光传感器ISL29004在智能照明控制系统中的应用

通过P87LPC768的PWM输出控制MOC3041的导通与关断时间比值来调节照明设备的功率，从而实现照明设备的打开、关闭以及亮度调节。
2．3 工作原理
在程序中通过定时中断读取4路ISL29004的ADC输出，并转换为照度值；ISL29004内部的ADC工作在模式2，分辨率为16，照度检测范围一般设为O～1 000 Lux即可满足一般的照明场所的照度检测要求。假设读取ISL29004的ADC的输出为DATA，则可以通过以下的公式转换为照度值：

然后根据计算所得到的照度值进行调光控制；由于P87LPC768的PWM输出的占空比是根据计数映像寄存器CNSW的值和比较映像寄存器CPSWn的值确定，PWM输出保持高电平期间的MCU时钟脉冲数为(CNSW—CPSWn+1)。由此可见，CPSWn越大，则高电平维持的时间越短，则调光控制电路的T1导通时间也就越长，照明设备的亮度就越高；反之照明设备的亮度就越低。
在程序中通过比较得到的照度值E和标准照度值ES来调整CPSW的值，实现自动调光控制。CPSW的初值设为0，并在O～CNSW之间分为若干档，比如10档，得到每次CPSW的调整值△P=(CNSW-1)／10，以实现较为平滑的调整。计算出照度值后和标准照度值ES比较，如果小于标准照度值ES，则在当前CPSW的基础之上增加△P，直到达到CPSW的最大值(CNSW-1)；如果大于标准照度值ES，则在当前CPSW值的基础上减少△P，直到CPSW的值为0，照明设备关闭。同时为了避免较小的照度变化导致自动调光，可以根据标准照度值确定一个调光允许的照度差值△ES，如果当前得到的照度值和上次所得到的照度值差的绝对值△E不小于△ES，才进行调光控制。

3 软件设计
主要包括主程序、定时器0中断服务子程序以及I2C总线数据传输程序模块。主程序完成P87LPC768以及ISL29004的初始化，照度采集以及调光控制在定时器0中断服务子程中完成。I2C总线数据传输程序模块详见参考文献，这里给出定时器0中断服务子程序的流程图，如图3所示。

图3中只给出一组ISL29004的照度采集以及调光控制电路的控制程序，由于系统中有4组，因此在定时器0中断服务子程序中，应该是按顺序依次通过I2C总线读取4组ISL29004的采集值并通过4个PWM通道进行相应的自动调光控制。

4 结 语
对智能照明控制系统中照度检测的问题，提出一种基于ISL29004多路照度采集方案，并给出硬件结构、工作原理以及软件流程图。由于ISL29004内部集成了ADC，直接输出数字量，具有抗干扰能力强和低功耗的特点；并且可以编程灵活配置，又具备比较灵活的I2C总线接口，从而简化了照明控制设备的设计；使用准双向I2C总线缓冲器P82896对I2C总线进行驱动扩展以后，拓展了I2C总线的传输距离，实现了照明场所内的多路照度检测，从而可以对多个照明设备实行分区域控制，并且通过P87LPC768的PWM输出实现了自动调光控制，在节能的同时营造更舒适的照明环境。