公共照明自动控制器

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摘要 本文介绍了一种智能型公共照明控制器，它适用于公共场所照明灯的开关控制。它以89C2051为核心，扩展了时钟，看门狗等电路组成一个小型的单片机应用系统，它能根据环境照度及设定时间自动控制灯的开/关，具有较高的综合效益。

关键词 照度；时间；控制；软件设计；看门狗

中图分类号TU113.6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0049-01

0 引言

公共照明的管理细小而繁琐，时常出现该关的不关，该开的不开的现象，造成了极大的浪费和不便。

本文介绍了一种智能公共照明控制器，在各个公共场所安装，当时间到且照度（光线强弱）低到一定程度，灯才能打开；并可根据需要，随时进行设置，使灯的控制灵活方便，独立性强；在满足照明要求的情况下，最大限度的节约电能，是公共灯具管理的理想控制器。

1 工作原理

采用高灵敏度的光敏电阻来检测光的照度，光照度L变强，电阻值Rb变小，其电压Vrw变小，反之Vrw变小。将Vrw信号分别送入89C2051的内部比较器A1和外部LM311比较器A2，和调定值进行比较，输出分别接入89C2051的P3.6口和P3.7口。

根据L-R（V）曲线，当光照度低于一定值La，即Vrw＞Va，比较器A1输出高电平，A2输出低电平，即P3.6口为高电平，P3.7口为低电平，经CPU处理，使灯打开，此时光照度为La’；同理，当光照度高于一定值Lb，P3.6口为低电平，P3.7口为高电平，使灯关闭，此时光照度为Lb’。为防止在灯光临界点震荡开/关，应使Va’＞Vb，Vb’＜Va。

2 硬件设计

整个控制系统有两个部分组成：控制器和写入器。在实际应用过程中，安装并将参数设置完毕后，应将写入器拔下，交由专人管理，只有在改变参数的情况下，才将写入器插上。

2.1 控制器

采用89C2051作为控制器CPU，扩展时钟芯片PCF8583作为基本系统；外加检测比较电路，看门狗电路等构成整个控制器。硬件结构如下图所示。

2.1.1 基本系统

89C2051是美国Atmel公司生产的与MCS-51TM指令集和管脚完全兼容的单片机，内部有低电压，高性能的CMOS 8位微处理器和一精确的模拟比较器，并且带有2K字节的闪速可编程可擦除只读存储器。为小型智能测控仪表开发提供了优选方案。

PCF8583为I2C总线接口，低电源工作的日历时钟和RAM电路。在应用中，为防止数据丢失，加一锂电池，电源有电时充电，电源掉电时供电给8583，以防数据丢失。

二者通过I2C总线连接，使系统运行。

检测比较电路：详见工作原理。

2.2.2 看门狗电路

由于89C2051本身没有看门狗，为使系统可靠运行，本电路别采用556时基电路，设计了一个看门狗电路。由89C2051的P3.5口定时向556的时基电路发送脉冲，进行放电，使积分电压始终保持低电平。当系统出现死机或程序跑飞时，P3.5口不会再定时发脉冲，积分电压将升高，使复位光耦三极管导通，产生20us的复位脉冲使系统复位，正常运行。

2.2 写入器

写入器由数码管和按键组成，用于参数设置时，参数设置及显示。CPU通过串行通讯口RXD（P3.0），TXD(P3.1)与写入器通讯，设置和显示运行参数，并显示运行状态及时间。

3 软件设计

本系统软件设计包括主程序，模拟I2C总线读写程序，中断服务程序等。

因89C2051无I2C总线控制功能，所以要模拟其读写程序对PCF8583进行读写，在此不再阐述。中断服务程序为20ms定时中断，完成对看门狗的复位及信号的一分钟延时。程序框图如下：

4 应用效果

本公共照明自动控制器经一年多的实际运行，效果良好。使用自动控器后，用电量比使用前节约20%~30%，并延长了灯的使用寿命，降低了设备的维修率，从而也减轻了工人的劳动强度。该控制器是公共照明管理的理想控制器，现已大面积推广使用。