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如何对基于51单片机的教室智能照明灯控制系统进行仿真？
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控制系统
照明灯
基于51
单片机
的教室智能照明灯控制系统是由哪些部分组成的？
如何对基于51单片机的教室智能照明灯控制系统进行
仿真
？
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（1）
李海玮
2021-7-16 16:33:11
方案框图：
原理图：
仿真图：
系统控制模块的硬件构成及简介
系统控制单元是以AT89S51单片机主控模块为核心，其它外围威廉希尔官方网站 主要包括：环境光采集威廉希尔官方网站 、时钟模块、热释红外传感器模块、看门狗模块、按键威廉希尔官方网站 、EEPROM存储模块、超时报警模块、数码管显示模块。
环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度的减弱，电阻逐渐增大，把光信号转化成电信号，实现对光强度的检测。
人体存在传感器模块采用HP-208是基于红外线技术的智能产品，实现对人体存在的检测。
硬件时钟模块采用具有充电能力的低功耗，具有临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。该威廉希尔官方网站 的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的使用。
系统数据存储及故障保护部分由X5045组成，X5045是一种串行通讯的512字节EEPROM，同时兼有看门狗和电源监控功能键盘模块。
2.2系统控制的主要硬件威廉希尔官方网站
考虑到本系统安装时受环境影响因素比较多，且教室控制设备中的人体存在传感器、光敏三极管等经常会因环境情形变化而不稳定，所以在设计过程中，电子元器件的选用、线路布置和设备的安放要充分考虑到抗干扰问题。
2.2.1系统主控威廉希尔官方网站
本系统的主控模块采用AT89S51作为主控芯片，它是一种低功耗，8位CMOS工艺处理器，具有8K在线可编程Flash存储器，片内的Flash可多次编程，为在线编程提供了方便。片内有128字节的RAM，4KB的EEPROM，由于合理的安排使用片内RAM空间，所以没有片外扩展的RAM，使威廉希尔官方网站 结构简洁。该芯片的主要特征见如表2.1：
表2.1 AT89S51主要特征
AT89S51引脚 外围器件引脚 说明
P0. 0-P0. 7 ULN2803 数码管段码驱动接口
P2. 0-P2. 7 PNP-9012基极 数码管段码驱动接口
P1. 0 X5045SI X5045串行输入端
P1. 1 X5045SCK X5045串行时钟端
P1. 2 X5045CS X5045片选端
P1. 3 X504550 X5045串行输出端
P1. 4 工作状态指示灯
P1. 5 DS1302CLK DS1302时钟线
P1.6 DS1302I/O DS1302数据线
P1. 7 DS1302RST DS1302复位线
P3. 0- P3. 1 数据采集输入端
P3. 3 人体存在传感器输出信号端
P3. 4 超时报警信号输入端
P3. 7 光敏三极管输入信号端
单片机最小系统如图2-2所示：
图2-2 单片机最小系统
（1） 40（Vcc）20（GND）脚间的电压应有5V 。
（2） 18、19脚分别与20脚间有1.7―2.5V电压
（3） 9（RST）脚与GND间电压基本为0 。
（4） 31脚 （EA）与20引脚（GND）间电压为5V 。
部分代码
#include 《reg51.h》#include 《intrins.h》#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar time_data［7］;uchar code write_add［7］={0x8c，0x8a，0x88，0x86，0x84，0x82，0x80}; //数据的地址uchar code read_add［7］={0x8d，0x8b，0x89，0x87，0x85，0x83，0x81};uchar code table1［;uchar code table2［;uchar code table3［; //清屏内容uchar code table4［;uchar code table5［;uchar code table6［;uchar code table7［;uchar code table8［;uchar code table9［;uchar code table0［;bit Adjust; //调节标志位，=1表示进入调节模式，=0是正常模式bit Auto_flg; //自动模式标志位，=1表示手动模式，=0是自动模式***it rs=P1^0; //LCD1602***it rw=P1^1; //LCD1602***it e=P1^2; //LCD1602***it sck=P2^5; //时钟端口***it io=P2^6; //时钟端口***it rst=P2^7; //时钟端口***it SELT =P1^6; //选择键***it ENTER=P1^7; //确认键***it UP =P3^0; //加键***it DOWN =P3^1; //减键***it MODE =P3^2; //切换按键接口***it SWITCH=P3^3; //手动开关***it AUTO_LED=P1^3; //自动模式灯接口***it HAND_LED=P1^4; //手动灯接口***it LAMP1=P3^4; //灯接口***it LAMP2=P3^5; //灯接口***it LAMP3=P3^6; //灯接口***it LAMP4=P3^7; //灯接口***it LIGHT1=P2^0; //光线检测端口***it IN1=P2^2;***it OUT1=P2^1;***it DQ=P1^5; //温度数据口uchar Select_num; //选择按键按下次数uchar Enter_num; //确认按键按下次数uchar Switch_num; //手动开关按键按下次数float Year，Month，Day，Hour，Minute，Second; //时间设置值uchar Week; float Hour_H，Minute_H，Second_H; //设置开始时间float Hour_L，Minute_L，Second_L; //设置结束时间int Value1; //人数uchar IN1_flag=0;uchar OUT1_flag=0;uint