畢業(yè)設計----住宅智能照明控制系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　?？粕厴I(yè)設計</b></p><p>　　題 目：住宅智能照明控制系統(tǒng)設計</p><p>　　專業(yè)年級： 機電08-2 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號：

2、 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　完成時間： 2011 年 6 月 15 日</p><p>　　專科生畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒 論

3、1</b></p><p>　　第2章 設計方案論證3</p><p>　　2.1 照明控制方式3</p><p>　　2.2 翹板開關控制方式3</p><p>　　2.3 光控裝置控制方式3</p><p>　　2.4 智能控制方式3</p><p>　　2.5室內照

4、明控制4</p><p>　　2.5.1 室內照明環(huán)境4</p><p>　　2.5.2 燈光的遙控4</p><p>　　2.5.3 室內智能照明系統(tǒng)研究5</p><p>　　2.5.4 智能照明控制系統(tǒng)的設計方法和步驟5</p><p>　　2.5.5單片機遙控控制燈光系統(tǒng)6</p>&

5、lt;p>　　第3章 系統(tǒng)工作原理及電路分析7</p><p>　　3.1系統(tǒng)功能描述7</p><p>　　3.1.1 改善工作環(huán)境，提高工作效率7</p><p>　　3.1.2 可觀的節(jié)能效果7</p><p>　　3.1.3 提高管理水平，減少維護費用7</p><p>　　3.2 電源電路7

6、</p><p>　　3.3 時鐘電路8</p><p>　　3.4 復位電路8</p><p>　　3.5 遙控發(fā)射電路9</p><p>　　3.6 遙控接收電路10</p><p>　　第4章 遙控發(fā)射及接收控制程序流程圖13</p><p>　　4.1系統(tǒng)的遙控功能實現(xiàn)方法1

7、3</p><p>　　4.1.1 遙控編碼格式13</p><p>　　4.1.2遙控碼的發(fā)射13</p><p>　　4.1.3數(shù)據幀的接收處理13</p><p>　　4.2 遙控發(fā)射程序控制流程圖13</p><p>　　4.3 遙控接收程序控制流程圖13</p><p>　　

8、第5章 主要程序分析15</p><p>　　5.1 鍵盤掃描程序15</p><p>　　5.2 鍵號處理程序15</p><p>　　5.3 38KHz載波及編碼脈沖發(fā)射程序15</p><p>　　5.4 遙控接收及處理程序15</p><p>　　5.5 調光程序16</p><

9、p>　　5.6 延時子程序16</p><p>　　第6章 結 論17</p><p><b>　　參考文獻18</b></p><p><b>　　致 謝19</b></p><p><b>　　附 錄20</b></p><p>&l

10、t;b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　能源的開發(fā)和控制是一個世界性的課題，直接關系到人類的生存和發(fā)展。電能是應用最廣的一種能源方式，也是能源消耗中最主要的組成部分。目前我國電力工業(yè)發(fā)展速度很快，但是電力供應不足和用電效率低下的狀況依然比較嚴重。電力緊缺是我國目前面臨的一個很嚴峻的問題：一方面，為了保證供電，被迫對局部區(qū)域實行強制性拉閘限電或輪流供電，給國民生產、生活帶來了極大不

11、便；另一方面，又經常出現(xiàn)無人上班或學習而燈光長明的浪費現(xiàn)象，尤其是在高校教室、圖書館、會議室等公共場所，表現(xiàn)更為突出。在大力倡導建設節(jié)約型社會的今天，節(jié)能途徑和效率的研究，已經成為一個社會熱點和焦點。</p><p>　　因此推行照明節(jié)電技術節(jié)約電能是改善電力負荷緊張狀況的主要途徑之一。我國照明用電約占總發(fā)電量的25％左右，且以低效照明為主，因此成為終端節(jié)電的主要對象之一。照明用電大都屬于峰時用電，由此可見，照明

12、節(jié)電具有節(jié)約電量和緩解高峰用電的雙重作用。隨著現(xiàn)代辦公大樓巨型化，工作時間彈性化、人類物質文化生活多樣化和人口老齡化，需要營造快適、便捷、安全、高效的照明環(huán)境和氣氛，從而促進了照明控制系統(tǒng)向高效節(jié)能和智能化的方向發(fā)展。</p><p>　　作為人們所擁有的住宅是一個屬于私密生活的活動空間，人的一生至少有三分之一的時間是在住宅中度過的。在這里，人們可以按照自己的習慣、愛好創(chuàng)造一個舒適、溫馨的環(huán)境，使勞累的人們可以在

13、自己的天地里放松、調節(jié)自己的精神和情趣，以得到更好的休息，從而更有效地工作。因此，住宅照明在人類生活中起到了十分重要的作用，追求住宅室內照明的實用性和藝術性的統(tǒng)一已成為時尚。所以住宅室內照明系統(tǒng)設計是今后住宅電器設計的一個主要研究方向。</p><p>　　智能住宅照明系統(tǒng)由照明裝置及電器部分組成。照明裝置主要是燈具，照明裝置的電器部分包括照明智能控制部分、照明線路及照明配電盤等。照明的基本功能是創(chuàng)造一個良好的人

14、工視覺環(huán)境。在一般情況下是以“明視條件”為主的功能性照明。</p><p>　　隨著微電子技術的不斷發(fā)展。單片機的應用越來越廣，照明控制技術面臨革命性的變革，主要有三大趨勢：電子化。網絡化，集成化。傳統(tǒng)的照明是動力線按需分線，用機械開關通、斷電源，這樣系統(tǒng)固定后無法再改動，若要實現(xiàn)復雜的控制要求就更難。而隨著大量智能樓寓的推出，管理人員和住戶對照明系統(tǒng)提出了許多個性化要求，這就需要有新的照明控制技術的引進。傳統(tǒng)照

15、明的特點是動力線與控制線重疊，不存在控制信息流的概念[1]。</p><p>　　智能照明控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)相比，在控制方式、照明方式、管理方式以及節(jié)能方面等均有不少優(yōu)點。</p><p>　　首先，在控制方式和照明方式上，傳統(tǒng)照明控制采用手動開關，只有開和關，而且只能一路一路地開和關。而智能照明控制采用調光模塊，通過燈光的調光在不同使用場合產生不同的燈光效果，營造 不同的舒適的視

