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3 智能家居照明控制系统硬件电路设计 家居照明控制系统的智能化主要体现在两大功能模块上，一个是智能调光装置，另一个就是光照度的检测、显示及补偿装置。下面主要就这两方面来介绍智能照明系统的硬件设计，但这里要特殊申明的是，由于各种原因在硬件的具体制作与实验方面，本人只制作了照度检测、显示及补偿的演示装置。 3.1 主要元器件的选取 3.1.1控制器的选择 硬件设计过程中控制器是系统的核心部分，它能够控制系统的信号的采集及处理功能，它的性能的好坏决定着系统设计的成败与否，因此，必须对主控制器从功能和应用性能进行选择。可选用控制器主要有可编程控制器(PLC)、单片机两类，可编程控制器LC)是专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，、用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。的主要功能是逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、PI控制、数据控制、通信和联网等。抗扰能力强，工作可靠，但其无法读取外部存储器的数据。本文智能照明控制系统要实现对照明的人性化管理，也就是根据人的控制输入出现相应的照明场景和自动执行相应控制输出相结合，具备很大的灵活性。方便修改相应的场景参数，易于功能扩展，还可以与PC机以及与其它单片机进行通单片机的设计在满足大多数测控参数对数据处理速度和数据容量相对要求不高的前提下，大力发展了其控制功能和控制运行的可靠性，因而更适合于检测、控制型应用场合。本系统并不需要进行复杂数学模型的计算工作，数据容量也不显示主要有 LCD显示和 LED显示液晶显示器 (LCD)是一种低功耗的显示器件，在袖珍式仪表或低功耗应用系统中有广泛的应用。液晶显示器有标准段式液晶显示器、字符点阵液晶显示器和全点阵图形液晶显示器三种。液晶本身并不发光，而是借助自然光或外来光源显示数码，它的优点是工作电压低，耗电极省、LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器，有7段和 “米”字段之分。这种显示器有共阴极和共阳极两种。显示器有静态显示和动态显示两种。静态显示是使需要显示的字符的各字段连续通以电流，因而所显示的字段连续发光。动态显示是使所需要显示的各字段断续通以电流，因而其发光是不连续的。光敏电阻在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。 光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。/link?url=g4V__kyZ0Ounwp_BxRktav6_ZEKHGJQNBi8NJzy-v4jmtOtydMZ_y3gLlhenuYeb 光照度检测元件有光敏电阻、光敏三极管、光敏二极管等三种光敏元件。 使用光敏电阻作为光照度的检测元件，光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成 ，因半导体光电晶体成分不同，又分为可见光、红外光、和紫外光。当敏感波长的光照半导体光电晶体表面，晶体内载流子增加，使其电导率增加（即电阻减小）。值得注意的是，光照特性（随光照强度变化的特性）、温度系数（随温度变化的特性）、伏安特性线性，但结构原因使结电容加大，响应特性变坏。是利用半导体材料的光特性实现二极管的开关功能本系统主要采用＋-12V电源和+5V电源，电路图如图3-1所示： 图3-1 电源电路 3.3主控制电路设计 /link?url=fh3xbmSnq6zcxCUSehb7pkm7fNAP7t-bYiE3o_LrvR590L3oTTAcqoD1hoY9G6mChO6nHdB5aYxA6Qg0hpF-I_ AT89S51的RST引脚为复位引脚，只要在RST引脚上出现两个机器周期 图3-2 复位电路 AT89S51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。内部振荡方式所得的时钟号比较稳定在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)，就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如下图所示。图中，起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在-30pF。晶振频率的典型值为MHz或12MHz，设计中电容取30pF，晶振为12MHz。 图3-3 晶振电路 本设计中单片机的各管脚的控制功能阐述如下： P0口是双向I/O端口它分时提供低8位地址