多功能智能照明系统

目前市场市场上的照明系统，多采用人工控制的模式，而所谓的 节能灯也只是采用了 Led灯管照明，没有从根本上实现智能节能的目 的。而本照明系统采用单片机作为处理中心，通过光敏 电阻采集外部 光强信息，并且转化为电压信号，通过Ti公司生 产的TLC549数模转 换芯片，转化为数字信号输入单片机进行处理，通过Pwm方式，调节输 出的电压，从而实现了自动调光。

在控制方面，釆用了人工和智能控制两种模式，可以自由转换。 本系统既可以用作室外大功率照明电路，也可以用于个人的台灯，通过 安装本系统可将普通台灯改造成智能多功台灯。

一、 实现原理 图1系统总图 二、 硬件设计

1. 红外检测人体电路（总开关）

利用芯片Hc-Sr501红外检测模块，探测是否有人体在照明系统， 发送

0, 1信号给单片机进行逻辑判断，在照明系统中，此部分电路作

为智能的总开关，实现自动的人走灯灭。

2. 外界光强采集电路

采集光强，本系统用了光敏电阻，以及Ti公司生产的TLC549模 数转换芯片完成，特别的在光敏电阻两段并联电容，用来保持采集电 压的稳定性。

TLC549模数转换芯片采用串行方式与单片机连接，大大的 节约了单片机的I/O

口的使用。通过数模转换，将由光信号转化过来的 模拟电压信号转化成了 0到255的数字信号（8位二进制数），从而 转化为了单片机可以识别处理的信号。

3. 模式转换及人工控制按键

本系统设有5个按键，用于人工控制系统定时报警与亮度强弱， 以及智能控制和人工控制之间的模式转化，体现了人机交流的智能性。

4. 超声波测距电路，温度测量及长时间工作报警电路当本照明系统

用于制作智能台灯时，有必要安装超声波测距电路（HC-SR04,利用超 声波的反射原理，测出时间，乘上声速的1/2 ,即可计算出人眼距离书 本的距离，当距离小于

25cm

时，系统认定距离太近，对看书者视力不利，将会通过由三极管，蜂 鸣器组成的报警电路发出尖锐的报警声。

本系统使用芯片DS18B20乍为温度测量电路，芯片与单片机P1.7 口相连，通过读写程序，DS18B20可以测量室内温度。

考虑到长时间看书会使人感到疲惫，伤害眼睛，本系统还设计了 可供用户自定义的定时系统，用户可通过按键来增加或者减少智能台灯 定时时间，时间到时系统会通过蜂鸣器报警，提醒用户注意休息，体 现了本系统的人性化特点。

5. P WM波形输出

系统通过改变PWM脉冲高电平占空比既可以改变输出电压，达到调 光的

目的。系统用于大功率时，使用可控硅（大功率）放 大单片机电 流；系统用于台灯等小型用电设备时，用三极管放大电流。

6.显示电路

本系统使用液晶1602作为一系列参数测量值的显示模块，分别显 示定时时间，人眼距书本距离，光照等级，室内温度。

三、软件设计

本系统采用STCC52单片机作为控制核心，相应的读取和控制信 号由它来判断和产生。包括读取按键信息，模数转换，超声波发射与接 受，温度测量，Pwm波形输出，定时器，报警电路，液晶显示等程序模 块。

1. 按键检测

本系统的5个按键分别接在单片机的P3 口上，其中模式转化按键 接在单片机P3.3上，利用单片机外部中断2,使用下降沿触发，进入 中断程序，切换控制模式。

其余4个按键都用If语句判断是否按下，并且配有按键消抖程 序。

/*if (anjianl—0 ) {delay ( 500); if ( anjianl—0 ) */ 2. 模数转换模块

使用Ti公司生产的TLC549芯片，通过程序可将采集的电压(模拟 量)转化为8位二进制数。

3. 超声波发射与接受 语句计算出距离。 /*S二(time*l. 7 )/100; */

4. P wm波形的输出

Pwn意为脉冲宽度调制，本系统通过读取外界光强值或读取按键值 改变Pwn定时器的比较值jd,从而改变高电平占空比，改变输出电压 值。

if ( count<jd ) PWM1=O; else PWM1二1; //定时器中断程序

四、结束语

本系统采用单片机控制的方式设计多功能智能照明系统，灵活的应 用单片机内部定时器中断，外部中断，实现了多功能化。其控制方式智 能，人性化，具有温度测量，距离测量，定时报警 与显示功能。采用可 控硅等大功率开关电路，实现以弱控强，以单片机弱小的电流驱动台 灯，室外照明灯等大功率电路。

应用范围广泛，可应用于室外大功率照明，亦可以用于个人小功 率台灯照明。通过PCB制版，系统电路板可小于10*10cm内，成本在

10到20块之间，具有很好工业化生产的条件。