摘要：為了有效利用教室燈光、節約能源，設計了以STC12C4052AD單片機作為控制核心的教室燈光控制系統，能根據學校作息時間、光照情況自動調節教室燈光的打開或關閉。調試結果證明該系統具有很好的人機交互界面，能對教室燈光進行智能控制，且電路簡單，成本低，節約能源，可移植性好。也可應用于圖書館、會議室、辦公室、辦公等場所，具有很好的實際應用價值和廣泛的應用空間。

0引言

當前，隨著經濟的飛速發展，能源短缺問題日益突出，成為一個國家經濟發展的“瓶頸”。作為工業生產和人民生活不可或缺的電力能源更是如此。尤其現今越來越提倡低碳生活，節約能源已經成為一種全球共識，而作為培養社會精英的高校更應該起到榜樣的作用。但是目前在校園內，教室燈火通明，卻空無一人的現象屢見不鮮，這不僅造成了嚴重的資源浪費，也對高校的形象造成了很壞的影響。本文所研究的教室燈光控制系統就可以很好地實現節約能源的作用。

1 系統硬件組成

整個系統由中央控制電路、2×4按鍵電路、光敏傳感電路、繼電器驅動電路、時鐘電路、液晶顯示電路六個模塊組成。其中，光敏傳感電路模塊主要完成對教室當前光線明暗程度的判定，時鐘電路主要實現時基功能，兩者分別提供光照和定時數據供以單片機為核心的中央控制模塊進行邏輯判斷，單片機最終將運算結果輸出到液晶顯示屏，同時對教室燈光進行控制。整個系統的硬件框圖如圖1所示。

1.1 中央控制模塊

系統中，中央控制器主要用于接收兩個外部數據，由此判斷是否定時時間已到，教室光照是否充足。控制器根據這兩個外部數據來進行邏輯運算，從而實現定時開關燈、刷新液晶顯示屏，同時可以通過鍵盤設置時間日期、查看相關信息。

根據系統設計要求，控制器選擇了宏晶科技公司提供的STCl2C4052AD型單片機。該款是一種高速、高可靠性單片機，工作電壓5.5～3.4V，Flash程序存儲器4K字節，SRAM為256字節，2個定時器，8路8位A/D轉換器，可通過串口實現在線編程、A/D轉換、看門狗等功能。

1.2 液晶顯示電路

為了實現較好的人機交互界面，在本系統中采用1602液晶顯示屏來顯示用戶的設定作息時間及用戶所查詢的信息。

點陣字符型液晶顯示器是專門用于顯示數字、字母、圖形符號及少量自定義符號的顯示器。這類顯示器把LCD控制器/點陣驅動器/字符存貯器全做在一塊印刷板上。系統選用日立公司的HD44780液晶顯示。HD44780具有簡單而功能較強的指令集，可實現字符移動/閃爍等功能。與MCU的傳輸可采用8位并行傳輸或4位并行傳輸2種方式。液晶顯示電路如圖2所示。

1.3 其他電路

按鍵電路主要由一個2×4的按鍵陣列組成，主要用于完成作息時間、當前時間、定時時間段的設定。光敏傳感電路實現教室內光照強度數據的采集，其門限值可通過可調電阻調節。指示燈主要實現對系統工作狀態，如系統工作于自動控制模式還是強制模式，滅燈或亮燈狀態等的指示。