随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子和智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，正在取代传统控制系统中的常规电子线路；楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实基础。本文介绍一套基于单片机 AT89C51 的室内灯光控制系统及其原理，并提出有效的节能控制方法。系统采用较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数实现对学校教室室内照明的控制，以单片微型计算机为核心并配以多种接口电路，共由 AT89C51 芯片、光信号采集电路、人体信号采集电路、时钟控制电路 DS12887、输出控制电路和定时监视器电路六个主要部分组成。本文介绍其中的主控制器电路与通信电路。

一、主控制器电路设计

主控制器采用 AT89C51 单片机作为微处理器。AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4 KB 可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 128 B 随机存取数据存储器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元。主控制器系统的外围接口电路由键盘、数码显示及驱动电路、晶振、看门狗电路和通信接口电路等几部分组成，硬件电路原理如图 1 所示。

图 1　主控制器系统硬件电路原理

二、RS-485 通信电路设计

在各种分布式集散控制系统中，往往采用一台单片机作为主机、多个单片机作为从机：主机控制整个系统的运行，从机采集信号并实现现场控制，主机和从机之间通过总线相连。主机通过 TXD 向各个从机（点到点）或多个从机（广播）发送信息，各个从机也可以向主机发送信息，但从机之间不能自由通信，必须通过主机进行信息传递。

本系统的有线通信方式采用 RS-485 总线。RS-485 标准支持半双工通信，只需三根线就可以进行数据的发送和接收，同时具有抑制共模干扰的能力，接收灵敏度可达 ±200 mV，大大提高了通信距离：在 100 kbps 速率下通信距离可达 1200 m，如果通信距离缩短，最大速率可达 10 Mbps。本系统采用主从式通信方式，主机由主控制器充当，从机为分控制器。主机处于主导和支配地位，从机以中断方式接收和发送数据；主机发送的信息可以传送到所有从机或指定的从机，从机发送的信息只能由主机接收，从机之间不能直接通信。主机通信电路如图 2 所示，从机侧的通信电路与主机侧基本相同，区别主要在于地址分配与软件处理方式。

图 2　主机通信电路