随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能建筑等行业。 微机作为嵌入式控制系统的主体和核心,取代了传统控制系统的传统电子电路。 楼宇智能化的发展和成熟也为基于MCU的照明控制系统的推广应用奠定了坚实的基础。
介绍了基于Arduino的室内照明控制系统及其原理,提出了一种有效的节能控制方法。 该系统采用成熟的传感技术和计算机控制技术,对学校教室的室内照明进行多参数控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计。 照明控制系统的主控制器和副控制器分别基于Arduino实现通信、信号采集、控制、显示等功能。 光稳定剂用于使光源具有自动调节功能。 详细描述了控制电路的设计过程,包括:光信号采样电路、人体信号采集电路、键盘和LED显示电路、RS485通讯电路、照明控制电路、看门狗电路和信号处理电路。 软件设计主要包括主控制器和副控制器的有线通信编程,以及灯光控制、定时控制、键盘扫描和LED显示屏编程。
在工作过程中,光信号采样电路采集光强、人体信号采集电路、房间是否有人占用、工作时间等信息,并将信号发送给单片机。 单片机根据信息通过控制电路对照明设备进行切换,实现照明控制,达到节能的目的。
关键词: 智能控制, 主控制器, 分控制器, 单片机, 时序控制;
目录。 摘要 1
abstract 1
1 引言 2
1.1 背景 2
1.2 智能照明控制系统的发展与现状 2
1.3 系统设计 3
2 硬件电路设计与实现 6
2.1 系统硬件结束view 6
2.2 CPU性能简介 6
2.3 主控制器电路设计 7
2.4点控制器的电路设计 8
2.5 RS485通讯电路的设计 9
2.6 光信号采样电路 11
2.7 DS12887时钟芯片接口电路设计 15
2.8 输出驱动电路设计 18
3 系统软件设计与实现 21
3.1 人机交互编程 21
3.2 照明启停控制程序设计 23
3.3 照明控制编程 26
3.4 RS485通讯编程 28
摘要 31致谢 32
编号 33
系统软件设计与实现。
软件设计分为主编程、分编程、中断编程三部分。 软件是计算机系统的灵魂。 没有软件,计算机就无法充分发挥其潜力。 这就是软件在计算机中发挥作用的地方。 在计算机控制系统中,软件也非常重要。 在照明控制系统中,硬件设备的功能由软件定义。 例如,系统控制分布式照明灯具,串行通信程序完成控制功能,键盘功能由软件定义,LED数字显示编程。 您会发现软件是控制系统的重要组成部分。
人机交互编程。
系统的人机交互程序设计主要是解决按键扫描和信息显示问题,使操作人员能够灵活地控制系统。 键盘用于输入指令,LED 用于显示微控制器的状态。 这是一种相对简单的人机交互形式。
本系统的键盘为4 4,采用矩阵键盘,由行行和列行组成。 这些键位于行 4 的行列结构组成了一个具有 16 个键的键盘。 显然,如果按键数量更多,与独立键盘相比,矩阵键盘可以节省更多的 IO 端口。
扫描速度非常快,人们总是在一定时间内按下按键,所以只要单片机在等待输入,这款键盘扫描仪基本上不会放开按键信号。 由于大多数人在按下某个键时会感到抖动,因此扫描键盘时的抖动信号可能会导致错误信号。 无法多次扫描数据或重新输入数据。 因此,需要一个消除抖动的程序。 微控制器不响应相关抖动信号的一部分,而只响应实际存在一次的关键信号。 这样就可以实现抖动消除程序。 如果检测到脉冲信号,则不会立即将其视为密钥,而是在延迟后将其视为密钥。 如果在 3 次检测中出现信号,则认为发生了按键操作。 选择延迟非常重要。 抖动消除太快。 太慢会导致键盘变得不灵活并错过更多按键信号。 键盘扫描器的流程图如图3-2所示。
除了基本数字键 (0-9) 外,系统还将其他键定义为 6 个命令键:开、关、增值、弃用、计时和确认。 按键控制的基本功能包括:
1)通过数字键和确认按钮输入子控制器的地址和定时功能的时间设置。
2)使用按键开关控制照明单元的启动和停止。
3)使用增值键和减值键控制照明灯具的亮度。
4)定时按钮用于设置照明灯具的定时控制。
系统通过软件方式实现功能,即定义开、关、增值、折旧、定时、确认等命令键,通过键盘扫描程序获取相应命令键的键值,然后执行相应的子程序,实现所需的控制功能。
该系统使用4位共阳极7级数码管。 8个发光二极管(二极管的正极)的阳极(二极管的正极)连接到共阳极数码管。 通常,共阳极连接到高电平(通常连接到电源),其他引脚连接到某些驱动电路的输出。 当驱动电路某一部分的输出端为低电平时,连接与端子相连的磁场并点亮,根据发光场的组合可以显示各种数字和字符。 在这种情况下,分段驱动电路需要吸收额定段的导通电流,并根据外部电源和额定段的导通电流确定相应的限流电阻。 这里的限流电阻为100。
这里选择的7447芯片是从BCD码到SEG7段码的转换器,74LS138是地址解码器。 数码管由 74LS138 打开,并基于 7447 传输的 SEG7 段**数据。 未启用时,数码管将保留原始显示数据。 LED数显程序流程图如图3-3所示。
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