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單獨使用微電腦時控開關時，一旦在供電時間范圍以外出現陰天光照暗的情況。需要提供照明時，因不在供電時間范圍內，無法提供照明。同樣，如單獨使用光控開關，白天光照亮度強時不供電。陰天光照度暗和晚上供電，一直供到天亮才自動斷電。而后半夜已無人上班，且電壓會升高，一來浪費能源，二則減少燈泡（管）的壽命。所以，將二者結合起來互補，由微電腦時控開關控制著光控開關的供電時間。光控開關再根據光照亮度情況自動控制交流接觸器的通與斷。從而徹底解決了“長明燈”的現象。
控制器的工作過程
根據需要設置好微電腦時控開關每日供電的開啟時間和關閉時間。到開啟時間時。微電腦時控開關接通電源，在此時間內照明燈的亮與不亮還取決于光照亮度情況。白天光照亮度強。光控開關內的光敏電阻cds受到光線的照射，電阻值變小，晶體管T1和T2截止，繼電器J線圈失電觸點斷開。交流接觸CJ線圈失電不吸合。主觸點切斷照明供電。當陰天光照亮度弱及晚上時，由于光敏電阻cds受到的光照弱和無光照因而電阻值增大，晶體管T1和T2飽和導通，繼電器J得電吸合，通過交流接觸器CJ接通照明電源。到了關閉時，間時微電腦時控開關將切斷光控開關的電源。光控開關失電后，交流接觸器CJ線圈也將失電脫開，主觸點切斷照明電源。從而達到了智能控制照明之目的。
控制器電路設計
微電腦時控開關采用KG316T型，光控開關為自制。光敏電阻cds是從舊的聲控延時開關上拆下的。繼電器為JQX-4型，線圈額定電壓為12V，為提高可靠性將兩組觸點并聯。紅LED作為光控開關的接通指示。與交流接觸器CJ的線圈并聯。只要所用元件為正品，焊接無誤，即可成功。調試時，先不接交流接觸器CJ，用手遮擋光敏電阻上的光線，J吸合，LED亮；手拿開時，J斷開，LED滅。調整電阻 R的阻值可調節光控的靈敏度。CJ為20A的交流接觸器。線圈電壓為220V，型號為CDC10-20。整個光控開關裝在自制的木盒內。微電腦時控開關安裝在木盒上面，在木盒的側面開兩個Φ5mm小孔用于安裝LED和光敏電阻。木盒放在。配電房窗戶邊，IED和光敏電阻的面朝窗口。交流接觸器安裝在配電柜內照明控制空氣開關旁，整個控制器即安裝完畢。使用時，按KG316T微電腦時控開關的說明設定好每日照明供電的開啟時間和關閉時間后，就可投入使用了。
室內智能照明控制系統電路設計
主控制器電路設計
主控制器采用AT89C51單片機作為微處理器，AT89C51是美國ATMEL公司生產的低電壓、高性能CMOS 8位單片機，片內含4K bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器（CPU）和Flash 存儲單元。 主控制器系統的外圍接口電路由鍵盤、數碼顯示及驅動電路、晶振、看門狗電路、通信接口電路等幾部分組成。主控制器系統的硬件電路原理圖如圖2-2所示。
圖2-2 主控制器系統的硬件電路原理圖
在各種分布式集散控制系統中，往往采用一臺單片機作為主機，多個單片機作為從機，主機控制整個系統的運行；從機采集信號，實現現場控制；主機和從機之間通過總線相連，如圖2-4所示。主機通過TXD向各個從機（點到點）或多個從機（廣播）發送信息，而各個從機也可以向主機發送信息，但從機之間不能自由通信，其必須通過主機進行信息傳遞。
本系統的有線通信方式采用RS485總線進行通信，RS485標準支持半雙工通信，只需三根線就可以進行數據的發送和接收，同時具有抑制共模干擾的能力，接收靈敏度可達±200mV，大大提高了通信距離，在100K bps速率下通信距離可達1200m，如果通信距離縮短，最大速率可達10M bps。在這里使用的是主從式通信方式，主機由主控制器充當，從機為分控制器。主機處于主導和支配地位，從機以中斷方式接收和發送數據，主機發送的信息可以傳送到所有的從機或指定的從機，從機發送的信息只能為主機接收，從機之間不能直接通信。主機與從機的通信電路圖分別如圖2-5與圖2-6所示。
圖2-5 主機通信電路圖
智能照明技術資料匯總——用你的設計智慧點亮智能照明之燈
TOP2 從機通信與光信號取樣電路