16、覺氛圍。在控制上采用低壓二次小信號控制，控制方式多、功能強、范圍廣， 自動化程度高。</p><p>　　其次，智能照明控制系統(tǒng)由于使用了自動化照明控制，智能利用光照以及通過網絡，只需一臺計算機就可對整個大樓的照明實現(xiàn)合理的能源管理自動化，不僅減少了不必要的耗電開支，同時也降低了用戶的運行維護費用，在節(jié)能方面可比傳統(tǒng)照明控制節(jié)電20％ 以上。</p><p>　　另外，在智能照明控制系統(tǒng)中

17、，由于可通過系統(tǒng)人為地設置電壓限制，可以避免或降低電網電壓以及浪涌電壓對燈具的沖擊，從而起到保護燈具，延長燈具使用壽命的作用。</p><p>　　第2章 設計方案論證</p><p>　　2.1 照明控制方式</p><p>　　正確的控制方式是實現(xiàn)舒適照明的有效手段，也是節(jié)能的有效措施。智能照明的控制方式采用翹板開關控制方式、光控裝置和智能控制器控制方式三種。翹

18、板開關主要用于經常開啟的衛(wèi)生間、廚房、浴室部位，智能控制器主要用于除衛(wèi)生間、廚房、浴室的整套房間的控制[2]。</p><p>　　2.2 翹板開關控制方式</p><p>　　翹板開關控制方式是以翹板開關控制一套或幾套燈具的控制方式，是采用最多的控制方式。在衛(wèi)生間、廚房、浴室門口設置單控開關進行控制。這種控制方式結構簡單，控制方便，但也存在線路繁瑣、維護量大、線路損耗多等缺點。</

19、p><p>　　2.3 光控裝置控制方式</p><p>　　光電控裝置采用光電探測器對照明系統(tǒng)進行控制。光電控制器的選擇要注意光線的影響因數(shù)，如日照、天氣情況，一般采用過光敏電阻。光敏電阻一般在房屋的四周合理布置，尤其是對室內光線影響較大的地方，要求輸出狀態(tài)相對穩(wěn)定，工作點漂移值小。由于采樣裝置對光線的反映具有一定的延遲性，當光源變化時光控輸出出現(xiàn)不穩(wěn)定性，因此應設計電壓穩(wěn)定、信號輸出延遲電

20、路。延遲電路采用積分電路實現(xiàn)，延遲翻轉時問大于輸入信號抖動時間，為保證第一次干擾后，延遲電路沒有及時放電出現(xiàn)新的干擾，在第一次觸發(fā)電路翻轉后對翻轉值進行嵌位，嵌位電平與延遲電路輸出信號比較，當嵌位模塊的輸入電平低于規(guī)定值時，反饋比較電路觸發(fā)電路翻轉，輸出控制信號控制電源[3]。</p><p>　　2.4 智能控制方式</p><p>　　在未來的住宅建設中主要應采用智能控制方式，智能控制

21、方式是對整套房間的照明系統(tǒng)進行集中控制和管理，并可擴展為對整套房問內的家用電器設備進行集中控制和管理。它的功能包括照明設備組的時間程序控制、照明設備組的聯(lián)動功能和家用電器設備預留擴展口。</p><p>　?。?）照明設備組的時間程序控制</p><p>　　將整套房間內的照明設備分為若干組別，通過時間區(qū)域程序設置菜單，來設定這些照明設備的起停程序。如臥室燈在早晨定時開啟／關閉；客廳(起居

22、廳)燈在晚上定時開啟／關閉。這樣，每天照明系統(tǒng)按計算機預先編制好的時問程序，自動的控制各個房間的照明。</p><p>　?。?）照明設備的聯(lián)動功能</p><p>　　當整套住宅內發(fā)生事件時，需要整套系統(tǒng)做出相應的聯(lián)動配合。當照明電源出現(xiàn)故障時，對照明電源進行檢測，并報警顯示故障位置，啟動臨時照明電源；當某個房間內的燈具不能正常照明時，對照明線路進行檢測，并報警顯示故障位置。照明設備控制

23、系統(tǒng)功能如圖1所示。照明設備控制系統(tǒng)的核心是智能控制器，控制器通過控制系統(tǒng)的信號對整套住宅內的線路、燈具進行控制，形成一個BAS子系統(tǒng) 。</p><p>　　智能住宅照明與控制設計是未來建筑電氣設計的主要發(fā)展方向，從以前的單純住宅照明設計發(fā)展成符合人性化的智能建筑設計，使家的感覺更舒適、更溫馨。它與傳統(tǒng)住宅相比具有如下優(yōu)點：</p><p>　　1）達到了以“明視條件”為主的人工視覺環(huán)境

24、；</p><p>　　2）光效、色溫、顯色指數(shù)能在智能控制器控制下達到最佳效果；</p><p>　　3）節(jié)省電能，智能控制器把不用的燈具自動關閉；</p><p><b>　　2.5室內照明控制</b></p><p>　　2.5.1 室內照明環(huán)境</p><p>　　根據行為習慣布置多控開關

25、以往的照明控制不能充分體現(xiàn)使用者追求方便、舒適、靈活的要求，如今倡導“新電氣時代 ，其宗旨就是充分體現(xiàn)以人為本的設計理念，讓控制方式更加符臺人的行為模式，因此，在設計室內照明光環(huán)境之前，應對住宅家庭成員的構成、各房閭具體位置、具體功能、室內行為模式深人研究[4][5]。</p><p>　　2.5.2 燈光的遙控</p><p>　　目前燈光的遙控技術常采用紅外線遙控、無線電遙控等，通常把

26、發(fā)射控制元件安裝在精致小巧的遙控器內，接收器安裝在室內便于接收信號的部位。但使用紅外線遙控必須在一定的角度、距離范圍內才可以實現(xiàn)其功能，不便于操作，而無線電遙控不受角度與距離的影響(相對于紅外線遙控)，并且可以穿透一般墻壁進行控制[6]。在遙控器上增加讀碼的功能，即不同按鍵控制不同的燈，并且有調光功能，將大大增加照明光環(huán)境控制的自由度。無線電遙控要充分考慮防雷功能，使雷雨天可以照常使用。</p><p>　　2.

