【正文】 i 摘 要 日常生活中電能浪費(fèi)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，就以室內(nèi)照明為例，由于使用人員不固定以及人員的節(jié)能意識(shí)的淡薄，白天室內(nèi)照度很高的情況下，仍然普遍存在開(kāi)燈作業(yè)；即使室內(nèi)無(wú)人或者人數(shù)很少的情況下，也是全部開(kāi)啟室內(nèi)照明。長(zhǎng)明燈比比皆是，人走不熄燈的現(xiàn)象到處存在。 本文通過(guò)熱釋型紅外傳感技術(shù)，利用人體的溫度作為檢測(cè)目標(biāo)。當(dāng)人進(jìn)入其探測(cè)區(qū)域內(nèi)，紅外傳感器將人體與空間溫度的差值傳遞給信號(hào)處理系統(tǒng)，從而實(shí)施對(duì)控制電路的驅(qū)動(dòng)與否，實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的具體控制，最終由單片機(jī)對(duì)房間內(nèi)人數(shù)和光線的綜合實(shí)時(shí)控制。根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)控制燈 的開(kāi)關(guān)，這樣就會(huì)杜絕嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，并且具有明顯的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)，熱釋紅外傳感器，光傳感器，照明控制，節(jié)能 ii Abstract The w aste of electricity in daily life is serious, take the interior lighting as an example, because the use of personnel is not fixed, and the w eak staff aw areness of energy saving, during the day under the high intensity of light, people still keeping lights on work。 although small number of cases, they turn on all of the lights。 Besides, people do not turn off the lights w hen they leave. In this paper, pyroelectric infrared sensing technology is used, it takes the body39。s temperature as the test target. When people entering the detection region, the infrared sensor tests the temperature difference betw een the body and the space , and passes the signal to the processing system, to implement control circuit or not to realize the control object of the specific control, the end of the room by the microcontroller , and the number of realtime control of light. Automatic control based on the actual situation of light, this will eliminate a serious w aste and has significant economic value. Keyw ords： single chip puter， pyroelectric infrared sensor， light sensors， illumination control， energy saving iii 目 錄 摘 要 ................................................................. i Abstract .............................................................. ii 第一章 照明系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ............................................... 1 第一節(jié) 系統(tǒng)總體框圖 ................................................ 2 第二節(jié) 系統(tǒng)簡(jiǎn)單流程圖 .............................................. 3 一、方案一 ...................................................... 3 二、方案二 ...................................................... 4 三、方案三 ...................................................... 5 四、方案比較與確定 .............................................. 6 第二章 硬件設(shè)計(jì) ....................................................... 7 第一節(jié) 主機(jī)電路核心器件介紹 ........................................ 7 一、 AT89C51 單片機(jī)性能介紹 ....................................... 7 二、 AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng) ...................................... 13 第二節(jié) 人體紅外檢測(cè)電路 ........................................... 15 一、人體紅外檢測(cè)電路總體設(shè)計(jì) ................................... 15 二、釋電紅外傳感器 ............................................. 17 三、菲涅耳透鏡 ................................................. 19 四、熱釋電傳感器信號(hào)處理芯片 ................................... 22 第三節(jié) 可見(jiàn)光檢測(cè)模塊 ............................................. 27 一、方案一 ..................................................... 27 二、方案二 ..................................................... 30 第四節(jié) 按鍵電路 ................................................... 33 第五節(jié) LED 指示電路 ............................................... 34 第六節(jié) 執(zhí)行模塊 ................................................... 34 一、方案一 ..................................................... 34 二、方案二 ..................................................... 35 三、方案比較與確定 ............................................. 