AT89S52单片机智能家居红外遥控灯光控制系统设计
AT89S52单片机智能家居红外遥控灯光控制系统设计[20200131184806]
摘要
本设计采用芯片AT89S52制作一遥控调光灯，能够实时、准确、多点控制灯光的强度，不但有利于光线采集，更有利于节能减排。本系统由遥控电路和灯光控制电路组成。为使系统性能更稳定、更具有实时性，本设计使用光敏电阻实时监测外部灯光的强弱；为使系统方便不同方式使用，本设计分别使用了遥控控制、旋钮控制和继电器控制，可根据不同需要任意控制继电器切换不同状态；本设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，并配以RC上电复位电路和以11.0592MHZ晶振为主要元件的振荡电路，进而保证了系统的实时性；本设计充分考虑了制做成本和人性化设计的理念。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:遥控调光灯,AT89S52单片机,光敏电阻、继电器
一、引言 2
二、方案论证 3
（一）基本要求 3
（二）总体设计 3
三、系统硬件电路设计 4
（一）芯片模块 4
1. AT89S52单片机最小系统 4
2.遥控接收模块 5
3.声音模块 5
（二）控制模块 6
1.全自动光线模块 6
2. 手动旋钮控制模块 6
3. 半自动继电器控制模块 7
（三）遥控模块 8
（四）电源部分 9
四、 系统软件设计 9
（一） 遥控发射程序控制 9
（二） 遥控接收程序控制流程图 11
五、仿真 12
六、结论 13
谢 辞 14
参考文献 15
附录： 16
（一）原理图 16
（二）单片机控制汇编源程序清单 17
（三）主程序 17
一、引言
随着科技的不断进步，人们对生活水平和生活质量的要求也相应的提高了，家居灯光的照明与人们的生活息息相关，本设计将原机的机械开关控制改为单片机红外线遥控控制。通过对家庭灯光控制电路改造后，大大提高了人们的使用舒适感，使人们的生活提高了一个台阶。在家庭配置智能控制器，使灯光得到智能化的管理，恰到好处的将自然光与室内照明得到完美的结合。由于系统内配置智能时钟管理器，公共区域的场景可根据不同时间段对灯光的不同需要来设置，一般分为：早上、中午、下午、傍晚、深 夜及凌晨等；也可设置一些较为特殊的场景用于特殊的场合，如欢迎模式、节日模式或者普通模式等。所有的场景模式都是通过调节一组回路灯具的开断，使其搭配 成多种不同的灯光效果。将上述的些场景分别存储在智能控制面板的各个按键中，当有需要时可以方便的通过按动其中一个按钮调用所需的场景状态。
本论文设计了一个智能家居红外遥控灯光控制系统运用单片机作为红外发射和接收模块的主控芯片，采用8051系列单片机发射红外脉冲,通过单片机解码来控制继电器的开合,进而控制灯光的导通与断开，同时控制晶闸管的导通时间,来控制灯光的亮暗程度。这样一个遥控器就可以控制整个房间的灯光开关的开合与灯光的明暗程度，用此方法，成本低，结构简单，体积较小，操作方便，只需按下相应的键盘按钮就能对灯光进行控制，方便实用，在各行各业均具有较广泛的用途，发展前景良好。
二、方案论证
（一）基本要求
1、以高亮度LED为光源，以单片机为主控芯片；
2、遥控机上要有四个按键，按键1，是开关，按一下灯开，再按灯关；按键2是低亮度；按键3，是中亮度，按键4，是高亮度。
3、系统调光通过旋转亮度旋钮可以任意调节光的亮度。
4、遥控开关使用发光二极管指示有无220V交流电源以及遥控开关的开关状态。
（二）总体设计
本系统以AT89S52单片机为主控核心芯片，外围电路由纯模拟电路组成。整体系统原理框图如图2-1所示：
图2-1系统总框图