27、5.3 室內智能照明系統(tǒng)研究</p><p>　　隨著科技的發(fā)展，智能技術已經開始進人住宅照明領域。通過智能照明系統(tǒng)實現(xiàn)對住宅照明光環(huán)境的合理控制。智能照明突出的特點表現(xiàn)在[7]：</p><p>　　1）具有控光功能，對白熾燈、熒光燈燈光源進行控光，可記憶幾十個預設置場景，滿足會客、家庭聚會、看電視、閱讀、娛樂等多種場景的光環(huán)境需求，家人外出時可自動模仿、記憶人在家時的照明光環(huán)境，具有場

28、景停電記憶功能，可設多個控制回路；</p><p>　　2）具有編程功能，可設置若干個指標控制參數(shù)；</p><p>　　3）具有智能探測和遙控功能，通過遙控器自如地控制室內燈光的變化；</p><p>　　4）具有智能時鐘管理功能，通過預設程序，按指定的時間控制起居室的照明光環(huán)境</p><p>　　2.5.4 智能照明控制系統(tǒng)的設計方法和

29、步驟</p><p>　　智能照明控制系統(tǒng)的設計一般都是在燈光設計和照明電氣設計部分完成之后來進行的[8]。</p><p>　　第一步：編制照明回路負載清單。</p><p>　　在這過程中應注意首先每條照明回路的燈具應該為同類型的燈具，這樣才便于調光模塊的選擇和配置。而且每條照明回路的燈具控制性質應該是相同的，是普通供電或同為應急供電。其次，應核對每條照明回路的

30、最大負載功率是否在需要選擇的調光器允許的額定負載容量之內。最后，還要對一些照明回路的劃分作適當?shù)恼{整，使其更適合場景配置的需要，使各路燈光可組合構成一個優(yōu)美的照明藝術環(huán)境。</p><p>　　第二步：按照明回路的性能選擇相關的調光器調光器是智能照明控制系統(tǒng)的主要部件，而對于不同類型的燈具應該選用不同適合他們的調光器。比如對于冷陰極燈(發(fā)光、霓虹、充氣)，這類燈采用電壓變壓器工作，所以應采用前沿相控調光器。而對于

31、包括金屬鹵化物燈在類的各種氣體放電燈則應該選用正炫波電壓調光器。</p><p>　　第三步：按照明控制要求選擇控制面板和其他相關控制部件。</p><p>　　第四步：選擇附件和集成方式。</p><p>　　第五步：編制系統(tǒng)設備配置表。</p><p>　　2.5.5單片機遙控控制燈光系統(tǒng)</p><p>　　傳統(tǒng)

32、的照明控制已跟不上潮流，失去競爭能力。例如室內原來采用的燈光控制系統(tǒng)產品，房間的電視、臺燈、地燈、魚缸照明、夜燈、廊燈、吧臺燈等開關與床頭燈調光開關由于開關較多，想開燈時必須先看清開關下面的標記才能正確開燈，有時為開一盞燈竟把所有的開關都按了一遍，使用時極為不便?，F(xiàn)在大多數(shù)都采用微動開關輕觸式集中控制面板。雖然較以前直觀，但是開關多且固定仍不是十分方便。本人采用AT89C51單片機將原來固定的機械式開關改用遙控控制，這樣一個遙控器就可以

33、控制整個房間的燈光開啟，電源控制箱可以放在床頭柜內；遙控器在放置在床頭柜上，可以任意移動[9]。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)工作原理及電路分析</p><p><b>　　3.1系統(tǒng)功能描述</b></p><p>　　3.1.1 改善工作環(huán)境，提高工作效率</p><p>　　傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中。配有傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的日光

34、燈以100Hz的頻率閃動，這種頻閃使工作人員頭腦發(fā)脹、眼睛疲勞，降低了工作效率。而智能照明系統(tǒng)中的可調光電子鎮(zhèn)流器則工作在很高頻率(40～70kHz)不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時的亮度不穩(wěn)定，在為人們提供健康、舒適環(huán)境的同時，也提高了工作效率[10]。</p><p>　　3.1.2 可觀的節(jié)能效果</p><p>　　智能照明控制系統(tǒng)使用了先進的電力電子技術，能對大多數(shù)燈具(包括白熾

35、燈、日光燈，配以特殊鎮(zhèn)流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等)進行智能調光。當室外光較強時，室內照度自動調暗；室外光較弱時，室內照度則自動調亮，使室內的照度始終保持在恒定值附近，從而能夠充分利用自然光實現(xiàn)節(jié)能的目的。除此之外，智能照明的管理系統(tǒng)采用設置照明工作狀態(tài)等方式，通過智能化管理實現(xiàn)節(jié)能[11]。</p><p>　　3.1.3 提高管理水平，減少維護費用</p><p>　　智能照明控制系統(tǒng)

36、將普通照明人為的開與關轉換成了智能化管理，不僅使大樓的管理者能將其高素質的管理意識運用于照明控制系統(tǒng)中去，而且將大大減少大樓的運行維護費用，并帶來較大的投資回報。</p><p><b>　　3.2 電源電路</b></p><p>　　由于本系統(tǒng)電源電路提供給對電源要求較高的模塊供電，所以采用了變壓器降壓經整流濾波后由集成穩(wěn)壓器7805穩(wěn)壓后給整個系統(tǒng)提供+5V電壓

37、的方式。電路圖如圖3-1所示，其中IN-AC為9V交流變壓器輸入端，D1、D2、D3、D4構成橋式整流電路，經C3（3300μF）大濾波電容濾波后送入集成穩(wěn)壓器7805輸入端，由輸出端輸出后再由C4（1000μF）濾波后整個系統(tǒng)供電。在此電源電路中，C1、C2為交流高頻耦合電容，防止交流高頻信號經電源電路串入系統(tǒng)，對系統(tǒng)構成干擾。R1和D5的LED組成電源指示電路，顯示電路是否工作[12]。</p><p>&l

