【正文】 2D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極 模數(shù)轉(zhuǎn)換器件ADC0804 集成A/D轉(zhuǎn)換器品種比較多，選用時(shí)應(yīng)綜合考慮各種因素來(lái)選取集成芯片。ADC0804是一種單片集成模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它是逐次比較性的，一般這種模數(shù)轉(zhuǎn)換器會(huì)被用的多一些。ADC0804有著可以滿足差分電壓輸入、內(nèi)含時(shí)鐘發(fā)生器、方便TTL或CMOS標(biāo)準(zhǔn)接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間大約為100us、不需要調(diào)零、單電源工作時(shí)0V～5V輸入電壓范圍是0V～5V等等的特點(diǎn)，它在要求不高的地方被廣泛的應(yīng)用，是一款早期的8位、低價(jià)格、單通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換器而且價(jià)格低廉[7]。 ADC0804引腳圖 光敏電阻（1）光電檢測(cè)器件的選擇目前，在光電檢測(cè)技術(shù)中常用的光電檢測(cè)器件有光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電池等。表 器件光譜響應(yīng)靈敏度線性度伏安特性電特性輸出電流噪聲特性光敏電阻可見(jiàn)光至紅外高差電阻型大低光電池可見(jiàn)光至紅外低一般光伏型最大低光電二極管可見(jiàn)光至紅外一般好光伏型和飽和型小高光電三極管可見(jiàn)光至近紅外高差飽和型大高光敏電阻與其它的光電檢測(cè)器件比較，特點(diǎn)有以下幾點(diǎn)： a) 靈敏度高，光電導(dǎo)增益大于1。 b) 工作電流大，可以達(dá)到數(shù)毫安。 c) 所測(cè)光強(qiáng)范圍寬度，既可檢測(cè)強(qiáng)光也可檢測(cè)弱光。 所以選擇光敏電阻[4]。（2）光敏電阻的工作原理 光敏電阻的工作原理是：在其兩極加上一定的電壓后，當(dāng)光照射在光電導(dǎo)體時(shí)，由光照產(chǎn)生的光生載流子在外加電場(chǎng)作用下沿一定方向運(yùn)動(dòng)。在電路中產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的目的。光敏電阻是利用內(nèi)光電效應(yīng)工作，由半導(dǎo)體材料制成的光電設(shè)備。在光的作用下，其阻值往往是變小的，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)，因此，光敏電阻又稱光導(dǎo)管。 光敏電阻的工作原理光敏電阻的導(dǎo)電性能會(huì)隨著光照強(qiáng)度的增加而變好，也就是說(shuō)如果光敏電阻的電導(dǎo)率出現(xiàn)增加的情況，那么流過(guò)它里面的光電流也會(huì)增加，那么也就意味著它的電阻值會(huì)降低；它的導(dǎo)電性能會(huì)隨著光照強(qiáng)度的減少而變差，也就是說(shuō)光敏電阻的電導(dǎo)率會(huì)相對(duì)減小，流過(guò)它里面的光電流會(huì)減少，這種情況下，它的電阻值就會(huì)增加。利用光敏電阻對(duì)教室內(nèi)光照強(qiáng)度進(jìn)行探測(cè)，其工作方法是： （1）當(dāng)教室無(wú)人時(shí)，不管照度如何，所有照明燈均熄滅。 （2）當(dāng)教室有人時(shí)，分成四種情況： ，則亮一個(gè)燈。，則亮兩個(gè)燈。，則亮三個(gè)燈。，則亮全部的四個(gè)燈。 紅外對(duì)管紅外對(duì)管是紅外線發(fā)射管與光敏接收管，或者紅外線接收管，或者紅外線接收頭配合在一起使用時(shí)候的總稱。紅外線接收管是在LED行業(yè)中命名的，是專門用來(lái)接收和感應(yīng)紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線光線的。一般情況下都是與紅外線發(fā)射管成套運(yùn)用在產(chǎn)品設(shè)備當(dāng)中。紅外線接收管有兩種，一種是光電二極管，另一種是光電三極管。光電二極管就是將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，光電三極管在將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的同時(shí)，也把電流放大了。因此，光電三極管也分為兩種，分別是NPN型和PNP型。紅外線發(fā)射管在LED封裝行業(yè)中主要有三個(gè)常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根據(jù)波長(zhǎng)的特性運(yùn)用的產(chǎn)品也有很大的差異，850NM波長(zhǎng)的主要用于紅外線監(jiān)控設(shè)備、875NM主要用于醫(yī)療設(shè)備、940NM波段的主要用于紅外線控制設(shè)備。EG：紅外線遙控器、光電開(kāi)關(guān)、光電記數(shù)設(shè)備等。 紅外線接收管 紅外線發(fā)射管4. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括了單片機(jī)以及復(fù)位電路、晶振電路、排阻等。