主機與從機選用的RS485通信收發器芯片為MAX485，它是MAXIM公司生產的用于RS485通信的低功率收發器件，采用單一電源+5 V工作，額定電流為300 μA，采用半雙工通信方式。它完成將TTL電平轉換為RS485電平的功能。MAX485芯片內部含有一個驅動器和接收器。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅動器的輸入端，與單片機連接時只需分別與單片機的RXD和TXD相連即可；RE和DE端分別為接收和發送的使能端，當RE端為邏輯0時，器件處于接收狀態；當DE端為邏輯1時，器件處于發送狀態，因為MAX485工作在半雙工狀態，所以只需用單片機的一個管腳控制這兩個引腳即可，主機與從機分別使用 P2.6與P1.0腳進行控制；A端和B端分別為接收和發送的差分信號端，當A引腳的電平高于B時，代表發送的數據為1；當A的電平低于B端時，代表發送的數據為0。在進行通信時只需要一個信號控制MAX485的接收和發送即可。同時將A和B端之間加匹配電阻，這里選用120Ω的電阻。
圖2-6 從機通信電路圖
為了提高系統的抗干擾能力，采用光電耦合器TLP521對通信系統進行光電隔離。從機使用單片機的P1.0控制通信收發器MAX485的工作狀態，平時置P1.0為低電平，使從機串行口處于偵聽狀態。當有串行中斷產生時判別是否是本機號，若為本機地址則置P1.0為高電平，發送應答信息，然后再置 P1.0為低電平接收控制指令，繼續保持P1.0為低電平，使串行收發器處于接收狀態；若不是本機地址，使P1.0為低電平，使串行收發器處于接收偵聽狀態。
光信號取樣電路
光信號取樣電路如圖2-7所示，圖中主要由光信號采集電路和 A/D模數轉換電路組成，其中模數轉換是電路的核心。信號經過采集送入A/D轉換電路，通過單片機處理后，最終作為系統應用程序進行開關燈判斷的依據。 A/D轉換器的位數應根據信號的測量范圍和精度來選擇，使其有足夠的數據長度，保證最大量化誤差在設計要求的精度范圍內。本系統中，信號的測量范圍的電壓：0.00—9.99V，精度0.01V。 在本次設計中選用了帶串行控制的10位模數轉換器TLC1549，它是由德州儀器（Texas Instruments簡寫為TI）公司生產的，它采用CMOS工藝，具有自動采樣和保持，采用差分基準電壓高阻抗輸入，抗干擾性能好，可按比例量程校準轉換范圍，總不可調整誤差達到（±）1LSB Max，芯片體積小等特點。同時它采用了Microwire串行接口方式，故引腳少，接口方便靈活。與傳統的并行方式接口A/D轉換器（例ADC0809 /0808）相比，其單片機的接口電路簡單，占用I/O口資源少。
圖2-7 光信號取樣電路
本文基于AT89C2051單片機的智能照明控制系統的設計原理與實現方法。首先根據設計要求用Protel DXP軟件繪制出原理圖，然后依據原理圖選擇元器件，在實驗板上布置元器件并連接線路，對硬件電路進行測試，檢查串行口是否選錯，測量電源是否正常，復位電平是否正確，單片機是否起振等等。由于此設計是在相對理想的情況下設計，在實際應用時，需把燈光控制系統和放映設備電源分開。當應用于其他工作場所時，可根據實際需要添加或者減少部分模塊，如在道路使用時，則不需要時間控制電路；在室內使用時，還可以添加無線模塊，方便控制。
智能照明系統電路模塊設計
智能照明控制系統的智能化主要體現在兩大功能模塊上，一個是智能調光裝置，另一個就是光照度的檢測、顯示及補償裝置。下面主要就這兩方面來介紹智能照明系統的硬件設計，但這里要特殊申明的是，由于各種原因在硬件的具體制作與實驗方面，本人只制作了照度檢測、顯示及補償的演示裝置。
電源電路設計
本系統主要采用＋-12V電源和+5V電源，電路圖如圖所示：
主控制電路設計
AT89S51的RST引腳為復位引腳，只要在RST引腳上出現兩個機器周期以上的高電平，即可實現復位。本設計采用的是按鍵復位，如圖3-2所示，當按下按鍵后，電容被短路，RST引腳就處于高電平，就可以達到復位的目的。
圖3-2 復位電路
TOP3 數據采集及處理電路
AT89S51單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到：內部振蕩方式和外部振蕩方式。內部振蕩方式所得的時鐘信號比較穩定。在引腳XTAL1和 XTAL2外接晶體振蕩器（簡稱晶振），就構成了內部振蕩方式。由于單片機內部有一個高增益反相放大器，當外接晶振后，就構成了自激振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。內部振蕩方式的外部電路如下圖3-3所示。圖中，兩個電容起穩定振蕩頻率、快速起振的作用，其電容值一般在20-30pF。晶振頻率的典型值為 6MHz或12MHz，設計中電容取30pF，晶振為12MHz。
圖3-3 晶振電路