38、t;b>　　圖3-1 電源電路</b></p><p>　　由于7805普遍采用TO-220封裝，其Vi-Vo≥2V。所以選用較為常見的交流9V變壓器，7805上的壓降Vi-Vo=5V，在它的可承受范圍之內。其封裝形式如下圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2 7805封裝</p><p><b>　　3.3 時鐘電路</b&

39、gt;</p><p>　　單片機必須在時鐘的驅動下才進行工作。單片機內部有一個高增益的反相放大器，用于構成振蕩器。反相放大器的輸入端為XTAL1，輸出端為XTAL2，分別是單片機的4腳和5腳。在XTAL1和XTAL2兩端跨接石英晶體及兩個電容就可以構成穩(wěn)定的自激振蕩器。如圖3-3所示，電容C5和C6通常取30pF左右，對振蕩頻率有微調作用。振蕩頻率范圍一般是1.2MHz－12MHz。較為常見的多取為6MHz和1

40、2MHz。本系統(tǒng)中取12MHz[13]。</p><p><b>　　3.4 復位電路</b></p><p>　　在MCS系列的單片機中，最為常見的和常用的復位電路便是如圖4所示的復位電路，它能有效有實現(xiàn)上電自動復位和手動復位。RST引腳是復位信號的輸入端，復位信號為高電平有效，其有效時間就持續(xù)24個振蕩周期以上才能完成復位操作，若使用12MHz的晶振，則需持續(xù)2μ

41、s以上才能完成復位操作。圖3-4中，在通電瞬間，由于RC的充電過程，在RST端出現(xiàn)一定寬度的正脈沖，只要該正脈沖保持10ms以上，就能使單片機自動復位。在12MHz時鐘時，通常C7可取22μF，R2可取1kΩ，這時就能可靠的上電自動復位和手動復位。但是，對于AT89C51，由于在RST端內部有一個下拉電阻，幫可將外部電阻去掉，而將外接電容減小至10μF，這里為確保無誤，電阻沒有</p><p>　　去掉，而換為8

42、.2kΩ。</p><p>　　圖3-3 時鐘電路圖 </p><p><b>　　圖3-4 復位電路</b></p><p>　　3.5 遙控發(fā)射電路</p><p>　　如圖3-5所示，為該系統(tǒng)遙控發(fā)射器電原理圖，其中P1口作為鍵盤掃描端口，具有16個操作鍵，可分別控制單片機發(fā)出16種不同脈沖，執(zhí)行16種操作。第9腳

43、為單片機的復位腳，采用RC上電復位電路；15腳作為紅外線遙控碼的輸出口，用于輸出38kHz載波編碼。脈沖經9013放大然后由紅外發(fā)射管輸出；18、19腳接12MHz晶振。P1.4—P1.7需接上拉電阻[14]。</p><p>　　圖3-5 遙控發(fā)射電路圖</p><p>　　3.6 遙控接收電路</p><p>　　如圖3-6所示，為該系統(tǒng)遙控接收電路原理圖，其中

44、單片機的P1.0—P1.2口作為數(shù)碼管的二進制數(shù)據輸出，顯示數(shù)字為“0—7”，“0”表示最暗，“7”表示最亮，采用帶鎖存功能的七段譯碼電路74HC4511集成塊譯碼顯示數(shù)值。4511的LE端接89C51的30腳（地址鎖存允許控制）；P0.0—P0.7以及P2.2—P2.7作為14個電器的電源控制輸出，接口用繼電器隔離輸出。P2.0口為調光脈沖輸出,輸出脈沖由三極管</p><p>　　圖3-6 遙控接收電路<

45、;/p><p>　　9012放大后經光電耦合器MOC3021驅動雙向可控硅控制負載；P3.0口為交流50Hz同步檢測輸入。系統(tǒng)對市電進行變壓、整流、并經施密特觸發(fā)器整形后得到100Hz的方波（周期10ms），作為發(fā)送調光脈沖的同步信號，系統(tǒng)采用10ms為一個“單位時間”的長度，燈的亮度越高，則可控硅導通時間的占空比越大；P3.1口為紅外遙控碼輸入，采用集成紅外線接收路SFH506-38，此集成元件體積小、抗干擾性好、

46、靈敏度高、并且價格低廉。它僅有三個腳，分別是電源正極、電源負極以及信號輸出端，其工作電壓為5V左右，它的主要功能包括放大、選頻、解調幾大部分，要求輸入是已經被調制的信號，經過它的接收放大和解調會在輸出端直接輸出原始信號至P3.1腳。這款紅外線接收電路接收距離可以達8米左右，完全可以滿足室內的遙控距離；P3.2腳為外部中斷0輸入腳，采用下降沿觸發(fā)，當有信號時，第一位碼的低電平啟動中斷程序，實時接收數(shù)據幀。第9腳為單片機的復位腳，采用RC上

47、電復位電路； 18、19腳接12MHz晶振[15]。</p><p>　　第4章 遙控發(fā)射及接收控制程序流程圖</p><p>　　4.1系統(tǒng)的遙控功能實現(xiàn)方法</p><p>　　4.1.1 遙控編碼格式</p><p>　　該遙控器采用脈沖個數(shù)編碼，不同的脈沖個數(shù)代表不同的碼，最小為2個脈沖，最大為17個脈沖。為了使接收可靠，第一位碼寬為

48、3ms,其余為1ms,遙控數(shù)據幀間隔大于10ms,如圖7所示。</p><p>　　4.1.2遙控碼的發(fā)射</p><p>　　當某個操作鍵按下時，單片機先讀出該鍵值，然后根據鍵值設定的遙控脈沖個數(shù)，再調制成38KHz的方波由紅外線發(fā)射管發(fā)射出去。P3.5端口的輸出調制波如圖7所示。</p><p>　　4.1.3數(shù)據幀的接收處理</p><p&

