51单片机的教室智能照明控制系统设计+仿真图+源代码(3)
存储器均可扩充至64KB。另外，AT89S51还同时具有MCS-51系列单片机的所有优点，128B内部数据存储器（RAM），5个中断向量，32条双向输入输出线，且每条均可以单独做I/O的控制，2个可编程的16位定时器/计数器，1个全多工串行通信端口，1个看门狗定时器，提高了系统的抗干扰能力。AT89S51还支持有软件选择的两种节电工作方式，空闲模式和掉电模式，且具有掉电模式下的中断恢复模式，非常适合电池供电或其他要求低功耗的场合[4]。
方案二：AVR单片机
1997年，由ATMEL公司研发出RISC精简指令集的高速8位单片机，简称AVR。与较早出现也相对比较成熟的51系列单片机相比，AVR系列单片机的片内资源更加丰富，接口也更加强大，同时再加上其价格低的优势，在许多场合都可以替代51系列单片机。由于采用了高性能的MCU，省掉了大量的外围器件，如外扩RAM、ROM存储器等，使硬件结构大大简化，提高了系统的可靠性。
除了以上几种单片机，市场上还有好的其它结构的单片机。如果要设计本系统，基本上上述类型的单片机都可以实现。考虑到AT89S51单片机具有较强的代表性以及该系列单片机资料较多，本设计采用AT89S51单片机来实现。
3.2 光照检测方式
方案一：采用光敏二极管或三极管等光传感器件把环境亮度转换成相应的数字电平，然后直接接入单片机IO引脚。
方案二：采用光敏电阻把环境亮度转换成相应的电压值（模拟值），然后通过运放后给单片机输入一个标准的数字信号。
由于光敏电阻属于纯阻性器件，所以采用第二方案，而本设计在仿真时用可调电阻替代。
3.3 照明设备控制电路
方案一：采用可控硅控制。可控硅又称晶闸管，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件。其具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。
方案二：采用继电器控制。以将其分为电磁继电器、固态继电器、磁簧继电器、光继电器等，它是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。其具有动作快、工作稳定、使用寿命长、
体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。
由于电磁继电器简单易用，开关状态极其容易判断，所以本设计采用电磁继电器来控制。
3.4 控制系统的硬件构成
系统控制单元是以单片机主控模块为核心，其它外围电路主要包括：系统供电模块、硬件时钟模块、环境光模块等，其结构框图如图1所示：
图1 控制模块的构成图
3.5 控制系统的主要硬件电路
3.5.1 系统主控电路
本系统的主控模块主要采用ATMAL公司生产的AT89S51作为主控芯片，AT89S51是一个高性能、低功耗的CMOS 8位单片机，片内含有4KB ISP的可反复擦写1000次的FL只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，它兼容了MCS-51指令系统及80C51的引脚结构，芯片内集成了8位的中央处理器和ISP Flash存储单元，AT89S51在众多嵌入式控制应用中得到广泛应用。AT89S51单片机有四个I/O口：P0口：端口0是个8位漏极开路的双向输出输入端口。其他三个I/O端口则不具有此电路组态，P0在做通用I/O口时可以驱动8个LS型TTL负载。当EA引脚为低电平时，P0就以多
工方式提供地址总线（A0~A7）及数据总线（D0~D7）。P1口：端口1是专为用户使用的准双向I/O口，可以驱动4个LS型TTL负载，若将端口1的输出设为高电平，便是由此端口来输入数据。P2口：端口2具有内部提升电路的双向I/O端口，可以驱动4个LS型TTL负载，将端口2的输出设为高电平时，此端口便作为输入端口使用。P2口在AT89S51扩充外接程序存储器或数据存储器时，提供高8位地址总线。P3口：端口3具有内部提升电路的双向I/O端口，可以驱动4个LS型TTL负载，同时还具备其他的特殊功能，比如外部中断控制、串行通信、计时计数控制以及外部数据存储器内容的读取或写入控制等。此外，P3.0口还可以提供第二功能。