光控照明系统

1 项目计划 1.1 方案可行性分析
光控电路有着广泛的应用。比如城市中的路灯或楼道照明灯一般都是由人工 操作的，如果采用光控电路，根据光线的强弱来自动开启和关闭照明灯，做到无 人自动控制，可以减轻工人的劳动强度，更有效地节约能源。我们的这个电路虽 然简单，却应用广泛。
本照明光控制电路的特点是可以根据光线的亮度自动控制照明,与人工操作 比较,开关及时,具有好的节能效果。光控照明电路的制作主要是利用半导体光电 器件———光敏电阻的特性制作而成的,光敏电阻器是利用半导体的光电效应制 成的一种电阻值岁入射光的强弱而改变的电阻器。它利用光线的强弱来控制照明 开关的动作,动作点可根据实际光线的强弱调节。运行时无须人员操作,避免了人 工操作开关不及时等不利因素,因而有效地节约了电能。
对于市场分析，现代环保节能市场对于光控照明系统设计与开发有着较大的 需求。面对现今多场地长时间的照明系统应用，根据自然光照强度自动控制灯光 照度能够有效可行的节约能源与推行环保，适用于各种酒店、学校、家居等场所。 其环保和节约能源消耗费用的作用对各场所都有很强吸引力。
1.2 项目执行计划
光敏电阻的阻值随环境光照强度改变而改变时，其一端在分压电路内的分压 会随之改变，通过增强型单片机的 A/D 可以将电压变化量采集并进行 A/D 转换； 利用单片机内部的定时器，分别为输出的量的高、低电平设定持续时间，而定时 器的初值是由 A/D 采集得到的值通过算式计算后设定的，从而实现了光敏电阻 的阻值改变引起输出电压占空比的变化，进而影响 LED 的亮暗程度。光敏电阻 的阻值与环境光照强度成反比；STC12C5A60S2 单片机自带 A/D；通过对 PWM 波的调节，可以实现对 LED 灯亮度的控制。
2 设计说明........................................................................................................................................................ 1 2.1 设计流程................................................................................................................................................. 1 2.1.1 单片机最小系统设计....................................................................................................................2 2.1.2 ADC 前置运算电路设计.................................................................................................................2 2.1.3 液晶显示模块设计，....................................................................................................................2 2.2 各单元模块设计原理............................................................................................................................. 2 2.2.1 系统原理........................................................................................................................................ 2 2.2.2 单片机最小系统............................................................................................................................ 2 2.2.3 ADC 前置运算电路......................................................................................................................... 3 2.2.4 液晶显示........................................................................................................................................ 4 2.3 流程图..................................................................................................................................................... 4 3.1 硬件调试................................................................................................................................................. 5 3.2 软件调试................................................................................................................................................. 5 3.2.1 方法介绍........................................................................................................................................ 6 3.2.2 调试数据........................................................................................................................................ 6
成都信息工程学院电子工程学院
[电子技术综合设计]
总结报告
题 目：
光控照明系统
专 业：
生物医学工程
班 Fra Baidu bibliotek：
111 班
姓 名： 夏阳 瞿倩 马静
指导教师：
李建
评 分：
2013 年 11 月 28 日
目录
1 项目计划........................................................................................................................................................ 1 1.1 方案可行性分析.................................................................................................................................... 1 1.2 项目执行计划......................................................................................................................................... 1
4 总结................................................................................................................................................................ 6
第 1页
光敏电阻读取外界光线强度，通过 A/D 转换为数据编码传输给单片机，单 片机接收、处理 、输出数据使得 Nokia5110 显示出数据。执行中断，判断该光 线的强度是否达到设定要求。
2.1.1 单片机最小系统设计 这一部分主要包含四个模块，有单片机，电源开关，晶振电路和复位电路， 其中采用 12M 晶振为单片机提供时钟信号，复位电路则为按键复位。单片机选 用带有 AD 功能的 STC12C5A60S2 型，STC12C5A60AD/S2 系列带 A/D 转换的 单片机的 A/D 转换口在 P1 口，有 8 路 10 位高速 A/D 转换器，速度可达到 250KHz （25 万次/秒）。8 路电压输入型 A/D，上电复位后 P1 口为弱上拉型 IO 口，用户 可以通过软件设置将 8 路中的任何一路设置为 A/D 转换，不须作为 A/D 使用的 口可继续作为 IO 口使用，用于采集电压信号及输出 PWM 波驱动 LED 灯。 2.1.2 ADC 前置运算电路设计 说明：以 LM324 为核心，先通过光敏电阻和一个固定阻值的电阻分压，然 后将分得的电压通过一个由 LM324 构成的电压跟随器，得到一个稳定的电压供 A/D 采集。其中我们小组三个讨论分析了关于分压电阻阻值的选择问题，为了使 A/D 采集能够获得稳定且数值相对较大的电压，对光敏电阻取值范围的分析，通 过假设计算我们小组成员达成一致共识，均认为该分压电阻阻值取为 10K 比较 合适。 2.1.3 液晶显示模块设计， 说明：选用低功耗 LCD—Nokia5110。其显示质量高，而且没有电磁辐射， 最重要其功率消耗小。
5 参考文献......................................................................................................................................................... 7
光控照明系统采用传感器取得当前自然光照强度数据，进行处理后由单片机 控制流经 LED 灯平均电流大小，实现不同自然光照强度对应 LED 不同照度的功 能。
2 设计说明 2.1 设计流程
本设计是以光敏电阻可以根据外界光线的强度而改变自身阻值的特性 （光线越强，阻值越小；光线越弱，阻值越大）为基础设计的光控灯自动化控制 系统。其原理是利用光敏电阻感受外界光线强度并体现在自身阻值的变化上，然 后根据这一阻值的大小来判断外界的光线亮度情况，然后根据所得数据判断 LED 是该亮起还是该灭掉。
6 附录................................................................................................................................................................. 7 6.1 主要程序................................................................................................................................................. 7 6.2 实物图：................................................................................................................................................. 9