本設計中單片機的各管腳的控制功能闡述如下：1、P0口是一組雙向I/O端口，它分時提供低8位地址和8位雙向數據。在設計中P0.0～P0.7接上發光二極管后與八個上拉電阻相連，用于模擬照度補償。2、P1口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。本設計中P1口與兩個LED數碼管相接，構成光照度顯示部分。
圖3-4 主控制電路
3、P2口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。設計中，P2.2-P2.4用于外接A/D轉換芯片，P2.0和P2.1用于三極管的驅動，P2.5用于采用PWM方式調光，P2.6和P2.7用于實現手動與自動切換及手動調光功能。
4、P3口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。在整個系統中，這8個引腳 還具有專門的第二功能。本設計中用到P3.0和P3.1作為串口輸出，RXD與TXD與電平轉換芯片MAX232相連，信號經過電平轉換后在PC機連接，通過光照度監控系統對光照度進行計算機監控。具體見上圖3-4所示
數據采集及處理電路
本設計中選擇光敏二極管作為光照檢測元件，具體電路如圖3-5所示：
顯示電路設計
本設計采用LED動態顯示方式，使用兩個LED數碼管進行顯示，數碼管是共陽極接法，分別顯示個位和十位數據。a～h分別與P1口的八根I/O線相連，低電平有效，形成段選線多路復用，它們的公共端則由PNP型三極管8550控制。如果8550導通，則相應的數碼管就可以亮，而如果8550截止，則對應的數碼管就不能亮，8550是由P2.0，P2.1控制的，這樣我們就可以通過控制P2.0、P2.1達到控制某個數碼管亮或滅的目的。此外三極管還具有驅動作用，能夠使數碼管亮度加強。如圖3-9所示。
TOP4 照度補償電路設計
照度補償電路設計
通過數碼管顯示的電壓值，能夠反應出光照度的大小，因而就可以根據數碼管的顯示來進行照度補償。本設計中利用8個發光二極管作為照度補償的演示，通過制作表格，建立起電壓值和發光二極管點亮的個數兩者之間的關系。
調光電路
本設計中采用PWM方式進行燈光調節，主要采用軟件來實現。調光分智能調光和手動調光，通過P2.6和P2.7端口來控制。
串行接口電路設計
為了使設計的電路更加智能化，能夠與當今社會接軌，能夠使人們隨時地對光照度進行監控，本設計還設置了單片機與PC機的串行通信接口電路，為今后的網絡化控制預留了空間。設計中采用單片機作為下位機，PC機作為上位機，利用MAX232作為電平轉換來進行串行通訊。 MAX232是MAXIM公司生產的低功耗、單電源雙RS232發送/接收器，MAX232芯片內部含有一個電容性電壓發生器，可把輸入的+ 5V 電源變換成為RS232 所需的±10V 電壓，所以采用此芯片接口的串行通訊系統只要單一的+ 5V 電源即可。該芯片取用了16引腳的雙列直插式封裝。
圖3-14 串行接口電路
硬件設計過程中控制器是系統的核心部分，它能夠控制系統的信號的采集及處理功能，它的性能的好壞決定著系統設計的成敗與否，因此，必須對主控制器從功能和應用性能進行選擇。可選用控制器主要有可編程控制器（PLC）、單片機兩類，它們各有自己的有缺點。
可編程控制器（PLC）是專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入、輸出控制各種類型的機械或生產過程。它的主要功能是邏輯控制、定時控制、計數控制、步進控制、PID控制、數據控制、通信和聯網等。因此它的抗干擾能力強，工作可靠，但其無法讀取外部存儲器的數據。而本文智能照明控制系統要實現對照明的人性化管理，也就是根據人的控制輸入出現相應的照明場景和自動執行相應控制輸出相結合，具備很大的靈活性。方便修改相應的場景參數，易于功能擴展，還可以與PC機以及與其它單片機進行通信。
TOP5 全自動多用途智能照明電路
本文介紹的應急燈平時接通市電，處于充足電備用狀態，只有當市電突然停電而且周圍環境光線突然由強變弱時，能智能判斷出這是由于斷電引起的黑暗，及時點亮應急燈。經過10分鐘后自動關閉，這時人員一般已經撤離到安全地點，無需再提供照明，關閉應急燈還可以防止過度放電損壞鉛酸蓄電池。