红外遥控控制电路将遥控信号发送给主控芯片AT89S52，AT89S52对接收到的信号进行分析处理后，送往遥控亮暗控制部分电路；另外，全自动亮暗控制部分和半自动亮暗控制部分通过旋钮的控制来实施对高亮LED的光线控制。采用频分制多通道红外遥控系统。主要用在单通道或者几通道的红外遥控系统中。能够形成一个无线的短距离的遥控系统。主要由发射和接收并执行两部分组成。先是发射部分，用户根据需要按下功能键，在经过编码后通过红外发光二极管发射出信号。经过无线传输后，接收部分接收到发射信号，然后经过芯片内部译码并执行对应遥控路上的发光二极管发光。频分制红外线遥控就是以产生的不同频率的电信号代表不同的控制指令。遥控信号的频率范围一般在几百I-lz到几十KHz之间。
三、系统硬件电路设计
（一）芯片模块
1. AT89S52单片机最小系统
AT89S52单片机的最小系统包括：晶体振荡电路部分、复位开关电路部分和电源电路部分。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash。
另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。图3-1为AT89S52单片机的最小系统原理图。
图3-1单片机最小系统
2.遥控接收模块
一般的红外接收头主要由集成电路外加阻容元件，红外线接收管及滤波光片等组成，电路设计相对繁琐，在实际应用中不方便。而红外遥控接收头SM0038 集红外接收管，前置放大解调等于一体，无外部电路，体积小，密封性好，灵敏度高，应用简单，用小功率红外发射管发射信号接收距离达35米，并且价格低廉。它仅有三条管脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压在5V 左右，接收频率为38kHz,它的主要功能包括放大，选频，解调几大部分，要求输入信号需是已经被调制的信号。从而使电路达到最简化，灵敏度和抗干扰性都非常好，是一个接收红外信号的理想装置。
本设计采用红外接收管SM0038作为主机接收模块的核心器件，图3-2为该电路模块的实际电路图。
图3-2 红外接收模块
3.声音模块
采用常见的蜂鸣器来发声，起确认作用，用于确认按键是否有效按下和信号是否有效接受。当接收到遥控信号，蜂鸣响一次，确认收到。由开关三极管Q?,控制开关S，基极限流电阻器R和电源组成。Q?采用PNP型小功率硅管8050，其集电极最大允许电流ICM可达1.5A，以满足电路电流的要求。图3-3为该电路模块的实际电路图。
图3-3 蜂鸣器模块
（二）控制模块
1.全自动光线模块
该模块采用光敏电阻作为核心元件，利用光敏电阻的阻值因外部光线强弱的变化而变化的工作原理，来改变LED电路电流的大小，达到控制发光强弱的目的。同时附加电位器用于与光敏电阻协调。现有的日光能自动跟踪节制器无外乎两种：一是施用一只光敏传感器与施密特被触动引发器或者单稳态被触动引发器，构成光控施密特被触动引发器或者光控单稳态被触动引发器来节制电机的停、转；二是施用两只光敏传感器与两只比较器别离构成两个光控比较器节制电机的正反转。由于一年四季、迟早和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，以是上述两种节制器很难使大阳能吸收装置四季全天候跟踪太阳。这搭所介绍的节制电路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则别离由两只光敏电阻串联交织组合而成。每组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻；一只检验测定阳光照，另一只则检验测定环境光照，送至比较器输人端的比较电平始末为二者光照之差。本节制器能使日光能吸收装置四季全天候跟踪太阳。图3-4为光线控制电路的电路原理图。
图3-4 全自动光线控制模块
2. 手动旋钮控制模块
该模块的核心原件为金属电位器。可通过调节金属电位器的阻值大小来改变电路中电流大小，达到对LED亮度调节的目的。该模块的设计理念比较人性化，可针对不同人群、不同环境对光亮度的需求不同，任意连续调节LED亮度。一种基于恒流驱动电路LM3402的LED调光控制系统，该系统由微处理器控制输出电压，用户可通过按钮设定亮度。由于采用了低功耗微处理器，并应用多种节能方法，使得该调光系统的功耗极低，能够适用于多数LED照明节能改造场合，正好符合低碳经济的发展需求。图 3-5为半自动旋钮控制电路的电路原理图。