49、gt;　　當紅外線接收器輸出脈沖幀數(shù)據時，第一位碼的低電平將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據幀。在數(shù)據接收時，先對第一位（起始位）碼的碼寬進行驗證。若第一位低電平碼的脈寬小于2ms，將作為錯誤碼處理；否則認為是起始碼，累加器A加1。當間隔位的高電平大于3ms時，結束接收，然后根據累加器A中的脈沖個數(shù)，執(zhí)行相應的輸出操作[16]。</p><p>　　4.2 遙控發(fā)射程序控制流程圖</p><p>

50、;　　4.3 遙控接收程序控制流程圖</p><p>　　圖4-1 遙控發(fā)射控制流程圖</p><p>　　圖4-2 遙控接收控制流程圖</p><p>　　第5章 主要程序分析</p><p>　　5.1 鍵盤掃描程序</p><p>　　本電路采用4×4矩陣式鍵盤電路，共16個按健開關可發(fā)送16種編碼指令

51、。首先將立即數(shù)#0F0H送至P1口，再讀入P1口值與#0F0H相比較，相等則說明沒有鍵按下，返回。不相等則表示有鍵按下，再調用延時消抖程序，確認有鍵按下。轉至行掃描程序確認按鍵所在的行，并將R2賦行號初值，然后調用列掃描程序確認按鍵所在列號。列號與行號初值相加即得按鍵號（送寄存器A）。（如附錄一）</p><p>　　5.2 鍵號處理程序</p><p>　　根據寄器A中的鍵號，首先執(zhí)行A

52、×3程序，（因為以下所執(zhí)行的長跳轉指令“LJMP”為3字節(jié)指令）然后使用散轉指令“JMPA，@A+DPTR”跳到相應的程序標號。各鍵號相應的程序標號均為一條長跳轉指令，各跳轉指令均指向與之相應的紅外線脈沖賦值程序，最后跳轉至脈沖發(fā)送程序，發(fā)出與鍵號相對應的脈沖。（如附錄二）</p><p>　　5.3 38KHz載波及編碼脈沖發(fā)射程序</p><p>　　本系統(tǒng)所用的紅外線接收集

53、成電路SFH506-38的解調中心頻率為38KHz,故發(fā)射頻率也采用38KHz,通過定時器中斷程序實現(xiàn)，每次溢出中斷時對P3.5取反，輸出38KHz載波。</p><p>　　計算得周期為26.3us,則定時器設定為模式2，初值為（256-13）=0F3H。利用1ms與3ms延時程序控制定時器的啟停，從而控制P3.5發(fā)出相應的脈沖。并根據寄存器A中的脈沖個數(shù)確定發(fā)送次數(shù)。（如附錄三）</p><

54、;p>　　5.4 遙控接收及處理程序</p><p>　　采用中斷接收，經過紅外線接收集電路SFH506接收處理后的脈沖信號送至P3.1與P3.2（中斷輸入腳，采用低電平觸發(fā)），當接收到第一個低電平時將啟動中斷程序，實時接收數(shù)據幀，接收程序首先采用8us循環(huán)計時程序對第一位碼（起始碼）的碼寬進行驗證，當計時大于8×255＝2040us時則認為是起始碼，開始對輸入的脈沖進行計數(shù)與校驗，將計數(shù)值送到累

55、加A中。脈沖高電位大于設定時間513×6=3072us時則結束接收，然后根據累加器中的脈沖個數(shù)，跳轉至相應的操作子程序。2——15個脈沖所對應程序分別控制每盞燈的開關，通過將相應輸出端口取反方法，從而控制了燈的亮滅，系統(tǒng)上電時所有輸出I/O口均為“1”（高電平）外接晶體管均無輸出，當某個按鍵按下時，程序將相應端口取反，輸出為“0”（低電平）外接晶體管放大后，驅動繼電器繼合亮燈。再次按下該鍵時，程序再次將該相應端口取反，輸出為“

56、1”關燈，如此便控制了每一路燈的亮、滅。16、17個脈沖為亮度調整信號，接收到該脈沖信號時，將P1口加“1”（調亮）或減“1”（調暗），然后再調亮度調整程序，亮度調整程序根據P1口的值確定燈的亮度。（如附錄四）</p><p><b>　　5.5 調光程序</b></p><p>　　系統(tǒng)調光電路采用雙向可控硅，利用它的“過零自動關閉”特性，AT89C51只需在每個交

57、流信號的1/2周期（10ms）內控制可控硅打開的時刻，由于交流電過零點時可控硅自動關斷，即間接控制了燈光的亮度。上電時，首先調用調光程序，根據P1口值設定延時值并放在寄存器B中。再根據P3.0輸入的交流同步信號，確定調光脈沖的發(fā)送時間，當交流信號過零時調用調光程序，調光程序根據寄存器B中的值確定延時次數(shù)（每次延時512us）從而確定調光脈沖的發(fā)送時間，延時到P2.0置“0”經過外接晶體管反向放大后經光電耦合器隔離驅動雙向可控硅導通的時間

58、，當交流信號再次過零時，雙向可控硅自動關閉，再次調用調光程序。這樣便控制了雙向可控硅的導通時間，從而達到調光的目的[17]。（如附錄五）</p><p><b>　　5.6 延時子程序</b></p><p>　　采用循環(huán)結構實現(xiàn)513微秒、10微秒、500微秒延時功能。（如附錄六）</p><p><b>　　第6章 結 論<

59、/b></p><p>　　上電，測試發(fā)送板單片機各IO口電平，P3.5、P1.0、P1.1、P1.2、P1.3均為低電平，其余均為高電平，表明單片機上電復位正常，且程序運行正常。然后用萬用表毫伏檔測量紅外線發(fā)射管兩端，同時按各輸入鍵，表針應有左右擺動現(xiàn)像，則表明鍵掃描程序與紅外線發(fā)射程序運行正常，且在發(fā)射紅外線脈沖。</p><p>　　接收電路上電時，數(shù)碼管顯示“7”各繼電器及可