Count; //T0定时器中断计数次数uchar Miao;int temperature; //全局变量 温度void read_rtc（）;/**************************************************LCD1602显示*******************************************************************/void delay1（uint z） //延时函数{ uint x，y; for（x=z;x》0;x--） for（y=10;y》0;y--）;}void write_com（uchar com） //写指令函数{ rw=0; delay1（5）; rs=0; delay1（5）; e=1; delay1（5）; P0=com; delay1（5）; e=0; delay1（5）; }void write_date（uchar date） //写数据函数{ rw=0; delay1（5）; rs=1; delay1（5）; e=1; delay1（5）; P0=date; delay1（5）; e=0; delay1（5）; }void init（） //初始化函数{ uchar num; Year=17; Month=1; Day=1; Hour=15; Minute=30; Second=50; Week=1; Hour_H=22; Minute_H=0; Second_H=0; Hour_L=18; Minute_L=0; Second_L=0; e=0; // 时序表e初始为0 write_com（0x38）; //设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口 write_com（0x0c）; //设置光标 write_com（0x06）; //光标自动加1，光标输入方式 write_com（0x01）; //清屏 write_com（0x80）; //设置初始显示位置 for（num=0;num《16;num++） { write_date（table1［num］）; delay1（5）; } write_com（0x80+0x40）; for（num=0;num《16;num++） { write_date（table2［num］）; delay1（5）; } }void SetTime_dispaly（uchar add，uchar dat） //第一个：参数的地址，第二个：参数的内容{ uchar shi，ge; shi=dat/10; //把十位提取出来 ge=dat%10; //把个位提取出来 write_com（add）; //要写的地址 write_date（0x30+shi）; //十位的内容 1602字符库 write_date（0x30+ge）; //个位的内容 1602字符库}void Week_dispaly（uchar add，uchar dat） //第一个：参数的地址，第二个：参数的内容{ write_com（add）; //要写的地址 write_date（0x30+dat）; //十位的内容 1602字符库}void Date_dispaly（uchar add，uchar dat） //第一个：参数的地址，第二个：参数的内容{ uchar shi，ge; shi=dat/16; //把十位提取出来 ge=dat%16; //把个位提取出来 write_com（add+3）; //要写的地址 write_date（0x30+shi）; //十位的内容 1602字符库 write_date（0x30+ge）; //个位的内容 1602字符库 } 。
.
方案框图：
原理图：
仿真图：
系统控制模块的硬件构成及简介
系统控制单元是以AT89S51单片机主控模块为核心，其它外围威廉希尔官方网站 主要包括：环境光采集威廉希尔官方网站 、时钟模块、热释红外传感器模块、看门狗模块、按键威廉希尔官方网站 、EEPROM存储模块、超时报警模块、数码管显示模块。
环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度的减弱，电阻逐渐增大，把光信号转化成电信号，实现对光强度的检测。
人体存在传感器模块采用HP-208是基于红外线技术的智能产品，实现对人体存在的检测。
硬件时钟模块采用具有充电能力的低功耗，具有临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。该威廉希尔官方网站 的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的使用。
系统数据存储及故障保护部分由X5045组成，X5045是一种串行通讯的512字节EEPROM，同时兼有看门狗和电源监控功能键盘模块。
2.2系统控制的主要硬件威廉希尔官方网站
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本系统的主控模块采用AT89S51作为主控芯片，它是一种低功耗，8位CMOS工艺处理器，具有8K在线可编程Flash存储器，片内的Flash可多次编程，为在线编程提供了方便。片内有128字节的RAM，4KB的EEPROM，由于合理的安排使用片内RAM空间，所以没有片外扩展的RAM，使威廉希尔官方网站 结构简洁。该芯片的主要特征见如表2.1：
表2.1 AT89S51主要特征
AT89S51引脚 外围器件引脚 说明
P0. 0-P0. 7 ULN2803 数码管段码驱动接口
P2. 0-P2. 7 PNP-9012基极 数码管段码驱动接口
P1. 0 X5045SI X5045串行输入端
P1. 1 X5045SCK X5045串行时钟端
P1. 2 X5045CS X5045片选端
P1. 3 X504550 X5045串行输出端
P1. 4 工作状态指示灯
P1. 5 DS1302CLK DS1302时钟线
P1.6 DS1302I/O DS1302数据线
P1. 7 DS1302RST DS1302复位线
P3. 0- P3. 1 数据采集输入端
P3. 3 人体存在传感器输出信号端
P3. 4 超时报警信号输入端
P3. 7 光敏三极管输入信号端
单片机最小系统如图2-2所示：
图2-2 单片机最小系统
（1） 40（Vcc）20（GND）脚间的电压应有5V 。
（2） 18、19脚分别与20脚间有1.7―2.5V电压
（3） 9（RST）脚与GND间电压基本为0 。
（4） 31脚 （EA）与20引脚（GND）间电压为5V 。
部分代码