工作原理：全自動應急燈電路由蓄電池恒壓限流浮充回路和光控延時回路兩部分組成。交流電壓通過變壓器降壓，整流濾波后得到18V的直流電壓，由D2、 R4、12V/1.2Ah的鉛酸蓄電池和LM317組成恒壓、限流浮充電不間斷電源，可以確保蓄電池隨時處于充足電狀態，12V鉛酸蓄電池的浮充電壓為 14.4V。LM317接成恒壓源，W為精密多圈可調電位器，通過調整W可以使輸出端A點輸出穩定的15.1V直流電壓。電阻R4可以限制充電電流大小，D2可以防止市電停電后蓄電池反向放電。 R1、R2、C1、D1、F1組成交流電壓檢測電路，當交流電壓正常時B點經過分壓后電壓為8伏左右，經過F1反相后輸出低電平。當交流電壓停電時，因為有D1隔離，所以B點電壓迅速跌至0伏，經F1反相后輸出高電平。 CD4011BP是COMS型四與非門集成電路，與非門工作的邏輯關系是：只有兩個輸入端都輸入高電平時輸出端才輸出低電平；只要其中一個輸入端輸入低電平時就輸出高電平。如果將兩個輸入端并聯成一個輸入端那么這個與非門等效成一個非門。門電路輸入特性為：輸入電壓小于40％電源電壓時為輸入低電平；輸入電壓大于60％電源電壓時為輸入高電平。
采用單片機的智能照明控制器電路
電路原理：路由二極管VD1～VD4組成橋式整流電路，再經R1限流，C1濾波，VD6穩壓獲得10V直流電壓，為7555定時器提供電源。7555定時器和R4、C2構成單穩態觸發器。暫穩態持續時間T=1.1R4C2=50。VS是晶閘管，控制燈的亮、滅。其工作原理是：白天當光線照射到光敏電阻RG時，其阻值變得很小，按動按鈕SB，7555的2端不能產生幅度低于VCC／3的觸發負脈沖，故不能使 7555的3端輸出高電平來觸發VS使它導通，電燈HL不亮。晚上：RG阻值變大，當按按鈕SB時，7555的2端產生了低于VCC／3的低電平脈沖，從而使7555定時器的3‘端輸出約50s的高電平，它觸發VS的控制端，使VS導通，電燈亮。50s過后，7555定時器的3端恢復到低電平“O”，晶閘管截止，燈滅。實現了只有夜間按動按鈕SB才能使燈亮，而白天按也不亮的智能。既滿足了人們照明的需要，又減少了電能的浪費，從而更加有效地節約了電能。
光敏電阻RG選GM3516，7555定時器選CB7555，晶閘管VS選MCR100-8小型塑封單向晶閘管，其他器件按圖中標注選擇即可參數焊接安裝，讓光敏電阻朝向明亮處，稍加調試即可使用。此電路由于將市電交流220V直接引入電路板，一不小心易發生觸電危險。制作時，請將元件焊接好，并反復檢查確認無誤后再通電試驗，為保證安全，最好將此電路封裝在一個小塑料盒內進行操作。
繼電器控制燈光智能照明系統電路設計
傳統室內燈光控制為墻壁開關的簡單控制模式，完全由人操控，因為進入室內人員的節能意識不足，隨意將所有燈打開，造成能源的浪費。本裝置經過智能處理器分析處理再決定燈開關電源最終打開與否，有效地避免了實際教室內部的通電即亮的情況的發生。本設計主要是完成室內燈光的自動調節功能。由光敏電阻進行光線強度的采集，并由光敏電阻的特性得到相應的模擬信號量，交由MSC51單片機，MSC51單片機在接收到信號之后做出相應的處理，給出控制信號，控制繼電器的接通與否，從而實現燈光的智能控制。此設計在保證有效照明強度的調解下，合理的控制燈管的數量，從而實現了節能的目的。
解決室內公共照明的電能浪費問題。由光敏電阻采集光強信號，經轉換得到數字信號交單片機分析判斷處理，再由繼電器控制燈光照明電路，最終決定燈光電源開與否，從而節約電能。創新方面，光敏電阻對室內光線感光結合單片機綜合控制，改變傳統的控制模式，合理控制照明燈的數量。關鍵點在于信號的采集及 MCS-51邏輯判定部分。本裝置由智能處理器進行分析給出控制信號，有別于 傳統燈光控制模式。傳統室內燈光控制為墻壁開關的簡單 控制模式，完全由人操控，因為進入室內人員的節能意識不足，隨意將所有燈打開，造成能源的浪費。此外利用光敏電阻進行實時的光強信號的采集，得出實時的光照強度。裝置的使用者僅僅需要按照平時的習慣接通電源即可，最終能否打開燈的電源，還得依賴于智能處理器給出的控制信號，整個過程由智能控制器自動完成。最大的三個優勢 1、節能 2、造價低廉 3、自動完成燈線強度的調節 本裝置適用于類似于學校教室的室內照明環境。目前教室的燈光控制完全由人的意念決定，導致電能的嚴重浪費。由于此設備造價低廉，線路連接和改造簡單，易推廣應用，經濟效益可觀。
控制部分單片機C51及相關外圍電路構成。16字×2行的HD44780LCD作為顯示器與51相連，實時顯示系統狀態。當某照明單元出現故障時，通過蜂鳴器發出警報，提示工作人員。DS1302及相關外圍電路構成外部定時電路，優點是DS1302有兩個供電方式，當使用環境中有電時，通過系統電源獲得電能。設施停電時，則通過1 000μF的低壓大電容供電，且該芯片功耗低，足以滿足該芯片正常工作約72 h，這樣就保證了系統不用在每次停電來電后都要重置時間。主機整體電路如圖3所示。
