基于STC12C4052AD單片機(jī)的教室燈光控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2 系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)能夠采集室內(nèi)光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)，并結(jié)合學(xué)校作息時(shí)間對(duì)教室燈光進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，達(dá)到方便和節(jié)約能源的目的。電路存在兩種工作模式：自動(dòng)控制模式和強(qiáng)制模式。

2.1 自動(dòng)控制模式

系統(tǒng)復(fù)位默認(rèn)工作在自動(dòng)控制模式，當(dāng)教室內(nèi)自然光線弱，光敏傳感器把感應(yīng)到的光強(qiáng)信號(hào)送至單片機(jī)處理，輸出照明命令，則打開(kāi)教室燈光，但因系統(tǒng)定時(shí)關(guān)燈時(shí)間與學(xué)校作息時(shí)間一致，因此在非需要開(kāi)燈的時(shí)間段內(nèi)，教室燈光自動(dòng)關(guān)閉，達(dá)到節(jié)約用電的效果。

系統(tǒng)考慮到如果教室外自然光很強(qiáng)，但因某種需求需要拉上窗簾，這樣室內(nèi)光照就不太理想，需要開(kāi)燈，因而設(shè)置了兩路光敏傳感器，一路探測(cè)室內(nèi)光強(qiáng)，一路探測(cè)室外光強(qiáng)，這體現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性。

2.2 強(qiáng)制模式

系統(tǒng)正常工作的情況下，通過(guò)按下強(qiáng)制按鈕，就能對(duì)燈進(jìn)行強(qiáng)制開(kāi)關(guān)的控制，通過(guò)該按鈕也能使電路切換回自動(dòng)控制狀態(tài)。設(shè)置強(qiáng)制按鈕主要考慮到有時(shí)需要對(duì)燈進(jìn)行強(qiáng)制控制，例如需要在教室通過(guò)投影儀觀看電影時(shí)，為達(dá)到最佳的收看效果，需要關(guān)上燈。

3 軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用STC12C4052AD單片機(jī)作為控制的核心，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯運(yùn)算，因此軟件設(shè)計(jì)是系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行以及能否實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能的關(guān)鍵。本系統(tǒng)中STCl2C4052AD單片機(jī)主要完成接收外部數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、輸出控制數(shù)據(jù)。所以軟件的重點(diǎn)是：如何接收外部數(shù)據(jù)，如何處理以及如何輸出控制數(shù)據(jù)。

因此，在該軟件實(shí)現(xiàn)中我們采用了模塊化的方案，整個(gè)軟件設(shè)計(jì)由初始化模塊、鍵盤(pán)接收模塊、中斷處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和定時(shí)輸出模塊五個(gè)模塊組成，系統(tǒng)程序主流程框圖如圖3所示。

初始模塊主要完成I/O口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷以及液晶顯示屏的初始化，鍵盤(pán)接收模塊主要用于接收初始變量，如當(dāng)前時(shí)間、作息時(shí)間等的設(shè)定。同時(shí)也接受相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢，如查詢?cè)O(shè)定好的作息時(shí)間、光照閾值等，數(shù)據(jù)顯示模塊用于顯示當(dāng)前的時(shí)間、定時(shí)開(kāi)關(guān)時(shí)間以及用戶要查詢的相關(guān)數(shù)據(jù)。

4 調(diào)試和總結(jié)

在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后我們?cè)谡{(diào)查研究的基礎(chǔ)上，對(duì)什么光線情況下應(yīng)該開(kāi)燈及系統(tǒng)在根據(jù)學(xué)校的作息時(shí)間上進(jìn)行了設(shè)定驗(yàn)證、調(diào)試，結(jié)果顯示本系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)行且效果理想。

本系統(tǒng)主要應(yīng)用于教室的燈光控制，但是對(duì)于一些公共場(chǎng)合，如會(huì)議室、辦公室、樓道等場(chǎng)所，只要在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上稍加改動(dòng)，也可以很好地滿足其需要，因此本系統(tǒng)的可移植性好，具有比較大的市場(chǎng)潛力和廣泛的應(yīng)用前景。