照明灯智能控制器的原理及设计

电路介绍

电路由电源电路、单片机电路、环境照度检测电路和控制输出电路等部分组成。

C1、VDl、VD2、C2、VD3等组成电容降压式稳压电源电路，输出5V的电压作为智能控制器电路的工作电源。AT89C2051、X1、R3、C3等组成单片机电路，R3、C3组成单片机的复位电路，接通电源的瞬间，由于R3对C3的充电过程，单片机AT89C2051的复位端1脚获得一个高电平复位脉冲，使得单片机进入初始状态。

R6、R4、R5、RP1和AT89C2051内部的比较器等组成照度检测电路，为了增加对模拟量的处理功能，AT89C2051在内部构造了一个模拟信号比较器，其输入端连到P.0和P1.1口，P1.0和P1.1口的第二个功能分别为比较器的同相输入端和反相输入端，比较结果存入P3.6口对应的寄存器。P3.6在AT89C2051外部无引脚。R6为光敏电阻，其电阻值随着光线的增强而减小，当照度较小时P1.1口的电位高于P1.0口的电位，P3.6口输出低电平；当照度较大时P1.1口的电位小于P1.0口的电位，P3.6口输出高电平。改变可变电阻RPl的阻值可调整照度的控制阈值。

VTl、R7、R8、VSl等组成输出控制电路，当P1.7口输出高电平时，三极管vT1截止。双向可控硅VSl因没有触发电流处于阻断状态，电灯LAMP关闭；当P1.7口输出低电平时，三极管VT1导通饱和，向双向可控硅VS1提供触发电流使其进入导通状态，电灯LAMP点亮。P1.7口的输出状态由程序控制。

源程序介绍

程序由主程序、定时中断子程序、延时子程序等模块组成。寄存器RO作计时单元，每过6分钟其计数值加1，存储器20H单元用来存储前一天天亮的时间，定时器TO用作定时中断子程序的计时。在智能控制器接通电源后，由于复位电路的作用，程序进入初始状态，这时将定时器TO设置为工作方式1，其定时时间设置为60ms。存储器20H单元初始赋值为100，相当于计时值为10小时（6分钟为一个计时单元），即第一天运行时把天黑后的10小时作为第一天天亮的时间，由于季节的变化这可能不准确，但经过第一天的黑夜后，第一天天亮的时间准确测量后被存入存储器20H单元，以此作为第二天天亮的时间，其准确性就比较高了。

电路的工作过程是这样的：接通电源电路进入初始状态后。P1.7口为高电平，电灯关闭；当傍晚天黑暗渐渐来临时，光敏电阻R6的电阻值逐渐增大，当环境照度达到开灯的设定值时P1.1口的电位高于P1.0口的电位，P3. 6口输出低电平。经程序判断后P1.7口输出高电平，电灯点亮；此后电灯持续点亮4小时后P1.7口输出低电平，电灯关闭；在天亮前1小时P1.7口输出高电平，电灯点亮，天亮时光敏电阻R6的电阻值减小，P1.1口的电位低于P1.0口的电位，P3.6口输出高电平，电灯点亮。为了提高电路抗外界光线干扰的能力，程序中加了抗干扰的措施，照度达标30秒后才能改变电灯的开关状态。

汇编程序清单如下：

调试和安装

ICl用Atmel公司的AT89C2051单片机集成电路。X1用12MHz的石英晶体。R6选用照度为100Iax时电阻值为2—10kΩ的光敏电阻，如MG45—32、MG45—33、MG45—34等。VS1的参数应根据受控制的电灯泡的功率确定，如果电灯泡的功率小于100W，可选用1A400V的小功率双向可控硅。当控制的电灯比较多时也可改变一下控制电路，用继电器和交流接触器作控制开关。C1用0.47μ、AC250V的聚丙烯电容器。其余元器件的参数见图。

安装前用编程器将由汇编程序编译成目标文件即HEX文件用编程器写入AT89C2051芯片。安装时要在外壳上开一个孔让光敏电阻能够检测环境照度的大小，安装完成后的调试工作主要是照度控制阈值的调整，方法是将智能控制器置于刚好需要照明的环境下，调节RP1使P1.0口的电位略低于P1.1口的电位，由于程序中加了抗干扰的措施，要经过30秒后电灯才能点亮。

固定智能控制器时应注意其光敏电阻测试孔的方向，使其能够正确的反映环境照度，减小包括被控制的灯光在内的各种干扰光线的干扰。