探讨STC89C51的教室照明节能控制系统

2014-02-27 00:05

瑾年Invader

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　　1.5电源模块

　　该系统的电源电路由于技术比较成熟，所以只做简要介绍。交流电220V通过变压器降至交流15V和6V，然后经过整流桥变成直流，再通过电容滤波和LM317稳压到直流5V和直流12V供单片机和继电器使用。

　　2、硬件总体电路

　　系统总体硬件电路主要包括以下几个部分：光强检测、计数、红外信号检测、光电隔离部分、输出驱动部分、显示输出部分。总体电路如图4所示。

　　图4 系统总体电路

　　单片机的选择要根据所控制的对象来进行，由于控制日光灯不会占用太多的输入输出口，程序占用的空间也不大，所以选择51系列单片机已经能够满足要求。单片机和电脑之间的串行通信采用了MAX232芯片，该芯片是一款专门为电脑的RS-232标准串口设计的低功耗电平转换芯片。

　　隔离对于工作在强电周围的单片机来说是十分必要的，可以减少强电的变化对单片机的干扰。光电隔离芯片TLP521-4是一种可以实现前端和负载端的信号隔离的光电耦合器件，可以增强电路的安全性，降低干扰。

　　输出驱动部分采用了74HC244芯片和ULN2003芯片。

　　这两款芯片都有增强单片机带载能力的作用。

　　显示部分由两个8段LED数码显示管组成，显示教室当中实时的人数。

　　3、系统程序设计

　　从节能角度出发，系统可以根据光照强度、教室人数以及人所在位置对教室亮灯情况进行控制。

　　以教室中有三盏灯为例，没有外部强制条件中断时，光照强度为暗并且红外传感器检测到有人进入教室就可以亮灯。起初教室中没有人时，所有的灯都不会点亮。人数大于0小于5时二号区域的灯被强制点亮。人数大于等于5小于9时，根据红外传感器检测到的人的位置来确定点亮哪个区域的灯。当人数大于等于9时，全部点亮所有灯。人数减少到小于9大于等于5时，三号区域红外检测一段时间是否有人，没人的话将三号区域的灯熄灭，有人的话将一号区域的灯熄灭。当人数小于5时，将除二号灯以外的灯全部熄灭。

　　人数为零时所有灯熄灭。

　　有外部中断时，一次中断将所有灯点亮，再一次中断将恢复到原来的状态。程序流程图如图5所示。

　　图5 程序流程图

　　4、结束语

　　该系统经过最终测试能够满足设计要求，有着广阔的应用前景。不仅仅适用于教室，会场、候车室等一些人员比较集中的地方，还可以作为楼宇照明控制系统使用。只要稍加改变就可以适应许多场合的照明控制。将来可以将多个该系统实现上位机集中控制，加入电能协调分配功能，更好地达到节约电能的目的。

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