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摘 要： 时代的进步促使科学技术的发展，其中基于单片机的控制系统也越来越多的应用到日常生活中。但人们对照明系统提出的要求也越来越多，其中如何节省电力能源成为亟待解决的问题。，介绍了如何利用单片机来实现照明控制，从而达到节能的目的。 基于此，本文在对控制系统进行了概述后，提出了控制系统的整体方案，然后进行了硬件电路设计，主要包括：看门狗监控电路的设计、键盘的接口设计以及LED数码显示的接口设计。最终实现了对照明电路的智能控制，为实际应用提供了一定的参考。
关键词： 单片机；照明电路；控制系统
【中图分类号】 TP273.5 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）15-0257-01
1第一章 概述
1.1 课题研究背景。
时代的发展和市场的需求，使得人们对照明系统提出了新的要求。从最初的手动控制亮灭到现在产生了多方面的需求：照明亮度要合适，光线柔和不刺眼；控制方式要灵活方便，能实现按需配置；节约能源并降低运营成本；安装快捷，维护起来省时省力；系统还要能提根据不同用户的需求切换到相应的工作模式。需求的变化导致控制方式的改进：从传统的手动操作演变为智能控制。
另外，能源短缺是当前以及日后发展都会面临的问题。我们不仅要寻找新型能源，还要提高现有能源的使用效益。手动控制在这个智能化时代显得不方便；声控开关有时也会出现不需要照明的时候灯光依然亮的失误现象。太阳能设备成本高，且受光照影响。因此市场急需一种操作简单，功能比较齐全且成本较低的照明控制系统。
1.2 课题研究目的与意义。
随着科技的进步和经济的发展，人们对照明器具有了新的认识，节能成为了首要目的。而照明控制系统体现了节能与管理方面的优势，用户可以依据具体情况选择相应的工作模式，智能启停照明；同时，系统可以在太阳光的作用下，保证必要照明的同时，还减少能源浪费。
2.单片机照明系统的实现
2.1 系统概述。
系统设计的对象主要是硬件部分， 主要包括合理选择和放置元器件，绘制电气原理图，然后对硬件进行仿真测试，在实验数据的基础上调整元件来符合设计要求。其中为了使得系统能够涉及的可靠稳定，最重要的就是选取合适的单片机，并且确定合适优质的外围芯片。
2.3总体设计方案。
根据系统功能和设计要点分析，系统电路设计框架大致如下：
3硬件系统设计及实现
控制系统由一个带有多种接口电路的单片微型计算机组成，其中主控制器采用AT89C51作为微处理器，外围接口电路的组成部分较为复杂，其中包括键盘、晶振、看门狗电路、数码显示及驱动电路、通信接口电路等，其具体的硬件原理图如图3-1所示。
3.1 LED数码显示的接口设计。
数字显示驱动电路的组件包括5个A1015个晶体管、4个数字编码管（公共阳极连接） 74ls138解码器、7447 TTL BCD - 7高效解码器/驱动器等。这样，通过输入BCD码，便会在7447的作用后，转化为7段与点亮数码管相对应的段（a，b，c，d，e，f，g），此后，单片机P0.4、P0.5端口输出信号施加到A1015晶体管的基极，并通过控制晶体管导通，产生相应的数码管门控效应。
3.2 键盘的接口设计。
键盘有两种类型，独立键盘和矩阵键盘。在此系统中，使用4乘4的矩阵键盘，如图3-1所示。在这种类型的键盘中，键开关位于矩阵的交点处，按键码的是通过逐行扫描来进行识别。
矩阵键盘的行列线与单片机的连接方式可从上图中看出。每当按下一个键时，单片机就能检测出信号，并通过键盘扫描程序得到行值和列值，组合后即为按键值。
3.3 看门狗监控电路的设计。
本系统采用MAX813L作为监控芯片，与AT89C51的接口电路如图3-1所示。该监控电路的主要功能如下：
（1）系统正常上电复位：电源上电时，RESET自动产生200ms的复位脉冲，使系统处于复位态。
（2）手动复位：对RESET脚输入低电平时，输出复位信号进行复位。
（3）程序正常运行时，可清零看门狗定时器。当程序出现“跑飞”或“死机”时，会导致RESET脚有复位脉冲输出，达到定时器清零的目的，也使得MAX813的WDO引脚呈现高电平。
（4）在进行+5V的电源监控时：正常工作情况下时，单片机工作正常，复位至低电平。当+ 5V的电源电压降低到一定程度（ + 4.65 v或更低）时，复位将被设置为高电平并执行复位。
总结
本文从硬件设计角度出发，研究了基于单片机的照明控制系统的设计原理与实现方法。在设計过程中，了解了51系列单片机的一些基本原理与概念。硬件部分对于元器件的选择查询了大量资料，并借鉴和参考了相关文献。但该设计仅仅针对硬件部分进行了设计分析，总体上是一个理想化的实验室系统，具体应用还应考虑实际情况，对相应的元器件进行更改以及完成C语言程序的编写。此外，根据市场的需求，还应增加更多不同的功能，以便该系统真正实现智能化。
参考文献
[1] 郭宗富，彭晖，朱婷婷.基于STC89S52单片机的教室照明智能控制系统设计[J].现代信息科技，2018，2（09）：22-28.
[2] 张林.基于单片机的智能照明系统设计探究[J].数字通信世界，2018（06）：282.
[3] 刘瑞妮.基于WiFi和单片机的教学楼智能照明系统的设计[J].电子设计工程，2018，26（05）：133-136.