35 第七節(jié) 電源電路 ................................................... 36 第三章 軟件 設(shè)計(jì) ...................................................... 37 第一節(jié) 流程圖 ..................................................... 38 第二節(jié) 主程序 ..................................................... 39 第四章 硬件抗干擾設(shè)計(jì) ................................................ 42 第一節(jié) 單片機(jī)干擾的來(lái)源和后果 ..................................... 42 第二節(jié) 單片機(jī)系統(tǒng)硬件抗干擾常用方法 ............................... 42 第三節(jié) 本設(shè)計(jì)采用的抗干擾措施 ..................................... 45 總 結(jié) ................................................................ 46 附 錄 ................................................................ 47 照明基礎(chǔ)知識(shí) ....................................................... 47 主電路原理圖 ....................................................... 49 iv 系統(tǒng)程序 ........................................................... 50 中英文資料 ......................................................... 52 參考文獻(xiàn) ........................................................... 60 謝 辭 ............................................................. 61 v 1 第一章 照明系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 作為一名即將畢業(yè)的學(xué)生。在校期間，對(duì)學(xué)校的教室以及圖書(shū)館的照明設(shè)計(jì)不太滿意。自我認(rèn)為有很多可以改進(jìn)的地方。試舉一下幾種不太好的現(xiàn)象： 一是在不需要開(kāi)燈的情況下，燈長(zhǎng)明； 二是人走燈長(zhǎng)明，以至于管理員很辛苦的一個(gè)教室挨一個(gè)教室的去關(guān)燈。 因?yàn)檫@些情況都造成了很多不必要的浪費(fèi)。這樣下來(lái)，無(wú)形中所浪費(fèi)的電能是非常 驚人的。據(jù)測(cè)算，這種現(xiàn)象的耗電占其單位所有耗電的 40% 左右。因此，有必要在保證照明質(zhì)量的前提下，實(shí)施照明節(jié)能措施。這不僅可以節(jié)約能源，而且會(huì)產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 當(dāng)然說(shuō)經(jīng)過(guò)教導(dǎo)，相信肯定可以減少這些浪費(fèi)能源的情況發(fā)生，但從技術(shù)上完全可以解決這個(gè)問(wèn)題。廉價(jià)實(shí)用的單片機(jī)就是為此而生的。單片機(jī)是在一塊芯片上集成了計(jì)算機(jī)各基本功能部件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括 CPU、 ROM、 RAM、 I/O口、定時(shí)器與計(jì)數(shù)器以及中斷系統(tǒng)等等。單片機(jī)在現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)應(yīng)用所受到的主要限制不是技術(shù)問(wèn)題，而是創(chuàng)造力和 技巧上的問(wèn)題。 針對(duì)生活中這種照明中電能浪費(fèi)的現(xiàn)象設(shè)計(jì)一套使用單片機(jī)控制的智能照明系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)的主要應(yīng)用范圍也是教室、圖書(shū)館和辦公室等公共場(chǎng)所。 該系統(tǒng)應(yīng)用了兩種傳感器，人體紅外傳感器和自然光線傳感器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的自然照明情況和人員情況，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)與控制的功能，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。具體功能如下： 第一，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人體紅外檢測(cè)電路，有進(jìn)入探測(cè)范圍時(shí)輸出信號(hào)。 第二，系統(tǒng)設(shè)計(jì)自然光檢測(cè)電路，對(duì)照明現(xiàn)場(chǎng)的亮度進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。雖在工作時(shí)間，但現(xiàn)場(chǎng)的亮度如果能夠滿足設(shè)定要求時(shí)，系統(tǒng)同樣關(guān)閉照明設(shè)備。 第三，設(shè)計(jì)按鍵 電路，設(shè)定強(qiáng)制開(kāi)燈和強(qiáng)制關(guān)燈按鍵。如有需要人為開(kāi)燈或滅燈，可按相應(yīng)鍵。比如在教室內(nèi)，晚上要演示幻燈片，現(xiàn)實(shí)條件是室內(nèi)有人，自然照度不滿足工作要求，按照系統(tǒng)的自動(dòng)控制程序，是不會(huì)滅燈的，但我們確實(shí)需要燈滅，這時(shí)就可以按下強(qiáng)制關(guān)燈按鍵。 設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的理念是： 第一，“以人為本，人使用燈” 。第二，“節(jié)能環(huán)?！?。 2 第一節(jié) 系統(tǒng)總體框圖 在設(shè)計(jì)最初需要一個(gè)整體的思路來(lái)確定設(shè)計(jì)的框架。首先根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)確定所需的功能模塊；然后按照一定的作用順序把各個(gè)功能模塊連接起來(lái)。 本系統(tǒng)需要兩個(gè)傳感器來(lái)分別檢測(cè)人體紅外信號(hào)和 自然光強(qiáng)信號(hào)，需要按鍵電路來(lái)強(qiáng)制燈的開(kāi)關(guān)，還需要指示電路來(lái)指示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，等等。 圖 11 照明系統(tǒng)總體框圖 如圖 11，為該照明系統(tǒng)總體框圖，包括：系統(tǒng)核心 AT89C51 單片機(jī)，輸入為兩個(gè)傳感器電路即人體紅外檢測(cè)電路和自然光檢測(cè)電路，強(qiáng)制開(kāi)關(guān)的按鍵電路。輸出是LED 指示電路以及繼電器執(zhí)行電路。最后由繼電器電路來(lái)控制照明電路的通斷，從而實(shí)現(xiàn)照明的自動(dòng)控制。 晶振電路和復(fù)位電路是單片機(jī)系統(tǒng)工作必不可少的。晶振電路結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機(jī)所必 須的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)的