APFC整流濾波器
利用L6561芯片設計的高頻主電源如圖4所示。L6561是ST公司生產的有源功率因數校正專用芯片，能方便的構成寬電壓輸入（AC 85～265 V），低諧波含量的PFC電源，能直接驅動IGBT管，且集成了各種保護功能。由于集成度很高，減少了構成系統所需的元器件，降低了損耗，提高了效率。
TOP6 照明單元部分電路設計
分機部分采用以MK7A23P／14P系列單片機為控制核心，該單片機具有較強的抗干擾能力，內含RC振蕩器、看門狗及復位電路，與MCS51系列單片機相比，省去了很多外圍元件，并且內有1 kB OTP方式的ROM，非常適合于各種控制器。該部分通過電力線載波與主機進行通信，從主機獲得調亮控制指令控制燈具的亮度或上傳燈具自檢結果及燈具工作狀態等信息。通過熱釋紅外人體檢測部分實時的檢測人體活動，進而控制經過電子變壓器降壓后的燈組工作狀態。通過SB15型電流檢測器將燈具的工作狀態傳送到 MK7A23P／14P，當燈具工作時，即有電流，反之則無。分機主體電路如圖5所示。
熱釋紅外人體檢測控制部分的設計
人體檢測模塊由熱釋紅外檢測元件RE200B、紅外熱釋電處理芯片BISS0001以及相關外圍器件構成。RE200B是接收人體發出紅外線的核心元件，是整個電路的信號接收部分。人體檢測模塊整體設計如圖6所示。Q5為光敏三極管，用來檢測環境照度。當作為照明控制時，若環境較明亮，三極管會導通，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發信號Vs。
SW1是工作方式選擇開關，當SW1與1端連通時，芯片處于可重復觸發工作方式。當SW1與2端連通時，芯片則處于不可重復觸發工作方式。輸出信號Vo 進入單片機MK7A23P／14P中進行控制。當檢測有人時Vo輸出高點平，此時MK7A23P／14P的13口將輸出高電平，9口輸出低電平，則Q1導通，Q4關閉。此時， 大功率LED 關閉，燈組中的射燈將開始工作，同時電流檢測器將檢測的信息送入MK7A23P／14P中，當檢測無電流時說明射燈出現故障通過電力線載波反饋到系統主機。無人時，反之，燈組中大功率LED組打開，射燈將關閉。通過調節13口、9口的輸出脈寬可以改變射燈或大功率LED燈組的亮度，通過11口、10口測得分壓值可以測定燈組中IED是否工作并將此信息反饋到主機。
照明耗電在各國總發電量中占有很大的比例，對一些照明時間較長、照明場所較多的機構，其照明耗電約占本單位所有耗電的40％。因此，有必要在保證照明質量的前提下，實施照明節能措施。文中設計了一種照明節能控制裝置，通過理論和實驗證明這種設計方案是可行的并基本達到了預期的設計目的，可以有效地對照明燈具進行節能控制。
TOP7 LED智能照明系統電路模塊設計
硬件設計的任務是根據系統的設計要求，在所選定的微處理器芯片和其他元器件的基礎上，設計出系統的電路原理圖，還包括結構設計、印制板設計等。在設計完成后進行試驗，以便對其不合理的部分進行修正，并最終確定硬件設計方案和完成印制電路板。中心控制器電路主要包括以下幾個部分：（1） 電路核心部分：ARM微處理器、復位電路、晶振電路和電源電路。（2）JTAG電路：實現程序下載與在線調試。（3） 外圍電路：CAN總線通信電路、USB接口、存儲電路、LCD液晶顯示、鍵盤電路、串行通訊電路。
核心電路設計
中心控制器的微處理器引腳圖如圖3．2所示，它主要包括芯片中所使用的各個接口的網絡標號及與外圍電路的連接方式。
圖3．2 STM32F103VBT6引腳圖
電源電路設計
電源電路如圖3．3所示。
圖3．3中心控制器電源電路
STM32的工作電壓為2．0V．3．6V，通過內置的電壓調節器提供所需的1．8V電源。當主電源掉電后，通過VBAT腳為實時時鐘（RTC）和備份寄存器提供電源。5v電源通過J2端口接入電路，并通過SPXlll7M3．3．3將電源穩壓至3．3V。VDDA與VSSA必須分別連到VDD與 VSS，這是為了降低噪聲和出錯幾率。SPXI 1l 7M3．3．3輸出電流可達800mA，輸出電壓的精度在正負百分之一之間，具有電流限制和熱保護功能。P6KE6．8A為瞬態抑制二極管，它有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。電源不僅是核心電路的供電電源，而且還要負責給其他外圍電路供電，電源和地之間的電容是用來去耦的，它提高了系統的抗干擾性。
