【正文】 電平，輸出低電平。上圖中A0~A2均與地線連接，所以PCF8591的編程地址后三位為000B。最大轉(zhuǎn)換速率取決于I2C總線的最高速率。： PCF8591引腳圖PCF8591是單片、單電源低功耗8位CMOS 數(shù)據(jù)采集器件，具有4個(gè)模擬輸入、一個(gè)輸出和一個(gè)串行I2C總線接口。： 光敏電阻： 光敏電阻電路原理圖 其輸出隨著光敏電阻的阻值變化為不同的電壓值，其中AIN0引腳接A/D的AIN0引腳。 光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電導(dǎo)效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器，又稱為光電導(dǎo)探測(cè)器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。167。系統(tǒng)接通220V交流電源后，將220V交流電變壓到9V，經(jīng)過二極管全波整流、電解電容C23，C24濾波，再經(jīng)一只正輸出穩(wěn)壓器LM7805，為了緩沖負(fù)載突變，改善瞬態(tài)響應(yīng)，輸出端還采用了電容C2C26，最后得到+5V的直流工作電源，用于給控制系統(tǒng)中單片機(jī)系統(tǒng)及其它外圍電路的Vcc+端供電。使用方便、快捷，且工作顯示信號(hào)清晰。以往單片機(jī)的實(shí)驗(yàn)往往依賴于仿真機(jī)和單片機(jī)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，價(jià)格昂貴，近年來，隨著FLASH型單片機(jī)的廣泛應(yīng)用，采用軟件模擬結(jié)合寫片驗(yàn)證成為一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的實(shí)驗(yàn)方法，尤其是隨著單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，很多單片機(jī)都具有了ISP功能，不再需要仿真機(jī)，將單片機(jī)的易用性推向一個(gè)新的高度。片內(nèi)有128字節(jié)的RAM, 8KB的EEPROM，由于合理的安排使用片內(nèi)RAM空間，所以沒有擴(kuò)展的片外RAM，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷。167。本文所研究的教室燈光控制器主要是由硬件和軟件兩大部分組成?？梢詫?shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)控制相兼容。方案二：通過光敏電阻采集到的具體光強(qiáng)數(shù)值，分8個(gè)等級(jí)將LED日光燈輸入電壓分為8級(jí)，從而有級(jí)調(diào)壓以達(dá)到日光燈亮度等級(jí)的控制。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同，可以將其分為電磁繼電器、熱敏干簧繼電器、固態(tài)繼電器、磁簧繼電器、光繼電器等型號(hào)。方案二、采用繼電器控制。167。167。 方案二：采用集成電路HCSR501，該芯片是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路。167。167。 教室燈光控制器一般安裝在教室內(nèi)避開電燈直射的位置，且人體傳感器安置時(shí)應(yīng)使人體活動(dòng)方向與人體傳感器中兩個(gè)熱釋電元連線方向垂直，這樣可使人體存在信號(hào)采集更加靈敏、可靠，同時(shí)還要盡可能避免外界風(fēng)直接吹向人體傳感器。 167。 III. 提高管理水平 智能照明控制系統(tǒng)是以自動(dòng)控制為主、人工控制為輔的系統(tǒng)。 II. 改善工作環(huán)境，提高工作效率 良好的工作環(huán)境是提高工作效率的一個(gè)必要條件。I．良好的節(jié)能效果和延長(zhǎng)燈具壽命 節(jié)能是照明控制系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì)?；谝陨戏N種原因，提高教室用電效率就成為學(xué)校節(jié)能的重要且主要的措施之一，因此節(jié)能技術(shù)的重要手段之一就是教室日光燈自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)無疑就成為其中一項(xiàng)重要課題。面臨如此緊迫的能源問題，我們應(yīng)該把著眼點(diǎn)放在“高效加強(qiáng)環(huán)境?！崩谩扒鍧崱蹦茉础Ｔ趭W運(yùn)工程的建設(shè)上，也大量運(yùn)用節(jié)能技術(shù)，北京的奧運(yùn)廠館“水立方”，通過采用大量的節(jié)能燈具，裝備新技術(shù)，通過增強(qiáng)透光性白天可節(jié)約照明能耗50%。167。因此，適應(yīng)不同個(gè)人和工作需要，結(jié)合自動(dòng)調(diào)節(jié)與手動(dòng)調(diào)節(jié)的智能化照明系統(tǒng)已經(jīng)不可或缺?；蛘撸?dāng)自然光照度很好時(shí)，燈不能及時(shí)關(guān)閉；反之，當(dāng)自然光照度難以滿足人的需求時(shí)，又不能及時(shí)打開燈光。教室LED日光燈節(jié)能控制設(shè)計(jì)方案 第1章 概述167。這種照明方式，不僅造成能源的浪費(fèi)，而且不能滿足人對(duì)照明的基本需求，同時(shí)也給人的視力造成了很大的影響。 