本科毕设论文_基于单片机的照明控制系统.doc

基于单片机的照明控制系统 摘 要 随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。同时楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。 本文阐述了照明的有线、无线控制方式设计原理与实现方法。以设计过程为主线，分别从硬件和软件两个方面描述设计过程，即从硬件电路的设计方法到实现所要求功能的软件技术。该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51与AT89C2051单片机为基础，实现了有线通信、无线数传、控制与显示等功能。文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：键盘与LED显示电路、RS485通信电路、无线数传电路、照明灯控制电路以及看门狗电路等。对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计与无线数字传输程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。有线通信程序的功能是：通过RS485主从通信方式，由主控制器发出命令对全部或单个分控制器所控制的照明灯实现开启、关闭、灯光亮度调节、定时控制等功能。无线数传程序设计的功能是：通过无线数传模块实现照明灯的无线遥控，同样实现有线方式控制的功能。 关键词：主控制器, 分控制器, 单片机, 有线通信, 无线数传, 灯光亮度控制, 定时控制 目 录 1 绪论 1 1.1 单片机的应用技术 1 1.2 有线通信技术 2 1.3 无线数传技术 2 2 基于单片机的照明控制系统的设计框架与性能 3 2.1 系统设计要点 3 2.2 系统的结构 3 2.3 系统性能指标及技术要求 5 3 基于单片机的照明控制系统的硬件电路设计 7 3.1 主控制器的电路设计 7 3.1.1 键盘的接口设计 7 3.1.2 LED数码显示的接口设计 8 3.1.3 看门狗监控电路的设计 8 3.2 分控制器的电路设计 9 3.2.1 时钟芯片的接口设计 9 3.2.2 零点检测与可控硅控制电路的设计 10 3.3 RS485通信电路的设计 11 3.4 无线数传电路的设计 13 3.4.1 无线数传电路的连接 13 3.4.2 SRWF-1模块的特性 14 4 基于单片机的照明控制系统的软件设计 16 4.1 人机交互程序设计 16 4.1.1键盘扫描程序设计 17 4.1.2 LED数码显示程序设计 18 4.2 照明启停控制程序设计 19 4.2.1全部启停控制程序设计 19 4.2.2单独启停控制程序设计 21 4.3 照明亮度控制程序设计 23 4.3.1全部亮度控制程序设计 24 4.3.2单独亮度控制程序设计 24 4.4 照明定时控制程序设计 25 4.4.1全部定时控制程序设计 26 4.4.2单独定时控制程序设计 27 4.5 RS485通信程序设计 28 4.5.1主机部分通信程序设计 30 4.5.2从机部分通信程序设计 31 4.6 无线数传通信程序设计 32 5 结论 34 致 谢 35 参考文献 36 1 绪论 近十几年来，随着我国城市建设的快速发展，楼宇照明也相应飞速发展。在楼宇的照明数量与质量两个方面均有显著的变化与提高，特别是随着人民生活水平进入小康水平，楼宇照明水平提高很快，追求人工照明光环境的舒适性、个性化、安全、节能等方面日见突出。楼宇中人工光环境对于满足人们的生活、学习、娱乐以及工作方面有着重要的意义。 照明控制系统传统是以照明配电箱通过手动开关来控制照明灯具的通断，或通过回路中串入接触器，实现远距离控制。而今出现的自控系统，是以电气触点来实现区域控制、定时通断、中央监控等功能。由于照明控制系统在自控系统中并非独立，同时控制功能简单，因此使用上有一定的局限性。故当自控系统出现故障时，照明系统亦受到影响。随着微电子技术与数字化技术的发展，开发出了智能化水平更高的专业照明控制的独立系统，从而能节约能源、延长灯具寿命、提高照明质量。根据使用的经验，不仅照明管理与设备维修简单及降低费用外，还对环境改善、提高工作效率都有着显著的效果。在数据通信、计算机网络以及工业上的分布式控制系统中，经常需要采用串行通信来达到远程信息交换的目的。目前，有多种接口标准可用于串行通信，最常用的接口有RS-232、RS-422、RS-485RS232是最早的串行接口标准，在短距离、较低波特率串行通信中得到了广泛应用。其后发展起来的RS-422RS-485是平衡传送的电气标准，比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的提高。但总的来说，RS-232、RS-422与RS-485最初都是由电子工业协会（E