單片機(jī)：跟AT89C51/AT89S51功能完全一樣，52比51大4kb而已。復(fù)位電路：S6為按鍵，按下手動(dòng)復(fù)位，復(fù)位即讓程序重新運(yùn)行，相當(dāng)于重新啟動(dòng)。晶振電路：Z1為晶振，提供振蕩信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)才成運(yùn)行程序，類似人心臟。排阻：液晶屏的上拉電阻，沒(méi)接的話呈高阻態(tài)，無(wú)法得到高電平，液晶顯示異常。 光線檢測(cè)電路LM339是運(yùn)算放大器，這里的作用的作為電壓比較器用，電壓比較器是一種常用的集成電路。它可用于報(bào)警器電路、自動(dòng)控制電路、測(cè)量技術(shù)，也可用于V/F變換電路、A/D變換電路、高速采樣電路、電源電壓監(jiān)測(cè)電路、振蕩器及壓控振蕩器電路、過(guò)零檢測(cè)電路等。電壓比較器的主要原理是當(dāng)輸入電壓V+V時(shí)，輸出高電平，當(dāng)輸入電壓V+V時(shí)，輸出低電平（這里第4腳是V ，第5腳是V+，第2腳是輸出）。LIGHT1為光敏電阻，光亮的時(shí)候，光敏電阻阻值較小，分到的電壓低，+，比較器2腳輸出高電平；黑暗的時(shí)候，光敏電阻阻值較大，分到的電壓高，所以+，輸出低電平，LED燈D4點(diǎn)亮，單片機(jī)靠判斷低電平來(lái)知道是黑暗狀態(tài)。 光線檢測(cè)電路 紅外對(duì)管檢測(cè)電路使用紅外傳感器的作用是通過(guò)其內(nèi)部接收端接收由障礙物反射或發(fā)射回來(lái)的紅外光，來(lái)判斷是否有障礙物（有障礙物時(shí)，檢測(cè)電路輸出高電平，否則，電路輸出低電平）。這里使用兩組紅外傳感器（分別安裝在教室門內(nèi)外兩側(cè)）用來(lái)計(jì)數(shù)當(dāng)前教室內(nèi)的學(xué)生人數(shù)。兩組紅外傳感器依據(jù)接收有障礙物（人體）反射回來(lái)的紅外光并根據(jù)對(duì)其接收的先后順序來(lái)判斷是否有進(jìn)入/出去的人（進(jìn)“+”，出“”），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)教室學(xué)生人數(shù)的記數(shù)。LED7和LED6為紅外接收管，LED8和LED9為紅外發(fā)射管，R21和R22限流保護(hù)發(fā)射管，R12和R13是接收端的上拉電阻，為了能夠得到高電平。有遮擋的時(shí)候，紅外光通過(guò)遮擋物發(fā)射被接收管接收到，接收管導(dǎo)通接地，+，比較器輸出低電平，LED指示燈亮；沒(méi)有東西遮擋，這個(gè)時(shí)候接收管不會(huì)導(dǎo)通，所以+，輸出高電平，LED指示燈滅。單片機(jī)靠判斷低電平來(lái)知道有東西遮擋或經(jīng)過(guò)。 紅外對(duì)管檢測(cè)電路 時(shí)鐘電路U1為時(shí)鐘芯片DS1302，通過(guò)程序讀取時(shí)鐘芯片發(fā)過(guò)來(lái)的時(shí)間再顯示。J1為紐扣電池，即備用電池，因?yàn)闀r(shí)間一直需要走，當(dāng)外界電源沒(méi)有關(guān)閉時(shí)，這里的紐扣電池就直接向時(shí)鐘芯片供電，防止時(shí)間停止或異常。，這里的主要作用是提高抗干擾能力。Y1是晶振，原理同單片機(jī)的晶振一樣，都是提供振蕩信號(hào)給芯片，芯片才能正常運(yùn)行，這里芯片規(guī)定的晶振大小為32768Hz。 時(shí)鐘電路 獨(dú)立按鍵操作電路按鍵電路，按鍵按下接地，單片機(jī)通過(guò)判斷端口為低電平來(lái)知道按鍵按下。 獨(dú)立按鍵操作電路 顯示屏電路LCD1為液晶屏LCD1602，R1可以調(diào)節(jié)液晶屏的對(duì)比度。 顯示屏電路 LED燈控制電路自動(dòng)/手動(dòng)模式指示燈，低電平有效。4個(gè)照明燈，低電平有效。 指示燈 照明燈5. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 人數(shù)統(tǒng)計(jì)子程序流程圖統(tǒng)計(jì)人數(shù)的多少，直接影響教室里照明燈打開(kāi)的多少，因此實(shí)際如下，程序開(kāi)始執(zhí)行以后，如果“內(nèi)”紅外管檢測(cè)到有人，然后判斷“外”紅外管是否檢測(cè)到有人，檢測(cè)到則表示是由外入內(nèi)，教室的人數(shù)加一，否則將“內(nèi)”標(biāo)志位置位，然后繼續(xù)掃描程序、檢測(cè)。相反，如果“外”紅外管檢測(cè)到有人，然后判斷“內(nèi)”紅外管是否也檢測(cè)到有人，檢測(cè)到則表示是由內(nèi)出外，教室人數(shù)減一，如此循環(huán)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)教室人數(shù)的統(tǒng)計(jì)。NYNY 光照強(qiáng)度采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換子程序A/D轉(zhuǎn)換器是采集教室光照強(qiáng)度的一個(gè)重要器件。A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)能夠確保模擬信號(hào)在數(shù)字位流中被準(zhǔn)確地表示，并提供一個(gè)具有任何必需的數(shù)字信號(hào)處理功能的平滑接口。