而在大學(xué)校園的建設(shè)熱潮中，各大高校的建設(shè)者也意識(shí)到了智能照明的重要性。 目前，我國(guó)照明用電約占社會(huì)總用電量的12%，采用高效照明產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)的低效照明產(chǎn)品可節(jié)電60%到80%。 我們黨在2000年10月11日黨第十五屆中央委員會(huì)第五次會(huì)議通過的《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十個(gè)五年計(jì)劃的建議》中明確指出:“加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是今后五年至十年一項(xiàng)十分重要的任務(wù)。由此可見，節(jié)能照明用電，對(duì)節(jié)能具有重要的意義。167。傳統(tǒng)的樓宇公共區(qū)域照明工作模式，只能是白天關(guān)燈，晚上開燈。合理地選用光源、燈具及性能優(yōu)越的照明控制系統(tǒng)，都能提高照明質(zhì)量。在一般的情況下，不需要有人的參與，照明系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)和調(diào)光功能，既大大減少了管理人員的數(shù)量，也排除了由于人為因素而出現(xiàn)的不定時(shí)開關(guān)，影響學(xué)校的正常教學(xué)、生活秩序的情況。本課題擬通過試驗(yàn)研究教室燈光的各種控制方案解決如下關(guān)鍵問題:(1). 照明回路的控制回路與控制器本身的節(jié)能問題；(2). 傳感器與教室燈配合安裝的問題；(3). 環(huán)境光參數(shù)輸入采集問題；(4). 人存在傳感器參數(shù)輸入采集問題；(5). 開、關(guān)燈的自動(dòng)與手動(dòng)兼容措施；第2章教室燈光控制器簡(jiǎn)介及控制方案的分析167。167。方案一：采用光敏二極管或三極管等光傳感器件把環(huán)境亮度轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字電平，然后直接接入單片機(jī)I/O引腳。方案一：采用紅外對(duì)管進(jìn)行檢測(cè)。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件就可構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。傳統(tǒng)的時(shí)鐘芯片，如MC146818, MC68H68T, LM8365等，這些芯片的引腳太多，體積大，占用的口線多。方案一、采用可控硅控制。繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。方案分析：由于電磁繼電器簡(jiǎn)單易用，開關(guān)狀態(tài)極其容易判斷，所以本設(shè)計(jì)采用電磁繼電器來控制。 方案分析：由于方案一硬件電路不易實(shí)現(xiàn)，故采用方案二。在自然環(huán)境光較強(qiáng)光線足夠時(shí)，無論人是否存在，都不開燈。硬件部分是前提，是整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行的基礎(chǔ)，它主要為軟件提供程序運(yùn)行的平臺(tái)。系統(tǒng)控制單元是以單片機(jī)主控模塊為核心，其它外圍電路主要包括:ISP下載線模塊、系統(tǒng)供電模塊、DS1302時(shí)鐘模塊、燈光繼電器驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)碼管顯示模塊、A/D采集環(huán)境光模塊、人體存在紅外傳感器模塊、超時(shí)報(bào)警模塊、IR紅外遙控模塊，：167。由于電路控制的復(fù)雜性，故采用兩個(gè)STC89C52芯片（下面用STC89C52STC89C522來表示）來實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光燈的控制。 STC89C52芯片就是這樣的芯片。167。 供電原理圖在硬件時(shí)鐘模塊中，為了在斷電后硬件時(shí)鐘能夠正常運(yùn)行，故采用主從雙電源供電方式。教室中的環(huán)境光和人體存在與否是系統(tǒng)的主要輸入?yún)?shù)，因此教室中的環(huán)境光和人體存在成為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的主要對(duì)象。還有另一種入射光弱，電阻減小，入射光強(qiáng)，電阻增大。 在這里選用的AD為PCF85918位A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，通過該型號(hào)的A/D將光敏電阻輸出的電壓值（模擬量）轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。3個(gè)地址引腳A0、A1和A2用于編程硬件地址，允許將最多8個(gè)器件連接至I2C總線而不需要額外硬件。A/： A/D模塊電路圖由于I2C總線系統(tǒng)中的每一片PCF8591通過發(fā)送有效地址到該器件來激活。電路中A/。（2）溫度補(bǔ)償：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至30～32℃，探測(cè)距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。