的软件代码当作组合，因此其智能程度非常高，在硬件 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
上通过对智能传感器和其它驱动器的构建，它把能够完成许多传统环境感应节能灯系统所不具备的智能功能。智能环境感应节能灯系统可以实现对外部数据的高速采集与此同时交由里面高性价比内核进行快速运算并且获得结果，通过软硬件电路的灵活配合实现快速的识别、运算、校验和判别等目标。
一、环境感应节能灯硬件设计
（一）系统结构
硬件结构框图是对环境感应节能灯控制系统系统硬件中各子电路模块的归纳分类后形成的，通过这个框图能够清晰的知道各功能模块与处理器芯片之间的数据流动和连接关系。环境感应节能灯控制系统的结构框图以STC89C51单片机最小系统电路当作关键部分，该部分中保存着程序语言，为整个系统输出驱动指令和接收采集数据。
人体检测模块用于检测室内是否有人，如在大学教室内没有人时，人体检测模块将输出低电平给51单片机P3.3管脚，单片机此时检测到该管脚为低电平时，将教室内灯光关闭；光敏传感器用于实现对周围环境自然光线的检测；RTC时钟模块用于产生实时时间，管理者可以通过设置灯光自动关闭时间段来管理教室内灯光的使用。本系统的另一大特色是配置了红外遥控的功能，使用者通过红外遥控器发射控制指令，当红外一体接收头接收到指令后通过输出管脚将指令传送给51单片机的P3.2管脚，此时单片机对指令进行解码和处理，对指令内容进行读取，从而控制灯光的启闭。最后一个是整个控制系统的显示部分，单片机通过控制其内部的液晶点阵中晶格的亮与灭来实现字符的显示，这就是各模块的主要功能介绍。
图11 环境感应节能灯内部框图
（二）单片机
在众多微处理器芯片中这个课题将选择STC89C51单片机来当作这次毕业设计的核心控制器，下列图片就是这种型号的控制器芯片的图片，在内部资源上，这种型号的微处理器芯片被设计了两个相互独立的十六位定时器，一路UART串口硬件系统、两个具有外部中断性能的输入输出管脚。
（三）复位电路和时钟电路
复位电路是用来重启控制芯片的C语言程序工作的，当执行复位功能后，环境感应节能灯控制系统把从程序代码的起点重新开始工作，相当于电脑的重启，它的电路配置非常固定，根据下列图片电路原理图进行设计就可。
图12 复位电路
时钟电路是用来向STC89C51单片机提供时钟信号的，此环境感应节能灯控制系统应用的是12M的无源晶振，遵照下面的图片电路原理图进行硬件电路设计后，这个电路将可以向微处理器芯片内部输入12MHz频率的时钟信号，使得主控处理器能够以该时钟信号为基准进行程序语句的执行。
图13时钟电路
下图所示电子元件的名称是RTC芯片，决定选择这个器件来完成将北京时间数据送入到单片机内部进行使用的目标，其内部主要由振荡电路、寄存器、计时控制电路、ROM和电源管理模块等模块电路组成。把它设计在这个环境感应节能灯系统中能够带来下列优点：完成闰年信息的补偿等，但是它的不足之处也非常突出：所有的封装样式外形体积都较大等。
图14 DS1302实时时钟芯片实物图
DS1302实时时钟驱动电路设计如下图所示，在与STC89C51单片机的连接上，单片机在对DS1302进行时间设置和时间读取时需要通过DS1302时钟芯片的三线式串行接口来实现，在硬件方面本系统需要将时钟芯片的时钟管脚SCLK连接到单片机的P2.4管脚；数据管脚IO连接到单片机的P2.3管脚；复位管脚CE连接到单片机的P2.2管脚，在DS1302时钟芯片电源供电方面，1号引脚为供电引脚，将此引脚接+5V系统电压，4号管脚GND接地，这样就完成了时钟芯片的电路原理图构建。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2192.html