#include 《reg51.h》#include 《intrins.h》#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar time_data［7］;uchar code write_add［7］={0x8c，0x8a，0x88，0x86，0x84，0x82，0x80}; //数据的地址uchar code read_add［7］={0x8d，0x8b，0x89，0x87，0x85，0x83，0x81};uchar code table1［;uchar code table2［;uchar code table3［; //清屏内容uchar code table4［;uchar code table5［;uchar code table6［;uchar code table7［;uchar code table8［;uchar code table9［;uchar code table0［;bit Adjust; //调节标志位，=1表示进入调节模式，=0是正常模式bit Auto_flg; //自动模式标志位，=1表示手动模式，=0是自动模式***it rs=P1^0; //LCD1602***it rw=P1^1; //LCD1602***it e=P1^2; //LCD1602***it sck=P2^5; //时钟端口***it io=P2^6; //时钟端口***it rst=P2^7; //时钟端口***it SELT =P1^6; //选择键***it ENTER=P1^7; //确认键***it UP =P3^0; //加键***it DOWN =P3^1; //减键***it MODE =P3^2; //切换按键接口***it SWITCH=P3^3; //手动开关***it AUTO_LED=P1^3; //自动模式灯接口***it HAND_LED=P1^4; //手动灯接口***it LAMP1=P3^4; //灯接口***it LAMP2=P3^5; //灯接口***it LAMP3=P3^6; //灯接口***it LAMP4=P3^7; //灯接口***it LIGHT1=P2^0; //光线检测端口***it IN1=P2^2;***it OUT1=P2^1;***it DQ=P1^5; //温度数据口uchar Select_num; //选择按键按下次数uchar Enter_num; //确认按键按下次数uchar Switch_num; //手动开关按键按下次数float Year，Month，Day，Hour，Minute，Second; //时间设置值uchar Week; float Hour_H，Minute_H，Second_H; //设置开始时间float Hour_L，Minute_L，Second_L; //设置结束时间int Value1; //人数uchar IN1_flag=0;uchar OUT1_flag=0;uint Count; //T0定时器中断计数次数uchar Miao;int temperature; //全局变量 温度void read_rtc（）;/**************************************************LCD1602显示*******************************************************************/void delay1（uint z） //延时函数{ uint x，y; for（x=z;x》0;x--） for（y=10;y》0;y--）;}void write_com（uchar com） //写指令函数{ rw=0; delay1（5）; rs=0; delay1（5）; e=1; delay1（5）; P0=com; delay1（5）; e=0; delay1（5）; }void write_date（uchar date） //写数据函数{ rw=0; delay1（5）; rs=1; delay1（5）; e=1; delay1（5）; P0=date; delay1（5）; e=0; delay1（5）; }void init（） //初始化函数{ uchar num; Year=17; Month=1; Day=1; Hour=15; Minute=30; Second=50; Week=1; Hour_H=22; Minute_H=0; Second_H=0; Hour_L=18; Minute_L=0; Second_L=0; e=0; // 时序表e初始为0 write_com（0x38）; //设置16*2显示，5*7点阵，8位数据接口 write_com（0x0c）; //设置光标 write_com（0x06）; //光标自动加1，光标输入方式 write_com（0x01）; //清屏 write_com（0x80）; //设置初始显示位置 for（num=0;num《16;num++） { write_date（table1［num］）; delay1（5）; } write_com（0x80+0x40）; for（num=0;num《16;num++） { write_date（table2［num］）; delay1（5）; } }void SetTime_dispaly（uchar add，uchar dat） //第一个：参数的地址，第二个：参数的内容{ uchar shi，ge; shi=dat/10; //把十位提取出来 ge=dat%10; //把个位提取出来 write_com（add）; //要写的地址 write_date（0x30+shi）; //十位的内容 1602字符库 write_date（0x30+ge）; //个位的内容 1602字符库}void Week_dispaly（uchar add，uchar dat） //第一个：参数的地址，第二个：参数的内容{ write_com（add）; //要写的地址 write_date（0x30+dat）; //十位的内容 1602字符库}void Date_dispaly（uchar add，uchar dat） //第一个：参数的地址，第二个：参数的内容{ uchar shi，ge; shi=dat/16; //把十位提取出来 ge=dat%16; //把个位提取出来 write_com（add+3）; //要写的地址 write_date（0x30+shi）; //十位的内容 1602字符库 write_date（0x30+ge）; //个位的内容 1602字符库 } 。
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