60、控硅均無輸出。遙控信號輸入腳P3.1應高電平。則表明單片機上電復位正常，外圍電路接線正確。然后將發(fā)射板紅外線發(fā)射管對準接收電路，按壓輸入鍵，同時用萬用表測量P3.1腳，應有輕微擺動。紅外脈沖接收正常。且相應輸出繼電器應動作，或調光電路應正確動。如無動作或萬用有針無擺動，可以稍為改動發(fā)射脈沖頻率，將定時器初值改為（0FFH-12）=0F4H對應發(fā)射頻率為41.7KHz或(0FFH-13)=0F3H對應發(fā)射頻率為38.5KHz,因為紅外線發(fā)

61、射與接收電路的中心頻率相差1KHz時大都能正常遙控，相差2KHz以上會出現(xiàn)遙控失靈現(xiàn)象。大多晶振或接收電路都有一定的頻率偏差，我們可以調整定時器的初值來稍為改動發(fā)射頻率或換用12M晶振，直到能夠接收為止。調光程序調試，按調光鍵，調至顯示“0”，此時燈為最暗，應熄滅。否則可以改變調光程序中寄存器B中的值，加長或減少延時時間，使燈能在最低亮度時能正常熄滅，最高亮度時能達最大亮度。按本程序中的值，實測數(shù)據如下表6-1。</p>

62、<p>　　表6-1 系統(tǒng)調試實測數(shù)據</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　1 GB50034—2004，建筑智能照明設計標準. 建筑工業(yè)出版社，2004</p><p>　　2 譚偉，王娜．智能照明試驗系統(tǒng)的設計與實施．燈于照明，2006</p><p>　　3 田靜

63、．智能照明控制系統(tǒng)在學校的應用．電氣&智能建筑，2006</p><p>　　4 陳永勝．智能照明控制產品的選型比較．建筑電氣．2002</p><p>　　5 李俊亮．智能照明控制的應用．(2006)06-0014-02</p><p>　　6 羊梅．智能照明控制系統(tǒng)應用分析．(2006)02-47-03</p><p>

64、;　　7 李朝青．單片機原理及接口技術．北京航空航天大學出版社，2005</p><p>　　8 楊志忠．數(shù)字電子技術基礎．高等教育出版社，2004</p><p>　　9 喬新國，余建華．動力與照明實用技術．中國水利水電出版社，1998．1～162．</p><p>　　10 沈瑞珠．智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的應用．低壓電器，2002，(5)：20～

65、22．</p><p>　　11 陳濤，毛信偉．智能照明控制系統(tǒng)的工程應用．照明工程學報，2001，12(3)：49～54</p><p>　　12 王爾鎮(zhèn)．高效節(jié)能光源器具和綠色照明技術．上海電真空，1997，(3)：10～19</p><p>　　13 王爾鎮(zhèn)．照明系境環(huán)境保護．光電技術，1999，(1)：1～8</p><p>　

66、　14 魯鴻雁．EIB系統(tǒng)原理及應用研究．智能建筑與城市信息，2003，(7):22～23．</p><p>　　15 魯鴻雁,丁錫．EIB在辦公樓中的應用．智能建筑與城市信息，2003，(8):45～47．</p><p>　　16 郗建平．雙向晶閘管調光電路．安裝，2001，(12):32～33．</p><p>　　17 雷祚昌．調光電路及設計中的問題

67、．云光技術，1990，(4):10～14．</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文終于完成了。在這段時間里，我衷心感謝xx老師的指導，在課題選定、理論指導和方案的論證上，xx老師對我精心的指導和耐心的鼓勵，使我能夠堅持到底，畢業(yè)設計有了圓滿的結果。在做畢業(yè)設計期間，我還有幸得到其它老師的熱心指導和同學們的大力幫

68、助，正因為有了他們，我才能克服各種困難，順利完成畢業(yè)設計和論文。在這里一并向他們表示感謝！最后，再次向各位領導、各位老師致以崇高的敬意和最衷心的感謝！</p><p><b>　　附 錄</b></p><p><b>　　附錄一</b></p><p>　　KEYWORK:MOV　　P1,#0F0H　　;置P1口輸

69、入狀態(tài)</p><p>　　MOV　　　A,P1　　　 ;讀入P1口值</p><p>　　MOV　　　B,A　　　　　 ;P1口值暫存B中</p><p>　　CJNE　　A,#0F0H,KEYHIT;不等于#0FFH，KEYHIT（有鍵按下）</p><p>　　KEYOUT:　　RET　　　　

70、　　　　 ;沒有鍵按下返回;</p><p>　　KEYHIT:　　LCALL　DL10MS　　 ;延時去抖動</p><p>　　MOV　　A,P1　　　　 ;再讀入P1口值至A</p><p>　　CJNEA,B,KEYOUY ;A 不等于B(是干擾)，子程序返回</p><p>　　SETB　　P1.1　

71、　 ;有鍵按下，找鍵號開始，查0行</p><p>　　SETB　P1.2</p><p>　　SETBP1.3</p><p>　　MOVA,P1　　　 ;讀入P1口值</p><p>　　CJNEA,#0FEH,KEYVAL0 ;P1不等于#0FEH，按下鍵在第0行</p

72、><p>　　SETB　　P1.0　　　 ;不在第0行，開始查1行</p><p>　　CLR　　　P1.1</p><p>　　MOV　　　A,P1　　　　 ;讀入P1口值</p><p>　　CJNEA,#0FDH,KEYVAL1 ;P1口不等于#0FDH，按下鍵在第1行</p>

73、;<p>　　SETB　　P1.1　　　 ;不在第1行，開始查2行</p><p>　　CLR　　　P1.2</p><p>　　MOV　　　A,P1　　　　　 ;讀入P1口值</p><p>　　CJNE　　A,#0FBH,KEYVAL2 ;P1口不等于#0FBH，按下鍵在第2行</p>

74、<p>　　SETB　　P1.2　　 　;不在第2行，開始查3行</p><p>　　CLR　　P1.3</p><p>　　MOV　　A,P1　　　 ;讀入P1口值</p><p>　　CJNE　　A,#0F7H,KEYVAL3 ;P1口不等于#0F7H，按下鍵在第3行</p><