A/D轉(zhuǎn)換器將光敏電阻采集的光照強(qiáng)度的模擬信號(hào)變換成數(shù)字位流以進(jìn)行處理、傳輸及其他操作，并根據(jù)人數(shù)執(zhí)行繼電器吸、合動(dòng)作。單片機(jī)把它實(shí)時(shí)檢測(cè)采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行比較，然后根據(jù)比較結(jié)果和教室的人數(shù)啟動(dòng)繼電器。 光照強(qiáng)度采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換流程圖 LCD1602顯示子程序流程圖本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能是顯示系統(tǒng)時(shí)間和室內(nèi)人數(shù)。時(shí)間主要通過(guò)時(shí)鐘芯片DS1302來(lái)控制，本設(shè)計(jì)顯示得是時(shí)、分、秒、星期和統(tǒng)計(jì)的人數(shù)，人數(shù)主要通過(guò)模擬傳感器的按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)加減人數(shù)。LCD1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，LCD1602總共有兩行16個(gè)字符的位置可供顯示，首行首字符地址為0x80，第二行首字符地址是0x80+0x40，比如要在第二行第二個(gè)位置顯示，則可將寫指令地址設(shè)為0x80+0x40+1即可。 LCD顯示模塊流程圖 主程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是在設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)并且處于黑暗環(huán)境下，統(tǒng)計(jì)到人數(shù)之后會(huì)將照明燈打開(kāi)，打開(kāi)照明燈的多少根據(jù)教室人數(shù)而定。程序開(kāi)始執(zhí)行以后，器件和端口初始化。首先是設(shè)置時(shí)間，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)向時(shí)鐘芯片DS1302發(fā)送請(qǐng)求，如果有回復(fù)數(shù)據(jù)，則準(zhǔn)備更新時(shí)間數(shù)據(jù)，然后判斷按鍵是否被按下，如果有按鍵按下，還要判斷設(shè)置的是否是實(shí)時(shí)時(shí)間，此時(shí)分為兩種情況：第一，如果判斷為“是”，則進(jìn)入實(shí)時(shí)時(shí)間的設(shè)置。第二，如果判斷為“不是”，此時(shí)又需要判斷是否要設(shè)置定時(shí)時(shí)間。如果是，進(jìn)入定時(shí)時(shí)間的設(shè)置；如果不是再判斷系統(tǒng)的狀態(tài)，自動(dòng)模式下，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)設(shè)置的情況自動(dòng)進(jìn)行工作，在光線黑暗并且統(tǒng)計(jì)到人數(shù)的情況下，自動(dòng)打開(kāi)照明燈；手動(dòng)模式下，要通過(guò)按鍵控制照明燈的亮滅。 主程序流程圖6. 安裝與調(diào)試 軟件的仿真與調(diào)試Proteus是目前最好的模擬單片機(jī)外圍器件的軟件，和其它的單片機(jī)仿真軟件不一樣的是，它不僅能夠仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，還能夠仿真單片機(jī)外圍電路或者沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。Proteus是單片機(jī)課堂的教學(xué)助手。Proteus為電路測(cè)試提供了較為全面的、包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的測(cè)試信號(hào)。Proteus可以將單片機(jī)實(shí)例功能、單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過(guò)程形象化。在相當(dāng)程度上，前者可達(dá)到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則很難達(dá)到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果。在某種程度上，它的組件、連接等可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，因?yàn)樗挠布蛡鹘y(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)高度對(duì)應(yīng)。例：組件的選擇、電路的連接、電路的檢測(cè)、電路的修改、軟件的調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。畢業(yè)設(shè)計(jì)和課程設(shè)計(jì)對(duì)于畢業(yè)生就業(yè)而言是至關(guān)重要的。