2)、改善生活环境,提高生活质量。可以在人工控制模式下对灯的亮度进行控制以适 合不同场景的需求,使得生活更加舒适,以有利于保护视力。
3)、较好的投资收益效果。智能灯控制系统采用采用 LED 发光二极管为照明设备,具 有节能环保的同时,造价便宜,且由于采用多个 LED 发光二极管串并联混合的方式,如果 出现损坏,也可以继续使用一段时间,并且只需更换损害的 LED 发光二极管,即可恢复如 初,相对更加经济实用。
2 系统的总体设计
2。1 控制器的选择
MSP430F149芯片是TI公司推出的超低功耗的单片机,采用16位总线技术,有 60KB+256B的FLASH和2KB的RAM,内存和外设统一编址,寻址范围可达到64K,并且可以外扩 展存储器,具有统一的中断管理系统,丰富的片上外围资源,片内有精密硬件乘法器、两个 16位内置定时器、一个快速12位A/D转换器、一个看门狗、48个I/O端口、两路USART通信 端口、一个比较器、两个外部时钟和一个DCO内部振荡器,可以在线对单片机进行调试和下 载,方便实用[10]。
MSP430F149芯片有一种活动模式和五种省电模式。在省电模式下,理论电流只有 1。6uA,且中断唤醒只需6us,可靠性能高,加强电干扰运行不受影响。考虑到环保节能的 原因,同时由于MSP430F149内部有PWM输出模块,所以选择使用MSP430F149作为本设计的 控制器。
2。2 无线收发芯片的选择
NRF24L01 芯片是一款工作在 2。4~2。5 GHz 世界通用 SIM 频段无线收发芯片,包括了: 频率发生器、功率放大器、调制器、增强型 SchockBurstTM 模式控制器、输出功率、可以设 置协议和的 SPI 接口等。NRF24L01 芯片电流消耗极低,工作在发射模式时电流消耗为 9mA, 接收模式时为 12。3mA[11]。待机模式和掉电模式消耗电流更低。
2。3 系统整体框图
本系统主要分为两边部分:遥控系统和控制驱动系统。
遥控系统是以单片机 MSP430F149 为核心外加多种接口电路组成,共有五个主要部分: MSP430F149 最小系统模块、按键电路、电源电路、LCD12864 显示模、NRF24L01 无线传输 模块。如图 2-1 所示(a)遥控模块。
控制驱动系统以单片机 MSP430F149 为核心外加多种接口电路组成,共有六个主要部 分:MSP430F149 最小系统模块、光控传感器电路、红外传感器电路、声控传感器模块、电 源模块、LED 驱动模块、NRF24L01 无线传输模块。如图 2-1 所示(b)控制驱动模块。
图 2-1 硬件电路设计
3 硬件电路设计
3。1 遥控系统
本系统主要包括按键电路、电源电路、LCD12864 显示电路、NRF24L01 无线传输电路, 能够实现对灯的无线控制,通过按键的作用首先设置灯的工作状态,主要分为 5 种工作状 态,分别是开、关、定时开、定时关、自动;其次是调节定时开关的时间,本系统的时间 选择是 0 到 300 分钟;然后是控制灯的亮度,本系统中将灯的亮度分成 5 个档次;最后是 数据发送按键,控制是否传输数据。文献综述
3。1。1 遥控系统总电路
本系统采用 MSP430F149 单片机作为微处理器,遥控系统总电路如图 3-1 所示。
图 3-1 遥控系统总电路
如图 3-1 所示,MSP430F149 单片机外围接口电路包括按键电路、电源电路、LCD12864 显示电路、NRF24L01 无线传输电路部分组成。
3。1。2 单片机最小系统
单片机最小系统,也可以称作最小应用系统,它是指使用最少的元件组成的单片机可 工作的系统。对于单片机 MSP430F149 来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、 复位电路[12]。如图 3-2 所示。其中晶振电路有两个部分,如图 3-3 所示的(a)和(b)。