復位電路設計
STM32F103VBT6支持三種復位形式，分別為系統復位、上電復位和備份區域復位。除了時鐘控制寄存器RCC CSR寄存器中的復位標志位和備份區域中的寄存器以外，系統復位將復位所有寄存器至它們的復位狀態。外部復位電路如圖3．4所示。
圖3-4中心控制器復位電路
SP809EK．3．1／TR為單功能復位監控器件。當系統上電或電源電壓跌落至閾值電壓，SP809的復位信號RESET就會產生140ms的復位脈沖，保證系統可靠有效的復位。它的輸出典型值為上拉低電平，因此要在RESET--與“電源電壓之間加一個上拉電阻Rl。此電路為外部復位，CRESET 連接至lJSTM32F103VBT6的NRST引腳上．低電平有效。
晶振電路設計
在STM32中，三種不同的時鐘源可被用來驅動系統時鐘（SYSCLK）：HSI振蕩器時鐘、HSE振蕩器時鐘和PLL時鐘。高速外部時鐘信號（HSE）由以下兩種時鐘源產生：HSE外部晶體／陶瓷諧振器和HSE用戶外部時鐘。HSI時鐘信號由內部8MHz的RC振蕩器產生，可直接作為系統時鐘或在2分頻之后作為PLL輸入。LSE（低速外部時鐘信號）晶體是一個32．768KHz的低速外部晶體或陶瓷諧振器。晶振電路如圖3．5所示。
圖3．5中心控制器晶振電路
左圖為LSE時鐘，它采用32．768kHz夕b部晶振，為實時時鐘（RTC）提供一個低功耗且精確的時鐘源。LSE晶體通過在備份域控制寄存器里的 LSEON位啟動和關閉。右圖為HSE時鐘，采用8MHz夕b部晶振，負載電容值根據所選晶振選取，為系統提供更為精確的主時鐘。為了減少時鐘輸出的失真和縮短啟動穩定時間，晶體和負載電容必須盡可能地靠近振蕩器引腳。
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智能照明技術資料匯總——用你的設計智慧點亮智能照明之燈
TOP8 智能照明系統LED驅動電路設計
近年來，半導體光源正以新型固體光源的角色逐步進入照明領域。按固體發光物理學原理，LED發光效率能接近100 % ，具有工作電壓低、耗電量小、響應時間短、發光效率高、抗沖擊、使用壽命長、光色純、性能穩定可靠及成本低等優點。隨著LED 價格的不斷降低，發光亮度的不斷提高，半導體光源在照明領域中展現了廣泛的應用前景。LED的伏安特性與普通二極管的伏安特性相同，正向電壓的較小波動就會導致正向電流的急劇變化。LED正向電流的大小會隨環境溫度變化而改變，環境達到一定溫度，LED 容許正向電流會急劇降低; 在此情況下， 如果仍舊通過大電流， 容易造成LED 老化，縮短使用壽命，因此LED 在應用過程中需要一個有恒溫、恒流控制的，具有可靠保護功能的LED驅動系統。本文介紹了一種智能LED 驅動系統的設計方法。
恒流驅動電路
恒流源在一定的電壓和溫度變化下，產生電流變化接近于零，具有恒定電流值和很高的動態輸出電阻。一般，恒流驅動電路用電子管、晶體管、恒流器件、集成電路、集成穩壓器和其他元器件組成。為了適合LED 燈具的應用，恒流源不僅要有較高穩定度和電流輸出準確度，而且恒流驅動電路輸出電流設計為可調輸出。為了保證輸出電流的精度，本設計采用單片機系統D /A 轉換輸出電壓，調節恒流源輸出電流，原理圖如圖所示。
此恒流驅動電路屬于電流串聯負反饋的拓撲結構，其中LED 為負載，R6 為采樣電阻。在本設計中，為了實現可調恒流源控制，在運算放大器的同相輸入端引入由單片機系統D /A 輸出的可調電壓信號Vs，使其成為受控恒流源，也就是基準電壓。在反向輸入端連接采樣電阻R6。運算放大器工作在深度負反饋狀態，它配合功率MOS 管通過反饋跟隨輸入基準電壓Vs，功率MOS 管與運算放大器的基極相連，用來增加驅動電流。當運算放大器的同相端輸入電壓恒定時，由于負反饋的存在，保證了輸出電壓的恒定，從而使流經LED 負載的電流為恒定電流。恒流源的輸出電流直接取決于D /A 的輸出電壓和采樣電阻R6 的比值。由于反饋環節中使用了運算放大器，反饋環路的環路增益加大，反饋深度加大，恒流驅動電路的輸出阻抗很大，滿足使用要求。
單片機硬件系統
單片機系統主要有AT89C51、ADC0809、DAC0800、數碼管、按鈕等部分組成，單片機系統原理圖如圖5 所示。
