单片机课程项目设计论文
题目 智能照明灯
院系: 班级: 作者：
西安电子科技大学
智能照明灯
一、 功能简介
随着能源危机的加剧，节能这个问题越来越受到重视。对于公共设施的照明，节能也是一个重要的课题，这款智能照明灯就解决了这个问题。它可以根据时间自动开启和断开，不仅节省了人力，更节省了电能，一举两得，是未来节能灯的一个很好的模版。
天黑时，光敏电阻阻值渐渐增大，当环境照度达到开灯的设定值时，灯就亮了；电灯持续点亮4小时后电灯关闭，在天亮前1小时电灯会再点亮；天亮时光敏电阻的电阻值减小，电灯点亮。
这款智能灯非常适合办公室等需要在有人的持续发光的室内公共场所。
二、电路介绍
电路由电源电路、单片机电路、环境照度检测电路和控制输出等部分组成。 C1、VD1、VD2、C2、VD3等组成电源降压式稳压电源电路，输出5V的电压作为智能控制器电路的工作电源。AT89C2051、X1、R3、C3等组成单片机复位脉冲，使得单片机进入出示状态。
R6、R4、R5、RP1和AT89C2051内部的比较器等组成照度检测电路，为了增加对模拟量的处理功能，AT89C2051在内部构造了一个模拟信号比较器，其输入端连到P.0和P1.1口的第二个功能分别为比较器的同时同相输入端和反相输入端，比较结果存入P3.6口对应的寄存器。P3.6在AT89C2051外部无引脚。R6为光敏电阻，其电阻值随着光线的增强而减小，当照度较小时P1.1口的高电位位于P1.0口的电位，P3.6口输出低电平；当照度较大时P1.1口的电位小于P1.0口的电位，P3.6口输出高电平。改变可变电阻RP1的阻值可调整照度的控制阈值。 VT1、R7、R8、VS1等组成输出控制电路，当P1.7口输出高电平时，三极管VT1截止。双向可控硅VS1提供触发电流使其进入导通状态，电灯LAMP点亮。P1.7口的输出状态有程序控制。
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电路图如下：
智能照明灯电路
三、电路的工作过程
接通电源电路进入初始状态后。P1.7口为高电平，电灯关闭；当傍晚天黑暗渐渐来临时，光敏电阻R6的电阻值逐渐增大，当环境照度达到开灯的设定值时P1.1口的电位高于P1.0口的电位，P3. 6口输出低电平。经程序判断后P1.7口输出高电平，电灯点亮；此后电灯持续点亮4小时后P1.7口输出低电平，电灯关闭；在天亮前1小时P1.7口输出高电平，电灯点亮，天亮时光敏电阻R6的电阻值减小，P1.1口的电位低于P1.0口的电位，P3.6口输出高电平，电灯点亮。为了提高电路抗外界光线干扰的能力，程序中加了抗干扰的措施，照度达标30秒后才能改变电灯的开关状态。
三、源程序介绍
程序由主程序、定时中断子程序、延时子程序等模块组成。寄存器R0做计时单元，每过六分钟其数值增加1，储存器20H单元用来存储前一天天亮的时间，定时器T0用作定时中断子程序的计时。在智能控制器接通电源后，由于复位电路的作用，程序进入初始状态，这时将定时器T0设置为工作方式1，其定时时间设为60ms。存储器20H初始赋值为100，相当于计时值为10小时（6分钟为一个计时单元），及第一天运行时把天黑后的10小时作为第一天天亮的时间，由于季节的变化这可能不准，但经过第一天的黑夜后，第一天天亮的时间准确测
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量后被存入存储器20H单元，以此作为第二天天亮的时间，器精确行就比较高了。
程序流程图如下：
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汇编程序清单如下：
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四、调试和安装
ICl用Atmel公司的AT89C2051单片机集成电路。X1用12MHz的石英晶体。R6选用照度为100Iax时电阻值为2—10kΩ的光敏电阻，如MG45—32、MG45—33、MG45—34等。VS1的参数应根据受控制的电灯泡的功率确定，如果电灯泡的功率小于100W，可选用1A400V的小功率双向可控硅。当控制的电灯比较多时也可改变一下控制电路，用继电器和交流接触器作控制开关。C1用0.47μ、AC250V的聚丙烯电容器。
安装前用编程器将由汇编程序编译成目标文件即HEX文件用编程器写入AT89C2051芯片。安装时要在外壳上开一个孔让光敏电阻能够检测环境照度的大小，安装完成后的调试工作主要是照度控制阈值的调整，方法是将智能控制器置于刚好需要照明的环境下，调节RP1使P1.0口的电位略低于P1.1口的电位，由于程序中加了抗干扰的措施，要经过30秒后电灯才能点亮。
固定智能控制器时应注意其光敏电阻测试孔的方向，使其能够正确的反映环境照度，减小包括被控制的灯光在内的各种干扰光线的干扰。
五、前景预测
这款智能灯为那些白天一整天和晚上部分时间需要照明的室内公共场所的自动化控制提供了一种思路，像办公室照明、公共厕所照明、走廊灯等都十分需要。但实际应用还有一些像成本、耐用性、稳定性这样的问题需要解决，我们会继续努力。
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