基于ATmege128的多功能照明開關(guān)自動(dòng)控制系統(tǒng)

度測(cè)量系統(tǒng)中，我們需要很好的解決引線誤差補(bǔ)償問題、多點(diǎn)測(cè)量切換誤差問題和放大電路零點(diǎn)漂移誤差問題等技術(shù)問題，才能夠達(dá)到較高的測(cè)量精度。另外一般監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)的電磁環(huán)境都非常惡劣，各種干擾信號(hào)較強(qiáng)，模擬溫度信號(hào)容易受到干擾而產(chǎn)生測(cè)量誤差，影響測(cè)量精度。因此，在溫度測(cè)量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的最有效方案，數(shù)字溫度傳感器DS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的測(cè)溫效果。

　　DS18B20工作原理：

　　DS18B20測(cè)溫原理如下圖所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1.高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1,計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。下圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。

　　DS18B20工作原理圖

　　5.鍵盤模塊

　　鍵盤是有若干個(gè)按鈕做組成的開關(guān)矩陣，是單片機(jī)系統(tǒng)中最常用的輸入設(shè)備，用戶通過鍵盤向系統(tǒng)輸入指令或數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制。本系統(tǒng)采用非編碼鍵盤，設(shè)有五個(gè)按鍵，為了滿足系統(tǒng)的可靠性和靈活性，必須考慮如何消除抖動(dòng)，這里我們是用軟件的方法來消除抖動(dòng)的。

　　在鍵盤模塊的實(shí)際連接中，我們將鍵盤的輸出引腳直接與單片機(jī)的五個(gè)I/O口相連，另一端接地。對(duì)于按鍵處理程序，我們采用持續(xù)查詢的方法，即始終檢測(cè)有無按鍵閉合，如有，則消除抖動(dòng)，判斷鍵號(hào)并轉(zhuǎn)入相應(yīng)的按鍵處理。五個(gè)鍵的定義如下：

　　KEY1:系統(tǒng)強(qiáng)制開關(guān);

　　KEY2:模式選擇;

　　KEY3:LCD顯示計(jì)數(shù)加1;

　　KEY4:LCD顯示計(jì)數(shù)減1;

　　KEY5:確定鍵;

　　6.無線遙控模塊

　　本模塊是以Atmega128單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)出一個(gè)以PT2262/PT2272作為無線通信模塊，通過與單片機(jī)數(shù)據(jù)交換來控制外部電路通斷的遙控開關(guān)控制系統(tǒng)。

　　PT2262/2272是一對(duì)遙控編碼/解碼控制芯片。他們各有12個(gè)地址引腳，5個(gè)數(shù)據(jù)段，最多有312種地址組合，價(jià)格低廉，可靠性高，是比較理想的遙控編碼解碼芯片。但在應(yīng)用是有一個(gè)問題，即其地址端的硬件連接要求完全相同，為了擴(kuò)展其應(yīng)用范圍，我們?cè)诒鞠到y(tǒng)中用單片機(jī)取代PT2262的譯碼模塊，單片機(jī)的輸入引腳連接開關(guān)，輸出端連接遙控發(fā)射模塊，多個(gè)開關(guān)動(dòng)作改變輸出波形的功能有軟件完成，同時(shí)，在沒有按鍵按下時(shí)讓單片機(jī)工作在掉電模式，達(dá)到操作簡(jiǎn)便以及節(jié)省能源的目的。

　　對(duì)于系統(tǒng)的連接構(gòu)架，在發(fā)射端按需要把PT2262的地址位和數(shù)據(jù)位和單片機(jī)的I/O口相連接，再在接收端控制地址位與發(fā)射端pt2262地址位相同，就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)他們的控制。我們選用Atmegal 128單片機(jī)的PA口和PC口與芯片的A1~A9相連，PA口做輸入，PC口作為輸出。由于單片機(jī)從掉電模式轉(zhuǎn)換為正常工作模式的唯一方法為復(fù)位，所以，每按一次鍵與該鍵相連的引腳成高電平，此高電平通過二極管和電容器是復(fù)位端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，喚醒CPU，執(zhí)行程序，實(shí)現(xiàn)開關(guān)系統(tǒng)的中斷與使能。

　　無線通信模塊與單片機(jī)連接示意圖

　　7.系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

　　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

　　3.2 硬件平臺(tái)選用及資源配置

　　我們選用基于ATmega128的硬件平臺(tái)，資源配置方面：帶有至少5路按鍵，帶有測(cè)溫模塊(DS18B20芯片)，以及ST7920為驅(qū)動(dòng)芯片的LCD12864字符液晶顯示器，光敏三極管ON9658，無線通信收發(fā)芯片PT2262和PT2272，如果這些資源沒有的話，留有單片機(jī)擴(kuò)展口，到時(shí)我們自行擴(kuò)展也可。

　　3.3系統(tǒng)軟件架構(gòu)

　　3.4 系統(tǒng)軟件流程

　　程序運(yùn)行流程圖

　　3.5 系統(tǒng)預(yù)計(jì)實(shí)現(xiàn)結(jié)果

　　本系統(tǒng)能夠根據(jù)所設(shè)定的條件，當(dāng)光照以及人數(shù)滿足要求時(shí)，該系統(tǒng)能夠自行選擇開斷照明系統(tǒng)的開關(guān)，代替人為操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。