采樣模擬電壓輸入到ADC0809 的輸入端，經過ADC0809 轉換，輸出8 位二進制數到單片機端口，單片機將得到的8 位二進制數，轉換成3 位十進制數，顯示在數碼管上，同時將當前值與基準值相比較，由軟件系統做出相應的調整控制。單片機系統軟件運算輸出一個8 位二進制數值，經由DAC0800實現D /A 轉換，輸出到DA1 端口，DA1 端口電壓輸入到恒流驅動電路，調整基準電壓VS，實現恒流驅動電路輸出電流設計為可調輸出。
教室智能照明控制系統電路設計
采用PLCBUS-9402393 芯片設計的接收模塊電路如圖6 所示。一個接收模塊可以控制兩個照明回路，分別由芯片的12 腳和13 腳控制，每個回路可以設置一個主地址和15 個副地址。接收模塊的19 和22 管腳連接電力線，從電力線上接收指令，芯片判斷其指令中的目的地址是否與模塊某接收到指令后判斷其指令中的目的地址是否與模塊某回路的地址相同， 如相同按照指令代碼對芯片12 腳或13 腳輸出高電平，Q1 和Q2 三極管 9014 起放大電流的作用，電流增大至 信號繼電器 OJT-SS-112LM 動作電流后，使繼電器 線圈 導通，則K1 或K2 閉合，照明回路LOAD1 或LOAD2 導通，燈光打開。如按照指令芯片12 和13 管腳無高電平輸出或輸出值小于信號繼電器動作電流時， 則相應照明回路關斷，燈光關閉。接收模塊執行完控制指令后將發送反饋信息給控制模塊。墻壁開關可安裝在接收模塊后，只有在模塊供電后， 才能使用墻壁開關打開燈光，這樣可以有效節約電能。
圖6 接收模塊照明燈光 控制電路
TOP9 教室智能照明控制系統電路
控制模塊電路
芯片的5，6，7，8 管腳分別連接4 個按鈕K1，控制模塊電路如圖7 所示。K1，K2，K3，K4， 通過對芯片的預設置可以使每個按鈕發送不同的地址控制指令，例如設置K1 觸發時芯片向電力線上發送B1 on 指令，則當按鈕K1 按下時，模塊發送B_ 指令，地址為B1 的接收模塊的相應照明回路的開關將閉合，燈光打開。設置K2 觸發時芯片向電力線上發送B1 off 指令，則當按鈕K2 按下時，模塊發送B1 off 指令，地址為B1 的接收模塊的相應照明回路的開關將打開，燈光關閉。芯片的1 0 和1 1 腳連接PC 或 MCU 進行通訊，可完成發出控制指令和對模塊芯片設置功能。
圖7 控制模塊電路
照度傳感器控制電路
照度傳感器采用On9668，是一個可實現光控閥值可調的光電集成傳感器。電路如圖8，圖9 所示。控制模塊電路中的按鈕K1，K2，K3，K4 采用照度傳感器電路代替， 芯片PLCBUS-9402393 的5，6，7，8 管腳各連接一個照度傳感器。當環境亮度達到照度傳感器Uadj 設置值時，OUT 管腳輸出高電平或低電平，OUT 管腳連接單穩態觸發器，這樣從Q 端輸出脈沖信號，輸入到PLCBUS-9402393 芯片管腳5，6，7，8 端， 相當于觸發控制模塊電路的K1，K2，K3，K4 任意按鍵，就可發出相應控制指令。圖8 為環境照度大于設定值時，發送觸發脈沖的電路，圖9 為環境照度低于設定值時，發送觸發脈沖的電路。
圖8 照度傳感器控制電路
圖9 照度傳感器控制電路
傳感器模塊作為發射器使用，傳感器模塊連接兩個亮度傳感器。每個接收器有不同地址。假設暗區接收器地址為B1，亮區接收器為B2，也可將所有同側教室的暗區接收器設為B1，亮區接收器設為B2，照度傳感器檢測到低于特定照度時，傳感器模塊K1 就會觸發系統發送B1 on 指令， 所有地址為B1 的模塊都會接收指令從而供電，教室暗區的燈就會打開; 當另一照度傳感器檢測到高于特定照度時，暗區傳感器模塊K2 就會動作，發送B1 off 指令，所有地址為B1 的模塊都會接收指令斷電，教室暗區的燈就會關閉。這樣實現暗區燈光根據本區域的實際亮度進行自動打開和關閉，保障教室一定的照度。
TOP10無線遙控智能照明系統電路設計
照明系統與人民生活息息相關，但當今絕大部分照明系統都是利用各類普通開關進行燈具的打開和關閉，燈光亮度調節也是通過普通的調光開關進行相應的調節。每次進行照明系統的操作都必須走到開關處才能完成，而且一個開關一般只能對應一路燈具，導致需要安裝很多開關，因此非常有必要生產一種集調光和開關于一體的無線遙控發射接收器，這將使人們可自由的在任何地方都可對照明系統進行相應的開關和調光，基于這種思路，本文設計了一種新型無線遙控智能照明系統，下面對這種系統的幾個重要組成部分的研究與設計過程作一詳細介紹。
無線遙控信號接收模塊研究與設計