（5）工作電壓范圍寬：。這種探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的，所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為10uM左右的紅外輻射非常敏感。 信號(hào)采集敏感區(qū)示意圖人體存在傳感器只能安裝在室內(nèi)，其誤報(bào)率與安裝的位置和方式有極大的關(guān)系，正確的安裝應(yīng)滿足的條件有：；遠(yuǎn)離空調(diào)，冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方；在探測(cè)范圍內(nèi)不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔離物；不要直對(duì)窗口；不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方。本系統(tǒng)使用4個(gè)HCSR501模塊來控制路LED日光燈，~，其外接電路原理如圖3. 2. 4. 27所示。： DS1302與單片機(jī)接口電路連接原理圖，為DS1302的備用電源（可以用電池或者超級(jí)電容器。在主電源關(guān)閉的情況下，由Vcc1給DS1302供電，保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。數(shù)據(jù)輸入/輸出端I/，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 數(shù)碼管顯示時(shí)間電路 由于教室日光燈的控制在自動(dòng)控制模式下是嚴(yán)格按照作息制度控制的，為了更加直觀的提醒教室人員時(shí)間，以確保及時(shí)合理利用自己的時(shí)間，故添加此時(shí)間顯示模塊。此紅外線接收器是一種集紅外線接收和放大于一體，不需要任何外接元件，只是焊上一個(gè)10uf的濾波電容，可以使接收器工作更可靠。 繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路，這里繼電器由芯片ULN2003來驅(qū)動(dòng)，開機(jī)時(shí)，~，ULN2003輸出為高阻狀態(tài)，所以開機(jī)后繼電器始終處于釋放狀態(tài)，~，ULN2003輸出為低電平故導(dǎo)通，繼電器就會(huì)得電吸合，從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載，點(diǎn)亮相應(yīng)電燈。 繼電器驅(qū)動(dòng)電路167。ULN2003導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音，以示教室燈工作超時(shí)。 日光燈供電電源控制電路 日光燈供電電壓通過控制變壓器的變壓匝數(shù)比來實(shí)現(xiàn)變壓，： 日光燈供電電路該電路通過單片機(jī)STC89C522的P0端口控制來實(shí)現(xiàn)，將前面A/D采集環(huán)境光電路所得的數(shù)值分為8個(gè)等級(jí)，通過P0口的通斷來實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)匝數(shù)比的改變，來實(shí)現(xiàn)LED日光燈輸入電壓的變化。在系統(tǒng)的硬件及輸入輸出方法確定后，程序軟件就可以完全獨(dú)立的進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)。167。： 監(jiān)控主程序流程圖167。本系統(tǒng)中的初始化主要指各接口芯片的檢測(cè)、芯片內(nèi)部設(shè)定參數(shù)的初始化及系統(tǒng)內(nèi)部寄存器的初始化。定時(shí)中斷是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器定時(shí)時(shí)間到或計(jì)數(shù)值已滿引起的中斷，內(nèi)部定時(shí)器的計(jì)數(shù)器可以對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘或從外部引線TO和TI輸入的外部脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。:圖 定時(shí)中斷處理程序框圖 本系統(tǒng)還采用了外部中斷，此外部中斷主要用來判斷是否有遙控器信號(hào)(或警報(bào)信號(hào))，若有，就采集下來并加以處理；若無，則返回到主循環(huán)。本系統(tǒng)多任務(wù)的執(zhí)行是對(duì)定時(shí)中斷中設(shè)置的實(shí)時(shí)標(biāo)志進(jìn)行檢測(cè)，通過標(biāo)志位的狀態(tài)決定各任務(wù)的調(diào)用。就緒狀態(tài)是任務(wù)滿足所有啟動(dòng)條件后所進(jìn)入的狀態(tài)。167。在系統(tǒng)啟動(dòng)自檢初始化時(shí)，首先會(huì)對(duì)時(shí)鐘芯片DS1302的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，當(dāng)檢測(cè)到DS1302處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)才對(duì)其進(jìn)行初始化啟動(dòng)時(shí)。