[4] 张金美，王庆福.基于单片机的照明控制系统研究[J].电子测试，2016（13）：61-62.
[5] 李瑞福.基于单片机智能照明控制系统设计[J].中国新通信，2016，18（11）：19.
关键词： 单片机；照明电路；控制系统
【中图分类号】 TP273.5 【文献标识码】 A【文章编号】 2236-1879（2018）15-0257-01
1第一章 概述
1.1 课题研究背景。
时代的发展和市场的需求，使得人们对照明系统提出了新的要求。从最初的手动控制亮灭到现在产生了多方面的需求：照明亮度要合适，光线柔和不刺眼；控制方式要灵活方便，能实现按需配置；节约能源并降低运营成本；安装快捷，维护起来省时省力；系统还要能提根据不同用户的需求切换到相应的工作模式。需求的变化导致控制方式的改进：从传统的手动操作演变为智能控制。
另外，能源短缺是当前以及日后发展都会面临的问题。我们不仅要寻找新型能源，还要提高现有能源的使用效益。手动控制在这个智能化时代显得不方便；声控开关有时也会出现不需要照明的时候灯光依然亮的失误现象。太阳能设备成本高，且受光照影响。因此市场急需一种操作简单，功能比较齐全且成本较低的照明控制系统。
1.2 课题研究目的与意义。
随着科技的进步和经济的发展，人们对照明器具有了新的认识，节能成为了首要目的。而照明控制系统体现了节能与管理方面的优势，用户可以依据具体情况选择相应的工作模式，智能启停照明；同时，系统可以在太阳光的作用下，保证必要照明的同时，还减少能源浪费。
2.单片机照明系统的实现
2.1 系统概述。
系统设计的对象主要是硬件部分， 主要包括合理选择和放置元器件，绘制电气原理图，然后对硬件进行仿真测试，在实验数据的基础上调整元件来符合设计要求。其中为了使得系统能够涉及的可靠稳定，最重要的就是选取合适的单片机，并且确定合适优质的外围芯片。
2.3总体设计方案。
根据系统功能和设计要点分析，系统电路设计框架大致如下：
3硬件系统设计及实现
控制系统由一个带有多种接口电路的单片微型计算机组成，其中主控制器采用AT89C51作为微处理器，外围接口电路的组成部分较为复杂，其中包括键盘、晶振、看门狗电路、数码显示及驱动电路、通信接口电路等，其具体的硬件原理图如图3-1所示。
3.1 LED数码显示的接口设计。
数字显示驱动电路的组件包括5个A1015个晶体管、4个数字编码管（公共阳极连接） 74ls138解码器、7447 TTL BCD - 7高效解码器/驱动器等。这样，通过输入BCD码，便会在7447的作用后，转化为7段与点亮数码管相对应的段（a，b，c，d，e，f，g），此后，单片机P0.4、P0.5端口输出信号施加到A1015晶体管的基极，并通过控制晶体管导通，产生相应的数码管门控效应。
3.2 键盘的接口设计。
键盘有两种类型，独立键盘和矩阵键盘。在此系统中，使用4乘4的矩阵键盘，如图3-1所示。在这种类型的键盘中，键开关位于矩阵的交点处，按键码的是通过逐行扫描来进行识别。
矩阵键盘的行列线与单片机的连接方式可从上图中看出。每当按下一个键时，单片机就能检测出信号，并通过键盘扫描程序得到行值和列值，组合后即为按键值。
3.3 看门狗监控电路的设计。
本系统采用MAX813L作为监控芯片，与AT89C51的接口电路如图3-1所示。该监控电路的主要功能如下：
（1）系统正常上电复位：电源上电时，RESET自动产生200ms的复位脉冲，使系统处于复位态。
（2）手动复位：对RESET脚输入低电平时，输出复位信号进行复位。
（3）程序正常运行时，可清零看门狗定时器。当程序出现“跑飞”或“死机”时，会导致RESET脚有复位脉冲输出，达到定时器清零的目的，也使得MAX813的WDO引脚呈现高电平。
（4）在进行+5V的电源监控时：正常工作情况下时，单片机工作正常，复位至低电平。当+ 5V的电源电压降低到一定程度（ + 4.65 v或更低）时，复位将被设置为高电平并执行复位。
总结
本文从硬件设计角度出发，研究了基于单片机的照明控制系统的设计原理与实现方法。在设計过程中，了解了51系列单片机的一些基本原理与概念。硬件部分对于元器件的选择查询了大量资料，并借鉴和参考了相关文献。但该设计仅仅针对硬件部分进行了设计分析，总体上是一个理想化的实验室系统，具体应用还应考虑实际情况，对相应的元器件进行更改以及完成C语言程序的编写。此外，根据市场的需求，还应增加更多不同的功能，以便该系统真正实现智能化。
参考文献
[1] 郭宗富，彭晖，朱婷婷.基于STC89S52单片机的教室照明智能控制系统设计[J].现代信息科技，2018，2（09）：22-28.
[2] 张林.基于单片机的智能照明系统设计探究[J].数字通信世界，2018（06）：282.
[3] 刘瑞妮.基于WiFi和单片机的教学楼智能照明系统的设计[J].电子设计工程，2018，26（05）：133-136.
[4] 张金美，王庆福.基于单片机的照明控制系统研究[J].电子测试，2016（13）：61-62.
[5] 李瑞福.基于单片机智能照明控制系统设计[J].中国新通信，2016，18（11）：19.