吉林大学仅器科学与电气工程学院2013年下半年中文论文集 路原理图如图3所示。控制器分别连接东、西、南 1系统总体结构 北和下五个方向的光强传感器测量电路，每个分区 的LED灯阵列由固定在该区的光强传感器单独控 本文所设计的全方位分区智能照明系统，由 制，单片机通过外部扩展，利用LED驱动电路分别 STC89C51RC控制器.BH1750V1米传成县横 连接各个分区的LED灯阵列。 块、 LED驱动电路 模块 LED灯模块和弧形灯罩维 成，系统总体结构图如图1所示。传感器模块采用 光敏二极管采集外界光强，并将检测到的信号经过 前置放大、滤波、AD转换等处理产生相应数字信 号经C协议传递绘控制器讲行处理，姚后经可 LED驱动电路拉制LD灯亮的个数，以达到普通 照明需求。 o-duran b d 电源稳压保护电路输33 ED驱动电路 灯阵列 图3系统硬件电路图 Fig.3 System hardware circuit 图1系统总体结构 2.3测量电路模块 Fig System architecture 本设计采用的BH1750FVI.是一种用于两线式 串行总线接口的数字型光强传感器集成电路。这种 2硬件设计 集成电路可以根据采集的光线强度数据来调整灯》 的亮度，利用它的高分辨率可以探测较大范围的光 2.1系统控制结构 强度变化。具有接近人眼视觉灵敏度的光谱灵敏 控制系统一般分为闭环控制系统和开环控制系 度，拉宽的测量范用和高精度（相当于11x-65535x 统，本设计需要对采集的光强信号进行反馈调节 因此采用闭环控制系统四 系统结构如图2所示。 其内部包括AWD转换器，信号传输电路，整 检测值下一拉制器一行机胸控对控参数 测量电路的电路图如图4所示。D1为整个模块的感 受元件，其输出信号经前置运算放大器放大和滤波 后，再经过16位A/D转换器转换为数字信号，通 时C)协议连接到输出端。传成累模块内部令有 图2系统控制结构 3,3V电源稳压器 50H2/60H除光噪音功能，可实 Fig2 System Control Structures 现稳定的光强测定。 2.2主控制模块 本系统采用STC89C51RC单片机作为控制器 STC89C51RC是一类具有16位总线的带FLASH的 单片机。它采用16位的总线，外设和内存统一编址 寻址范围可达64K,还可以外部扩展存储器 统一的中断管理，具有丰富的片上外围模块。由于 为FLASH型，则可以在线对单片机进行调试和下 载找，由于JTAG口直接和FET(FLASH EMULATIO TOOL)相连，不需另外的仿真工具，方便实用。 而且可以在低功耗模式下工作。 主控制器系统的外围接口电路由光强传感器、 图4测量电路原理图 LED驱动模块、电源等三部分组成，系统的硬件电 Fig4 Measuring circuit schematics 6吉林大学仪器科学与电气工程学院 2013 年下半年中文论文集 6 1 系统总体结构 本文所设计的全方位分区智能照明系统，由 STC89C51RC 控制器，BH1750FVI 光强传感器模 块、LED 驱动电路模块、LED 灯模块和弧形灯罩组 成，系统总体结构图如图 1 所示。传感器模块采用 光敏二极管采集外界光强，并将检测到的信号经过 前置放大、滤波、A/D 转换等处理产生相应数字信 号经 IIC 协议传递给控制器进行处理，然后经过 LED 驱动电路控制 LED 灯亮的个数，以达到普通 照明需求。 图 1 系统总体结构 Fig.1 System architecture 2 硬件设计 2.1 系统控制结构 控制系统一般分为闭环控制系统和开环控制系 统，本设计需要对采集的光强信号进行反馈调节， 因此采用闭环控制系统[3]。系统结构如图 2 所示。 图 2 系统控制结构 Fig.2 System Control Structures 2.2 主控制模块 本系统采用 STC89C51RC 单片机作为控制器， STC89C51RC 是一类具有 16 位总线的带 FLASH 的 单片机。它采用 16 位的总线，外设和内存统一编址， 寻址范围可达 64K，还可以外部扩展存储器。具有 统一的中断管理，具有丰富的片上外围模块。由于 为 FLASH 型，则可以在线对单片机进行调试和下 载，由于 JTAG 口直接和 FET（FLASH EMULATION TOOL）相连，不需另外的仿真工具，方便实用， 而且可以在低功耗模式下工作[4] 。 主控制器系统的外围接口电路由光强传感器、 LED 驱动模块、电源等三部分组成，系统的硬件电 路原理图如图 3 所示。控制器分别连接东、西、南、 北和下五个方向的光强传感器测量电路，每个分区 的 LED 灯阵列由固定在该区的光强传感器单独控 制，单片机通过外部扩展，利用 LED 驱动电路分别 连接各个分区的 LED 灯阵列。 图 3 系统硬件电路图 Fig.3 System hardware circuit 2.3 测量电路模块 本设计采用的 BH1750FVI，是一种用于两线式 串行总线接口的数字型光强传感器集成电路。这种 集成电路可以根据采集的光线强度数据来调整灯光 的亮度，利用它的高分辨率可以探测较大范围的光 强度变化[5]。具有接近人眼视觉灵敏度的光谱灵敏 度，较宽的测量范围和高精度（相当于 1lx-65535lx） 等特性。 其内部包括 A/D 转换器，信号传输电路，整个 测量电路的电路图如图 4 所示。D1 为整个模块的感 受元件，其输出信号经前置运算放大器放大和滤波 后，再经过 16 位 A/D 转换器转换为数字信号，通 过(I2 C)协议连接到输出端。传感器模块内部含有 3.3V 电源稳压器，50Hz/60Hz 除光噪音功能，可实 现稳定的光强测定。 图 4 测量电路原理图 Fig.4 Measuring circuit schematics