基于LPC2104的智能灯光控制器设计

　　1 引言

　　随着人们生活质量的提高，灯具已不单纯是室内的基本照明工具，而且是建筑装饰的一种实用艺术品，当家里有各式各样的灯具之后，将它们精心地搭配在一起，达到最适合的气氛效果是高品质生活的需要，目前灯光的控制主要还是手动形式，逐个控制所有的灯具，这样不仅麻烦而且效率低下，也不符合现代舒适生活的标准。

　　因此，设计一个可以便捷地控制灯光、同时还提供场景组合等功能的智能化灯光系统不仅具有实用价值，而且还具有广阔的市场前景。

　　2 设计目标

　　设计一个智能化灯光控制器，安装在家中的各个房间，提供无线遥控、轻触式灯光控制、场景组合、预设存储等丰富功能。通过手持遥控器来控制住宅内所有的灯光;通过遥控器上的场景设置按键，方便地设定灯光场景和迅速切换，可以通过面板上的轻触按钮控制灯光的开关和亮度，或者是多盏灯进入某种预设的场景，各灯光控制器通过RS485的总线与家庭以太网网络终端通信实现对灯光亮度的远程控制和查询。

　　该智能化灯光控制系统分为接收外来控制信号和执行控制操作两部分，为了接收控制信号，系统需具备无线接收功能和按键输入面板，为了对灯具执行控制，需要设计220V调光控制电路。

　　LPC2104具有丰富的外围接口资源，并有很高的可靠性和运算速度，非常适于该系统的设计，智能灯光控制器原理如图1所示。

　　3 LPC2104功能简介

　　LPC2104是PHILIPS公司专为嵌入式应用提供的高性价比微控制器解决方案。它采用ARM公司的16位/32位RISC结构，内核是ARM7TDMI-S，CPU操作频率可达60MHz，片上集成：具有ISP和IAP功能的128KB Flash程序存储器、16KB静态RAM、2个UART、1个I2C串行接口、1个SPI串行接口，多达6路输出的PWM、2个定时器，分别具有4路捕获/比较通道、实时时钟及看门狗定时器等，能够与常用的外围设备实现无缝连接，功能强大，本文以LPC2104为核心，设计结构简单、性能稳定的智能灯光控制器。

　　4 无线数传模块设计

　　4.1 nRF401简介

　　无线通信的实现有三种方案：蓝牙通信、红外无线遥控、使用短距离无线数传器件。对于蓝牙方案，传输距离和器件成本是值得考虑的问题，蓝牙主要用于短距离传输(最多10m)，且成本一直偏高。红外传输虽不用考虑成本问题，但从手持设备所能提供的功耗来看，它能传输的距离实在太近，只有几米，且对红外发射角度有一定要求，存在"必须保证传输信息的两个设备正对，且中间不能有障碍物"等致命的缺陷，与前两种方案相比，采用短距离低功耗的无线射频器件nRF401是最佳选择。