智能家居照明控制系统硬件电路设计

家居照明控制系统的智能化主要体现在两大功能模块上，一个是智能调光装置，另一个就是光照度的检测、显示及补偿装置。下面主要就这两方面来介绍智能照明系统的硬件设计，但这里要特殊申明的是，由于各种原因在硬件的具体制作与实验方面，本人只制作了照度检测、显示及补偿的演示装置。
电源电路模块
 
本系统主要采用＋-12V电源和+5V电源，电路图如图所示：
 

复位电路模块
 
AT89S51的RST引脚为复位引脚，只要在RST引脚上出现两个机器周期以上的高电平，即可实现复位。本设计采用的是按键复位，如图3-2所示，当按下按键后，电容被短路，RST引脚就处于高电平，就可以达到复位的目的。

　

时钟信号电路模块

AT89S51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定。在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器（简称晶振），就构成了内部振荡方式。由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。内部振荡方式的外部电路如下图所示。图中，两个电容起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在20-30pF。晶振频率的典型值为6MHz或12MHz，设计中电容取30pF，晶振为12MHz。
 
主控制电路模块
 
本设计中单片机的各管脚的控制功能阐述如下： ⑴P0口是一组双向I/O端口，它分时提供低8位地址和8位双向数据。在设计中P0.0～P0.7接上发光二极管后与八个上拉电阻相连，用于模拟照度补偿。⑵P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。本设计中P1口与两个LED数码管相接，构成光照度显示部分。

 
P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。设计中，P2.2-P2.4用于外接A/D转换芯片，P2.0和P2.1用于三极管的驱动，P2.5用于采用PWM方式调光，P2.6和P2.7用于实现手动与自动切换及手动调光功能。 ⑷P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。在整个系统中，这8个引脚 还具有专门的第二功能。本设计中用到P3.0和P3.1作为串口输出，RXD与TXD与电平转换芯片MAX232相连，信号经过电平转换后在PC机连接，通过光照度监控系统对光照度进行计算机监控。具体见上图3-4所示。
 
数据采集及处理电路模块
 
本设计中选择光敏二极管作为光照检测元件，具体电路如图所示：