75、p>　　LJMP　KEYOUT　　 ;不在第3行，子程序返回</p><p>　　KEYVAL0:　MOV　　 R2,#00H　 ;按下鍵在第0行，R2賦行號初值0</p><p>　　LJMP　KEYVAL4　 ;跳到KEYVAL4</p><p>　　KEYVAL1:　MOV　　 R2,#04H ;按下鍵在第1行，R2

76、賦行號初值4</p><p>　　LJMP　KEYVAL4　 ;跳到KEYVAL4</p><p>　　KEYVAL4:　　MOV　　DPTR,#KEYVALTAB;翻譯成連續(xù)數(shù)字</p><p>　　MOV　　　　B,A　　　　　 ;P1口值暫存B內</p><p>　　ANL　　B,#0F0H　　 　;取高四位

77、</p><p>　　MOV　　R0,#0　　　　;清R0</p><p>　　KEYVAL5:　MOV　　　A,R0　　　　 ;查列號開始，R0數(shù)據放入A</p><p>　　SUBB　A,#04H　　　 ;A中數(shù)減4</p><p>　　JNC　　KEYOUT　 ;借位C為0，查表出錯，返回</p&

78、gt;<p>　　MOV　　A,R0　　　　 ;查表次數(shù)小于4，繼續(xù)查，</p><p>　　MOVC　A,@A+DPTR　　 ;查列號表</p><p>　　INC　　R0　　　　 　 ;R0加1</p><p>　　CJNE　　A,B,KEYVAL5　 ;查得值和P1口值不等，轉KEYVAL5再查

79、</p><p>　　DEC　　R0　　 ;查得值和P1口值相等，R0減1</p><p>　　MOV　　　A,R0　　　 　 ;放入A（R0中數(shù)值即為列號值）</p><p>　　ADD　　A,R2　　 　;與行號初值相加成為鍵號值（0-15）</p><p

80、>　　KEYVALTAB:　DB0E0H,0D0H,0B0H,07H　　;列號對應數(shù)據表</p><p>　　;對應列號：　　　0　1　2　3</p><p><b>　　附錄二</b></p><p>　　MOV　　B,A　　　　　 ;鍵號乘3處理用于JMP散轉指令</p><p>　　RL　A

81、　　 ;鍵號乘3處理用于JMP散轉指令</p><p>　　ADD　A,B　　　　 ;鍵號乘3處理用于JMP散轉指令</p><p>　　MOV　DPTR,#KEYFUNTAB ;取散轉功能程序（表）首址</p><p>　　JMP　@A+DPTR 　 ;散轉至對應功能程序標號</p><p>　　KEY

82、FUNTAB:　LJMP　KEYFUN00　　 ;跳到鍵號0對應功能程序標號</p><p>　　LJMP　KEYFUN01 ;跳到鍵號1對應功能程序標號</p><p>　　LJMP　KEYFUN15 ;跳到鍵號15對應功能程序標號</p><p><b>　　RET</b></p><p>

83、;　　KEYFUN00:　　MOV　　　A,#02H　;發(fā)2個脈沖</p><p>　　LJMP　REMOTE　 ;轉發(fā)送程序</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　KEYFUN01:　　MOV　　　A,#03H ;發(fā)3個脈沖</p><p>　　LJMP　REMOTE　 ;轉發(fā)送

84、程序</p><p>　　RET　　　　　　　　　　　　　</p><p>　　KEYFUN15:　　MOVA,#11H　 ;發(fā)17個脈沖</p><p>　　LJMP　REMOTE　　;轉發(fā)送程序</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　附錄三

85、</b></p><p>　　MOV　　　IE,#00H　;關所有中斷</p><p>　　MOV　　TMOD,#20H　　;8位自動重裝初值模式</p><p>　　MOV　　TH1,#0F3H　 ;定時為13微秒初值</p><p>　　MOV　　TL1,#0F3H　　　</p><p>　　SETB

86、　　　EA　　　　　 ;開總中斷允許</p><p>　　INTT1:　　CPL　　　P3.5　　;38kHZ紅外線遙控信號產生</p><p>　　RETI　　　　　　　　 ;中斷返回</p><p>　　REMOTE:　　　MOV　R1,A　　　　 ;裝入發(fā)射脈沖個數(shù)</p><p>　　LJMP　OUT3　　　　 ;

87、轉第一個碼發(fā)射處理</p><p>　　OUT:　　　　　MOV　　R0,#64H ;1MS寬低電平發(fā)射控制數(shù)據</p><p>　　OUT1:　　　SETB　　ET1　　　　 ;開T1中斷</p><p>　　SETB　TR1　　　 ;開啟定時器T1</p><p>　　NOP　　　　　　　 　;延時</p><

88、p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ　R0,OUT1　 ;時間不到轉OUT1再循環(huán)&l

89、t;/p><p>　　MOV　　R0,#3CH　 ;1MS高電平間隙控制數(shù)據</p><p>　　OUT2:　　　　CLR　　　TR1　　 ;關定時器T1</p><p>　　CLR　　ET1　　　　 ;關T1中斷</p><p>　　CLR　　P3.5　　　　 ;關脈沖輸出</p><p>　　NOP　　　　　

90、　　　 ;空操作延時</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>

91、　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><

92、b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ　R0,OUT2 ;時間不到轉OUT2再循環(huán)</p><p>　　DJNZ　R1,OUT ;脈沖未發(fā)完，轉OUT再循環(huán)發(fā)射</p><p>　　LCALL　DL500MS</p><p><b>　　RET　　　

93、</b></p><p>　　OUT3:　　　　MOV　　　R0,#0FFH　;裝發(fā)謝3MS寬控制數(shù)據</p><p>　　LJMP　OUT1　　　 ;轉OUT1</p><p><b>　　附錄四</b></p><p>　　INTEX0:　　CLR　　　EX0　　　　 ;關外中斷</p&g