無線遙控信號接收模塊由超再生檢波、放大、整形電路組成。由遙控器發射出的載波高頻信號，經接收模塊的電容和電感，由三極管等組成的接收電路感應而來的信號放大檢波，送進三極管放大電路進行電壓放大，再送入集成運算放大器進行放大整形，將遙控器載波信號內的調制信號完全復原后送入單片機的輸入引腳后進行數據譯碼，圖為無線遙控信號接收模塊。
無線遙控信號譯碼處理系統的研究與設計
在無線遙控信號譯碼處理系統設計中，傳統的方法都是采用專用無線遙控信號接收芯片，但這種方法在照明系統設計中帶來了種種限制，例如該芯片輸出的信號無法實現燈光的調節，輸出信號引腳的數目有限，外圍電路較多導致體積較大等。因此直接采用了***義隆公司生產的單片機取代無線譯碼芯片及其外圍電路。
燈光控制系統的設計與研究
在燈光控制系統設計過程中，采用了單片機控制雙向晶閘管達到控制燈具的開關和調光的目的，前面介紹無線遙控發射器的設計時候提到其鍵盤按照發射的信號分為：“按鍵一次發組無線信號。鍵盤按下后發射連續多組無線信號，直到鍵盤松開信號才結束。
在無線遙控智能照明系統的設計過程中，無線數據信號讀取過程中引起的錯碼率和調光算法的優劣對整個系統的影響非常明顯，在整個設計過程中利用前面講解的方法實現了要求的功能，其錯碼率低于，調光時燈光變化非常連續。相信投入市場后該產品會以良好的實用價值取得良好的市場效益。介紹了無線遙控發射接收裝置的設計研究過程，在無線遙控發射和接收裝置中，傳統的方法是采用專用的無線遙控發射和接收芯片。
TOP11 智能照明系統室內環境光采集電路圖
系統采用單片機為控制器，用熱釋人體紅外傳感器和光照強度傳感系統來檢測室內有無人員及室內光強，提出了一個智能照明控制系統的原理框圖，并在此基礎上設計了智能照明控制系統的部分硬件電路，該系統采用模塊化結構設計，條理清晰，便于改進和擴充。同時還具有體積小，控制方便，可靠性高等優點，可以滿足辦公場所智能照明控制的要求，以達到節能目的。
室內環境光采集電路
室內環境光采集電路如圖2所示。工作原理為當辦公場所室內自然光光照強度高于一定程度時（即設定參數），則光敏三極管D5呈現低阻狀態即小于1 kΩ，三極管Q1的基極電壓將增大，使三極管Q1飽和導通，就會使三極管Q1集電極輸出低電平，不參與其工作。當辦公場所室內自然光光照強度小于一定程度時（即設定參數），則光敏三極管D5呈現高阻狀態大于100 kΩ，使三極管Q1截止，Q1的集電極輸出高電平，參與其電路工作。其中可變電阻R24是作為調節室內環境光光照強弱靈敏度參數的器件，其阻值的大小，將會是三極管Q1在不同的室內環境光照強度參數下導通，而R3、C1組成的電路是防止外界干擾而設計的，具有防干擾的作用。
人體信號采集電路
探測人體是否在辦公場所室內時，探測人體是否存在的熱釋電紅外傳感器要具有靈敏度高、穩定性好、抗干擾性強、具有延時性好的功能，選取時應根據辦公場所的工作時間等因素而定，通常選用HT-208型號的熱釋電紅外傳感器，根據此芯片的功能特點設計的人體信號采集電路如圖3所示。其中的熱釋電紅外傳感器的 1 號端引腳外接電源信號，2號端引腳外接采集信號，常要接一個電容量為6800pF的電容器與3號端引腳相連接，而3號端引腳是外接地的，所以熱釋電紅外傳感器是用2號端引腳與單片機AT89S52的P3．3引腳端相連接的，而為了增強信號采集的穩定性即熱釋電紅外傳感器探測的穩定可靠，常在單片機的引腳端口處再接一個100 kΩ的上拉電阻。
看門狗電路
在該電路中有看門狗定時器、自動復位、電壓門限監測的功能，在系統上電、掉電和供電電壓不足時，單片機和總線邏輯狀態是不確定的，會使MAX705芯片的 RESET引腳端輸出復位信號給單片機使單片機維持在復位狀態，以避免控制的錯誤。電路如圖4所示。為了使復位更加可靠，在復位輸出端外接一個10 k的上拉電阻，并與AT89C52的復位端相連。所以在VCC端的電壓低于復位電壓時，系統就保持在復位狀態。為檢測電源電壓將電源Vin與PFI引腳端相連接，在PFI端的電壓低于1．24 V時，就由PFO端輸出示警信號，而WDI端是由內部定時器控制，當WDI為低電平時，為該系統提供保護，才可避免因死機、程序跑飛、死鎖等情況的發生，使系統正常工作。
本系統是以AT89S52單片機為主控核心，以環境光強弱信號、人體存在狀況為主要的輸入參數，通過相關電路的驅動，實現辦公場所照明日光燈的智能控制，它比傳統人式的人工管理辦公場所的燈光更加合理、更有效地提高了自然光在辦公場所里的利用，避免了電能源浪費；同時本系統加入了時間控制參數，使辦公場所里的燈光控制更加符合工作作息時間。
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