Proteus相比于實(shí)驗(yàn)室而言，在組件庫(kù)、虛擬儀器儀表以及修改電路的靈活性方面都有著無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，尤其是各類儀器質(zhì)量?jī)?yōu)，數(shù)量大，完全可以滿足設(shè)計(jì)需求?？萍茧S著時(shí)代迅速地發(fā)展，“計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)”也越來(lái)越實(shí)用，在各個(gè)設(shè)計(jì)部門已成為不可缺少的設(shè)計(jì)手段。由于Proteus設(shè)計(jì)非常靈活，并且設(shè)計(jì)過(guò)程以及結(jié)果高度統(tǒng)一，使其耗資減少，時(shí)間縮短，也可以降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。相信在單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用中Proteus也能獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用[9]。 仿真圖系統(tǒng)可以對(duì)教室光照強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)對(duì)教室人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并且LCD可以顯示年、月、日以時(shí)間及星期，還可以設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)間和教室照明燈亮的時(shí)間。當(dāng)在時(shí)間范圍內(nèi)時(shí)，照明燈是處于智能狀態(tài)，超出時(shí)間范圍則自動(dòng)切換成手動(dòng)狀態(tài)，而且自動(dòng)、手動(dòng)狀態(tài)是可以隨時(shí)切換的，以防自動(dòng)狀態(tài)出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)電能造成浪費(fèi)。當(dāng)光線強(qiáng)度高于設(shè)定值范圍時(shí)，不管LCD統(tǒng)計(jì)的人數(shù)是多少，照明燈都是不打開(kāi)的；當(dāng)光線強(qiáng)度低于設(shè)定值范圍時(shí)，根據(jù)教室人數(shù)的多少，打開(kāi)相應(yīng)數(shù)量的照明燈，以達(dá)到智能節(jié)能的目的。 仿真圖 調(diào)試與功能實(shí)現(xiàn)首先使用Keil軟件對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)與編譯。軟件設(shè)計(jì)首先創(chuàng)建一個(gè)工程選擇芯片，本設(shè)計(jì)基于STC89C52單片機(jī)，工程創(chuàng)建完后編寫程序代碼，單擊菜單中的【Save】選項(xiàng)，本設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言編寫，然后保存，之后在文件編輯窗口編寫代碼。開(kāi)始編譯，成功后生成Hex文件。通過(guò)軟件向單片機(jī)燒錄程序，然后接通電路進(jìn)行調(diào)試，若調(diào)試過(guò)程出現(xiàn)狀況，可通過(guò)詳細(xì)查找、仔細(xì)驗(yàn)證來(lái)找出并修改錯(cuò)誤，最終達(dá)到預(yù)期結(jié)果。步驟為: uVision，編寫教室自動(dòng)感應(yīng)照明控制系統(tǒng)C語(yǔ)言程序，然后點(diǎn)擊Project菜單——〉New project ，新建一個(gè)工程，接著選擇CPU類型，我們選擇的是STC89C52。，C語(yǔ)言文件建好后把文件加入到工程中。，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤更改后再重新編譯文件。 硬件的安裝與調(diào)試 原理圖 原理圖 硬件的焊接手工焊接技能是電子類專業(yè)的基本技能，必須反復(fù)地、嚴(yán)格地訓(xùn)練才能掌握，焊接工程中首先焊接PCB板上的跳線，然后焊接簡(jiǎn)單的電阻、電容和直插器件的底座，使用電烙鐵將錫鉛焊料加熱后將器件與電路板焊接在一起，焊接時(shí)注意不要虛焊和短路。按照之前設(shè)計(jì)好的教室自動(dòng)感應(yīng)照明控制系統(tǒng)的原理圖，詳細(xì)計(jì)算系統(tǒng)中各個(gè)元件的參數(shù)，選擇相應(yīng)器件，并考慮萬(wàn)能板大小及元件之間連線及布局問(wèn)題，進(jìn)行實(shí)物焊接。 實(shí)物圖 硬件調(diào)試正確連線后，開(kāi)始硬件調(diào)試過(guò)程。首先應(yīng)該在沒(méi)通電的情況下檢查元器件的規(guī)格和型號(hào)是否符合電路要求，再用萬(wàn)用表仔細(xì)反復(fù)檢查線路是否正確。特別需要注意的是電源正負(fù)極的接連正確性，保證電源與各信號(hào)線之間都不會(huì)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，地址、控制和數(shù)據(jù)