摘要
本设计采用芯片AT89S52制作一遥控调光灯，能够实时、准确、多点控制灯光的强度，不但有利于光线采集，更有利于节能减排。本系统由遥控电路和灯光控制电路组成。为使系统性能更稳定、更具有实时性，本设计使用光敏电阻实时监测外部灯光的强弱；为使系统方便不同方式使用，本设计分别使用了遥控控制、旋钮控制和继电器控制，可根据不同需要任意控制继电器切换不同状态；本设计采用AT89S52单片机作为主控芯片，并配以RC上电复位电路和以11.0592MHZ晶振为主要元件的振荡电路，进而保证了系统的实时性；本设计充分考虑了制做成本和人性化设计的理念。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:遥控调光灯,AT89S52单片机,光敏电阻、继电器
一、引言 2
二、方案论证 3
（一）基本要求 3
（二）总体设计 3
三、系统硬件电路设计 4
（一）芯片模块 4
1. AT89S52单片机最小系统 4
2.遥控接收模块 5
3.声音模块 5
（二）控制模块 6
1.全自动光线模块 6
2. 手动旋钮控制模块 6
3. 半自动继电器控制模块 7
（三）遥控模块 8
（四）电源部分 9
四、 系统软件设计 9
（一） 遥控发射程序控制 9
（二） 遥控接收程序控制流程图 11
五、仿真 12
六、结论 13
谢 辞 14
参考文献 15
附录： 16
（一）原理图 16
（二）单片机控制汇编源程序清单 17
（三）主程序 17
一、引言
随着科技的不断进步，人们对生活水平和生活质量的要求也相应的提高了，家居灯光的照明与人们的生活息息相关，本设计将原机的机械开关控制改为单片机红外线遥控控制。通过对家庭灯光控制电路改造后，大大提高了人们的使用舒适感，使人们的生活提高了一个台阶。在家庭配置智能控制器，使灯光得到智能化的管理，恰到好处的将自然光与室内照明得到完美的结合。由于系统内配置智能时钟管理器，公共区域的场景可根据不同时间段对灯光的不同需要来设置，一般分为：早上、中午、下午、傍晚、深 夜及凌晨等；也可设置一些较为特殊的场景用于特殊的场合，如欢迎模式、节日模式或者普通模式等。所有的场景模式都是通过调节一组回路灯具的开断，使其搭配 成多种不同的灯光效果。将上述的些场景分别存储在智能控制面板的各个按键中，当有需要时可以方便的通过按动其中一个按钮调用所需的场景状态。
本论文设计了一个智能家居红外遥控灯光控制系统运用单片机作为红外发射和接收模块的主控芯片，采用8051系列单片机发射红外脉冲,通过单片机解码来控制继电器的开合,进而控制灯光的导通与断开，同时控制晶闸管的导通时间,来控制灯光的亮暗程度。这样一个遥控器就可以控制整个房间的灯光开关的开合与灯光的明暗程度，用此方法，成本低，结构简单，体积较小，操作方便，只需按下相应的键盘按钮就能对灯光进行控制，方便实用，在各行各业均具有较广泛的用途，发展前景良好。
二、方案论证
（一）基本要求
1、以高亮度LED为光源，以单片机为主控芯片；
2、遥控机上要有四个按键，按键1，是开关，按一下灯开，再按灯关；按键2是低亮度；按键3，是中亮度，按键4，是高亮度。
3、系统调光通过旋转亮度旋钮可以任意调节光的亮度。
4、遥控开关使用发光二极管指示有无220V交流电源以及遥控开关的开关状态。
（二）总体设计
本系统以AT89S52单片机为主控核心芯片，外围电路由纯模拟电路组成。整体系统原理框图如图2-1所示：
图2-1系统总框图