在數(shù)據(jù)讀/寫完后，RST端應(yīng)置成低電平，以防止外部干擾對(duì)DS1302內(nèi)部時(shí)鐘的影響。數(shù)據(jù)在SCLK的上升沿串行輸入，在開始的8個(gè)時(shí)鐘周期把命令字裝入移位寄存器之后，若跟隨的是寫命令字節(jié)，則在下8個(gè)SCLK周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，若跟隨在讀命令字節(jié)的8個(gè)SCLK周期之后，在下8個(gè)SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。其中秒寄存器的位7定義為時(shí)鐘暫停位，當(dāng)此位設(shè)置為邏輯1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302進(jìn)入低功耗的備份狀態(tài)。(3) 寫保護(hù)寄存器的位7是寫保護(hù)位，在對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行些操作之前，位7應(yīng)先置為0,當(dāng)它是高電平時(shí)，寫保護(hù)防止對(duì)任何其它寄存器進(jìn)行寫操作。系統(tǒng)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)顯示是人機(jī)交互對(duì)話的一個(gè)重要通道。每次先送一位要顯示的數(shù)據(jù)位地址字節(jié)，然后再送該位LED的顯示數(shù)據(jù)字節(jié)，直到8位顯示完全。本系統(tǒng)在按鍵不多的情況下采用中斷方式，把按鍵信號(hào)采集放在中斷程序中，按鍵的功能放在任務(wù)操作模式中完成。其對(duì)紅外遙控程序的操作，我們單獨(dú)以頭文件的方式給出，其頭文名稱件程序?yàn)镮R .h，具體內(nèi)容會(huì)在附錄中給出。單片機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)包括硬件及軟件兩部分，主要是通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)硬件及軟件中存在的問題，查看其運(yùn)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。1. 靜態(tài)調(diào)試:靜態(tài)調(diào)試主要是排除明顯的硬件故障。在將芯片、傳感器等元件插到電路板上時(shí)，要保證各處電源極性、電壓正確，以防止因電源極性接反或電壓過高損壞芯片或傳感器。調(diào)試過程中的運(yùn)行狀態(tài)、各寄存器狀態(tài)、端口狀態(tài)等都可以在指定的窗口區(qū)域顯示出來，通過這些顯示結(jié)果隨時(shí)跟蹤程序運(yùn)行狀態(tài)，以確定程序運(yùn)行無錯(cuò)誤。系統(tǒng)中的硬件故障(如各個(gè)部件內(nèi)部存在的故障和部件之間連接的邏輯錯(cuò)誤)主要是靠聯(lián)機(jī)仿真來排除的。167。分析解決:穩(wěn)壓器溫度過高的原因之一是:12V變壓器整流濾波后加到集成穩(wěn)壓器輸入端的電壓較高，使7805上的壓降過大。 分析解決: 有人存在的教室中，若人體超過十秒沒有活動(dòng)，人體傳感器是不會(huì)有信號(hào)輸出的問題。 問題5: 每次開機(jī)插上電源后，硬件時(shí)鐘顯示的時(shí)間都從所設(shè)初始值開始計(jì)時(shí)。結(jié) 論本課題對(duì)適合應(yīng)用于教室燈光控制系統(tǒng)部分進(jìn)行了研究。系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能化控制的同時(shí)還設(shè)置了手動(dòng)和遙控器控制，這樣在系統(tǒng)偶爾出現(xiàn)故障時(shí)，可采用手動(dòng)操縱，不至于影響教室燈光的正常使用。為防止這種現(xiàn)象的發(fā)生，使系統(tǒng)更加的可靠，最好采用多個(gè)傳感器。本設(shè)計(jì)是在何社陽老師的悉心、全面指導(dǎo)下得以完成的。由于時(shí)間倉促，水平有限，設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤在所難免，懇請(qǐng)各位專家，教授不吝賜教并大加斧正！附錄一附錄二 單片機(jī)STC89C521 C程序如下：/********************************************************************/include include sbit WEIX=P1^0。sbit HC_SR0=P2^0。sbit LED0=P2^4。sbit IRON=P3^6。//分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的數(shù)碼管點(diǎn)亮,即位碼uchar TempData[8]。 //清空數(shù)據(jù)，防止有交替重影 DUANX=1。 WEIX=0。 i++。 LED2=1。time_buf1[4]23)amp。LEDON==0) { if(HC_SR0==0) LED0=0。 if(HC_SR2==0) LED2=0。 } else if((time_buf1[4]=5||time_buf1[4]=23)amp。 SPK=0。 TR1=1。 ds1302_init()。(time_buf1[5]==59)amp。 }}void external1() interrupt 2{ uchar i,