教室智能照明控制系统(3)

河南工业职业技术学院毕业设计论文 光信号采集电路 时钟电路看门狗 人体信号采集电路89C51

晶振可控硅控制电路

图1-3 分控制器硬件电路结构框图

室内灯光控制系统可以根据作息时间、气候、人体等因素全天候自动模糊控制室内照明电器的开和关。做到光线暗时开灯，雨天阴天时开灯，无人时关灯，光线亮时关灯，晴天时关灯，休息时间关灯。在确保室内正常照明同时，可有效防止无人灯（无人时开灯）﹑无效灯（光线亮时开灯）、无限灯（休息时间开灯），从而达到节电目的。

根据上述要求，可以画出控制系统逻辑功能表，如表1-1所示。

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表1-1 系统逻辑关系表 信 号 室内光信号 人体信号 时钟信号 电灯的开关状

态 参 数 自然光照度 人体 作息时间 强 无 休息 断 强 无 上课 断

逻 强 有 休息 断

辑 强 有 上课 断

状 弱 无 休息 断

态 弱 无 上课 断

弱 有 休息 断

弱 有 上课 合

如果假设：室内光线强度为A：光线弱时A=1，光线强时A=0；

人体信号为B：有人时B=1，无人时B=0； 作息时间为C：上课时C=1，休息时C=0； 电灯开关状态为D：合时D=1，断开时D=0。

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河南工业职业技术学院毕业设计论文 则表1-1可以转化为表1-2。

表1-2 系统逻辑真值表

信号 参数 符号 逻 辑 状 态 室内光信号 自然光信号 A 0 0 0 0 1 1 1 1 人体信号 人体 B 0 0 1 1 0 0 1 1 时钟信号 作息时间 C 0 1 0 1 0 1 0 1 D 0 0 0 0 0 0 0 1 电灯的开光状况 由上述的真值表可得出系统逻辑函数表达式为：D=A·B·C

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第二章 硬件电路设计与实现

2.1 系统硬件总述

系统以单片微型计算机为核心外加多种接口电路组成，共有六个主要部分：AT89C51芯片、光信号采集电路、人体信号采集电路、时钟控制电路DS12887、输出控制电路、定时监视器电路，如图2-1所示。

AT89C51 从机1

图2-1 系统硬件总述图

从机n 9

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2.2 CPU性能介绍

本系统采用了ATMEL公司MCS-51系列单片机中的AT89C51芯片，它是低压高性能CMOS 8位微处理器，带有4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，15个I／O口线，两个16位定时／计数器，—个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口。

2.3 主控制机电路设计

主控制器采用AT89C51单片机作为微处理器，AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含4K bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash 存储单元。

主控制器系统的外围接口电路由键盘、数码显示及驱动电路、晶振、看门狗电路、通信接口电路等几部分组成。主控制器系统的硬件电路原理图如下图2-2所示。

P1.1236P1.01P1.24P1.3P1.4P1.5P1.6P1.789C51123456781312P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7INT1INT0T1T0EA/VPPXTAL1XTAL2RESETRDWRGND+5VWDORESETGNDMRVCCWDI+5VVCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7RXDTXDALE/PPSEN403938373635343332212223242526272810113029+5V7447ABCDVCCabcdefgGND100Ω ×7D4D3D2D15 7890开定时关确认+5V↑↓RBIRBOLTA1015×44.7KΩ ×4Y0Y1Y2Y3VCCVCC30pF12MHz15143119189171620ＤABCG2AG2B 30pF74LS138 MAX813L10