94、t;<p>　　JNB　　P3.1,READ1　;P3.1口為低電平轉READ1</p><p>　　READOUTT0:SETB　　EX0　　　 ;P3.1口為高電平開中斷（系干擾）</p><p>　　RETI　　　　　　　　 ;退出中斷</p><p>　　READ1:　　　　CLR　　　A　　　　 ;清A</p><

95、;p>　　MOV　　DPH,A　　　 　;清DPTR</p><p>　　MOV　　DPL,A　　　　</p><p>　　HARD1:　　　JB　　　P3.1,HARD11　;P3.1變高電平轉HARD11</p><p>　　NC　　DPTR　　　　 ;用DPTR對低電平計數(shù)</p><p>　　NOP　　

96、　　　　　　　;1微秒延時</p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　AJMP　HARD1 ;轉HARD1循環(huán)（循環(huán)周期為8微秒）</p><p>　　HARD11:　　　MOV　　　A,DPH　　　;DPTR高8

97、位放入A</p><p>　　JZ　　READOUTT0 ;為0（脈寬小于8*255=2毫秒）退出</p><p>　　CLR　　A　 ;不為0，說明是第一個寬脈沖（3毫秒）</p><p>　　READ11:　　INC　　A　　　　 ;脈沖個數(shù)計1</p><p>　　READ12:　　JNB　　　P3.

98、1,READ12　;低電平時等待</p><p>　　MOV　　R1,#06H　　　 ;高電平寬度判斷定時值</p><p>　　READ13:　　JNB　　P3.1,READ11 ;變低電平時轉READ11脈沖計數(shù)</p><p>　　LCALL　DELAY　　　 ;延時（512微秒）</p><p>　　DJNZ　R1,READ

99、13　 ;6次延時不到轉READ13再延時</p><p>　　DEC　　A　　　　　 ;超過3毫秒判為結束，減1</p><p>　　DEC　　A　　　　　 ;減1</p><p>　　JZ　　FUN0　　　 　;為0執(zhí)行FUN0（2個脈沖）</p><p>　　DEC　　A　　　　　 ;減1</p>&

100、lt;p>　　FUN0:　　　　CPL　　　P0.0　　 ;P0口各端口開關輸出控制</p><p>　　LJMP　READOUTT0　 ;轉中斷退出</p><p>　　FUN1:　　　　CPL　　　P0.1　　　　</p><p>　　LJMP　READOUTT0</p><p>　　FUN14:　　　INC　　　P1&l

101、t;/p><p>　　MOV　　A,P1</p><p>　　CJNE　A,#00H,OUTT0　;不等轉OUTT0（顯示值大于7）</p><p>　　MOV　　P1,#0FFH　 　;放回P1（顯示值為7）</p><p>　　OUTT0:　　　　LCALL　LOOP　　　 ;亮度調整</p><p>　　LJMP　

102、READOUTT0　　 ;中斷退出　　　　</p><p>　　FUN15:　　　　DEC　　　P1　　　 ;P1口值減1</p><p>　　MOV　　A,P1　　　　 ;移入A</p><p>　　CJNE　A,#0F7H,OUTT1 ;不等轉OUTT1（顯示值小于0）</p><p>　　MOV　　P1,#0F8H　　 ;放回P1（顯示

103、值為0）</p><p>　　OUTT1:　　　　LCALL　　LOOP　　 ;亮度調整</p><p>　　LJMP　READOUTT0　 ;中斷退出</p><p><b>　　附錄五</b></p><p>　　START:LCALL　　CLEARIO　　　 ;上電初始化</p><

104、;p>　　LCALL　LOOP　　　　 ;調用調光控制程序</p><p>　　MAIN:　JB　　　P3.0,MAIN ;50HZ交流電未過零轉MAIN</p><p>　　LCALL　　DLX　 ;過零點時調用延時子程序（延時可變）</p><p>　　CLR　　P2.0　　　　 ;發(fā)調光脈沖</p><p>

105、;　　LCALL　DELAY　　　　 ;持續(xù)512微秒</p><p>　　SETB　P2.0　　　 　;關調光脈沖</p><p>　　LJMP　MAIN　　 　;轉MAIN循環(huán)</p><p>　　DLX:　　MOV　　　R2,B　　　 ;置延時初值</p><p>　　DLX1:　LCALL　

106、　DELAY　　　 ;調512微秒延時子程序</p><p>　　DJNZ　R2,DLX1　　　 ;循環(huán)控制</p><p>　　RET　　　　　　　 　;返回</p><p>　　LOOP:　MOV　　　A,P1　　　 ;讀入P1口值</p><p>　　SUBB　A,#0FFH　　　 ;比較</p><p

107、>　　JZ　　　　LOOP7　　 ;值為#0FFH（顯示7）時轉LOOP7</p><p>　　MOV　　A,P1　　　　</p><p>　　SUBB　A,#0FEH　　　</p><p>　　JZ　　　　LOOP6　　 ;值為#0FEH（顯示6）時轉LOOP6</p><p>　　MOV　　A,P1　　　　</p&

108、gt;<p><b>　　RET</b></p><p>　　LOOP7:　　　　MOV　　　B,#01H　　　;設置延時值#01H（最亮）</p><p>　　RET　　　　　　　　　 ;返回</p><p>　　LOOP6:　　　　MOV　　　B,#02H　　　;設置延時值#02H（次亮）</p><p

109、>　　RET　　　　　　　　 　;返回</p><p>　　LOOP5:　　　　MOV　　　B,#04H　　　</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　附錄六</b></p><p>　　DELAY:　　　MOV　　　　　R2,#0FFH　　　 ;513微

110、秒延時程序</p><p>　　DELAY1:　　DJNZ　　　　R2,DELAY1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DL10MS:　　MOV　　　　　R3,#14H　　　;10毫秒延時程序</p><p>　　DL10MS1:　　LCALL　　　　DELAY</p>&

111、lt;p>　　DJNZ　　　　R3,DL10MS1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DL500MS:　　MOV　　　　　R4,#32H　 ;500毫秒延時程序</p><p>　　DL500MS1:　LCALL　　　　DL10MS</p><p>　　DJNZ　　　　R4,DL5