红外遥控控制电路将遥控信号发送给主控芯片AT89S52，AT89S52对接收到的信号进行分析处理后，送往遥控亮暗控制部分电路；另外，全自动亮暗控制部分和半自动亮暗控制部分通过旋钮的控制来实施对高亮LED的光线控制。采用频分制多通道红外遥控系统。主要用在单通道或者几通道的红外遥控系统中。能够形成一个无线的短距离的遥控系统。主要由发射和接收并执行两部分组成。先是发射部分，用户根据需要按下功能键，在经过编码后通过红外发光二极管发射出信号。经过无线传输后，接收部分接收到发射信号，然后经过芯片内部译码并执行对应遥控路上的发光二极管发光。频分制红外线遥控就是以产生的不同频率的电信号代表不同的控制指令。遥控信号的频率范围一般在几百I-lz到几十KHz之间。
三、系统硬件电路设计
（一）芯片模块
1. AT89S52单片机最小系统
AT89S52单片机的最小系统包括：晶体振荡电路部分、复位开关电路部分和电源电路部分。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash。
另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。图3-1为AT89S52单片机的最小系统原理图。
图3-1单片机最小系统
2.遥控接收模块
一般的红外接收头主要由集成电路外加阻容元件，红外线接收管及滤波光片等组成，电路设计相对繁琐，在实际应用中不方便。而红外遥控接收头SM0038 集红外接收管，前置放大解调等于一体，无外部电路，体积小，密封性好，灵敏度高，应用简单，用小功率红外发射管发射信号接收距离达35米，并且价格低廉。它仅有三条管脚，分别是电源正极、电源负极以及信号输出端，其工作电压在5V 左右，接收频率为38kHz,它的主要功能包括放大，选频，解调几大部分，要求输入信号需是已经被调制的信号。从而使电路达到最简化，灵敏度和抗干扰性都非常好，是一个接收红外信号的理想装置。
本设计采用红外接收管SM0038作为主机接收模块的核心器件，图3-2为该电路模块的实际电路图。
图3-2 红外接收模块
3.声音模块
采用常见的蜂鸣器来发声，起确认作用，用于确认按键是否有效按下和信号是否有效接受。当接收到遥控信号，蜂鸣响一次，确认收到。由开关三极管Q?,控制开关S，基极限流电阻器R和电源组成。Q?采用PNP型小功率硅管8050，其集电极最大允许电流ICM可达1.5A，以满足电路电流的要求。图3-3为该电路模块的实际电路图。
图3-3 蜂鸣器模块
（二）控制模块
1.全自动光线模块
该模块采用光敏电阻作为核心元件，利用光敏电阻的阻值因外部光线强弱的变化而变化的工作原理，来改变LED电路电流的大小，达到控制发光强弱的目的。同时附加电位器用于与光敏电阻协调。现有的日光能自动跟踪节制器无外乎两种：一是施用一只光敏传感器与施密特被触动引发器或者单稳态被触动引发器，构成光控施密特被触动引发器或者光控单稳态被触动引发器来节制电机的停、转；二是施用两只光敏传感器与两只比较器别离构成两个光控比较器节制电机的正反转。由于一年四季、迟早和中午环境光和阳光的强弱变化范围都很大，以是上述两种节制器很难使大阳能吸收装置四季全天候跟踪太阳。这搭所介绍的节制电路也包括两个电压比较器，但设在其输人端的光敏传感器则别离由两只光敏电阻串联交织组合而成。每组两只光敏电阻中的一只为比较器的上偏置电阻，另一只为下偏置电阻；一只检验测定阳光照，另一只则检验测定环境光照，送至比较器输人端的比较电平始末为二者光照之差。本节制器能使日光能吸收装置四季全天候跟踪太阳。图3-4为光线控制电路的电路原理图。
图3-4 全自动光线控制模块
2. 手动旋钮控制模块
该模块的核心原件为金属电位器。可通过调节金属电位器的阻值大小来改变电路中电流大小，达到对LED亮度调节的目的。该模块的设计理念比较人性化，可针对不同人群、不同环境对光亮度的需求不同，任意连续调节LED亮度。一种基于恒流驱动电路LM3402的LED调光控制系统，该系统由微处理器控制输出电压，用户可通过按钮设定亮度。由于采用了低功耗微处理器，并应用多种节能方法，使得该调光系统的功耗极低，能够适用于多数LED照明节能改造场合，正好符合低碳经济的发展需求。图 3-5为半自动旋钮控制电路的电路原理图。
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