PLC教師照明節(jié)能系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)案例目錄TOC\o"1-3"\h\u15551PLC教師照明節(jié)能系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)案例 1205381.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 123318 1215761.1.1STC89C52單片機(jī)介紹 177651.1.2STC89C52最小系統(tǒng)

2221281.2人體感測(cè)模塊 214761.2.1熱釋電傳感器介紹 2249721.2.2人體感測(cè)電路如圖4-1 2324771.3光線強(qiáng)測(cè)量模塊 228501.3.1光敏電阻介紹 259121.3.2PCF8591芯片介紹 321951.3.3光強(qiáng)測(cè)量電路 315611光敏電阻通常要與轉(zhuǎn)換模塊搭配來(lái)放在AD轉(zhuǎn)換電路中。 3272431.4時(shí)鐘晶振模塊電路 347521.5照明燈控制電路 460061.6硬件總體電路 493972系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 5115993系統(tǒng)測(cè)試 6138063.1有人模式測(cè)試 623162圖6-2有人并且天黑時(shí)燈亮 7143圖6-3天最亮?xí)r燈會(huì)關(guān)閉 898073.2無(wú)人模式測(cè)試 813186圖6-6無(wú)人且天黑時(shí)燈會(huì)延時(shí)關(guān)閉（關(guān)閉后） 91.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)1.1.1STC89C52單片機(jī)介紹微控制器STC89C52單片機(jī)具有低功耗、高性能CMOS8位微處理器，它的存儲(chǔ)器能夠在8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash[16]田亞娟,基于Wifi無(wú)線視頻監(jiān)控的移動(dòng)機(jī)器人的研發(fā)【D】,電氣自動(dòng)化,2018(1):22-23,100。STC89C52內(nèi)核依舊采用的是MCS-51芯片，但是STC89C52單片機(jī)也進(jìn)行了很大的改進(jìn)使得芯片含有以前的51單片機(jī)從未曾擁有的性能，在單一的8位芯片上,8位CPU能夠相當(dāng)?shù)难附荼憷⑶以谡麄€(gè)軟件系統(tǒng)中可以進(jìn)行高度可編程化的Flash,使得STC89C52能為許多使用嵌入式控制器和應(yīng)用程序系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)者人員提供了高迅捷、高功能的軟件解決問(wèn)題方案[[17]王秀琳荊科科青宗康家林,基于STC89C52單片機(jī)的熒光舞設(shè)計(jì)【D】,電子技術(shù),2014(4):55-57]。[16]田亞娟,基于Wifi無(wú)線視頻監(jiān)控的移動(dòng)機(jī)器人的研發(fā)【D】,電氣自動(dòng)化,2018(1):22-23,100[17]王秀琳荊科科青宗康家林,基于STC89C52單片機(jī)的熒光舞設(shè)計(jì)【D】,電子技術(shù),2014(4):55-571.1.2STC89C52最小系統(tǒng)

STC89C52最小流量控制管理系統(tǒng)由一個(gè)電源復(fù)位集成電路,時(shí)鐘電源晶振信號(hào)控制器集成電路,電源晶振控制器集成電路三個(gè)子部分組合構(gòu)成,這也就是最基礎(chǔ)的就是STC89C52單片上電機(jī)最小流量控制管理系統(tǒng)的一個(gè)集成電路。1.2人體感測(cè)模塊1.2.1熱釋電傳感器介紹熱釋電紅外傳感器微波是一類比較特殊的紅外傳感器,又被稱作又稱為微波人體紅外放電傳感器,用于實(shí)現(xiàn)日常生活工作中的紅外防盜事故報(bào)警、到訪者情況告知等,原理上就是將人體釋放的紅外電荷經(jīng)過(guò)微波激光功率放大器微波變換轉(zhuǎn)化成一定電壓后再進(jìn)行輸出。1.2.2人體感測(cè)電路如圖4-1圖4-1人體感測(cè)電路1.3光線強(qiáng)測(cè)量模塊1.3.1光敏電阻介紹1、光敏電阻傳感器必須是采用靈巧性的2、比較器的輸出的音頻具有清晰的信號(hào),波形也要完整,有較強(qiáng)額驅(qū)動(dòng)控制性,大于15MA。3、有調(diào)節(jié)檢測(cè)光線亮度可調(diào)電位器4、工作電壓在3.3V-5V5、輸出形式：DO-開(kāi)關(guān)量輸出（0和1）及AO-模擬量輸出（電壓）6、設(shè)有固定螺栓孔，方便安裝7、小板PCB尺寸：3.2Cmx1.4Cm8、比較器使用寬電壓LM393[[18]張曉偉;許艷華，光伏發(fā)電系統(tǒng)中追日模塊的單片機(jī)控制研究【J】，無(wú)線互聯(lián)科技

，2019（80）：111-112[18]張曉偉;許艷華，光伏發(fā)電系統(tǒng)中追日模塊的單片機(jī)控制研究【J】，無(wú)線互聯(lián)科技

，2019（80）：111-1121.3.2PCF8591芯片介紹PCF8591芯片是一個(gè)單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、8-bitCMOS數(shù)據(jù)器件[[19]王明明，CHT-100齒輪效率實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)的改造與升級(jí)，【D】，東南大學(xué)，2011-05-06]。具有四個(gè)模擬輸入、一個(gè)讀入輸出和一個(gè)可以穿越12總線的輸入接口。PCF8591的3個(gè)硬件地址點(diǎn)的陰角分別為I2a0、a1和I2a2,它們分別可以被廣泛應(yīng)用于對(duì)多個(gè)硬件設(shè)備地址的串行編程,允許在具有同個(gè)地址I2c1的總線上同時(shí)介入8個(gè)新的PCF8591器件,而不必再需要使用額外的硬件設(shè)備。在此IPCF8591旗艦上所有主機(jī)輸入的數(shù)據(jù)地址、控制及其他數(shù)據(jù)信號(hào)接口均是由兩根或多條串口線路通過(guò)進(jìn)行雙線式的連接I2c串口總線直接采用模擬串行接口形式連接來(lái)完成傳輸。[19]王明明，CHT-100齒輪效率實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)的改造與升級(jí)，【D】，東南大學(xué)，2011-05-061.3.3光強(qiáng)測(cè)量電路光敏電阻通常要與轉(zhuǎn)換模塊搭配來(lái)放在AD轉(zhuǎn)換電路中。圖4-2光強(qiáng)測(cè)量電路1.4時(shí)鐘晶振模塊電路時(shí)鐘晶振模塊電路如圖4-3。圖4-3時(shí)鐘晶振模塊電路1.5照明燈控制電路圖4-4LED燈控制電路1.6硬件總體電路圖4-5硬件總體電路設(shè)計(jì)2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序流程如圖5-1所示，當(dāng)系統(tǒng)有有電時(shí)，先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，然后去判斷光信息采集的情況，并對(duì)LED燈泡光進(jìn)行控制，從而達(dá)到節(jié)能的目的。在這之后通過(guò)紅外熱釋電傳感器所收集的信息來(lái)進(jìn)行判斷教室是否有人，若有人并且天較暗則保持燈泡亮度。若沒(méi)有人并且天較亮則直接關(guān)閉LED燈泡。若沒(méi)有人天亮則關(guān)閉燈泡。若有人天較亮則關(guān)閉LED燈泡，則延遲兩分鐘再關(guān)閉LED燈泡，在這期間通過(guò)紅外熱釋電傳感器進(jìn)行檢測(cè)是否有人，再重復(fù)進(jìn)行上一步的操作，如流程圖5-1。圖5-1流程圖傳感器采集的外界通常為模擬信號(hào)，得經(jīng)由數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。傳感器的采集主要代碼如下：圖5-1主要代碼1圖5-2主要代碼23系統(tǒng)測(cè)試3.1有人模式測(cè)試用毛巾蓋住光敏模塊相當(dāng)于天黑，當(dāng)有人靠近時(shí)，紅外人體感應(yīng)系統(tǒng)感應(yīng)到人體溫度，USB燈泡將亮起來(lái)（如圖6-1），天黑時(shí)有人靠近燈也亮（如圖6-2），天最亮即使有人USB燈泡也將關(guān)掉（如圖6-3）。圖6-1有人靠近燈亮圖6-2有人并且天黑時(shí)燈亮圖6-3天最亮?xí)r燈會(huì)關(guān)閉3.2無(wú)人模式測(cè)試當(dāng)用較厚的燈罩罩住紅外熱釋電傳感器時(shí)，就相當(dāng)于無(wú)人模式，當(dāng)光線亮?xí)r，燈泡將自動(dòng)關(guān)閉不會(huì)開(kāi)啟（如圖6-