【正文】 ）報告用紙 第 2 頁 共 2 頁 硬件抗干擾措施 .................................................................................................................................................... 27 供電系統(tǒng) ................................................................................................................................................................. 27 注意印制電路板的布線與工藝 ................................................................................................................. 28 人體存在傳感器抗干擾 措施 ...................................................................................................................... 28 隔離與屏蔽 ........................................................................................................................................................... 29 軟件抗干擾措施 .................................................................................................................................................... 29 數(shù)據(jù)采集誤差的軟件對策 ........................................................................................................................... 29 程序運行失控的軟件對策 ........................................................................................................................... 29 本章小結 .................................................................................................................................................................... 30 總 結 ................................................................................................................................................................................ 31 謝 辭 ................................................................................................................................................................................ 32 參考文獻 .......................................................................................................................................................................... 33 附 錄 1............................................................................................................................................................................ 34 附 錄 2............................................................................................................................................................................ 40 附 錄 3............................................................................................................................................................................ 43 附 錄 4............................................................................................................................................................................ 43 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 45 頁 1 引言 現(xiàn)代公共環(huán)境中照明設備的大量增加，在滿 足 人們需求的同時，用電量也大幅度增加。 加上控制 智能化的發(fā)展與成熟， 使 單片機控制的照明系統(tǒng) 得到 應用 和 普及。 綠色照明是 指通過科學的照明設計，采用效率高、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品，人為地創(chuàng)造良好的光照條件，使人舒適而高效地識別觀察對象，保證身心健康，更好地投入學習、生活、工作。節(jié)能工作是一件功在當代，利在千秋的事。 近十幾年來，高等教育在全社會范圍內備受關注和重視。此外 由于高校開放型的管理模式，上課、自習教室以及座位的不固定性，學校照明管理往往不到位，加上學生節(jié)能意識淡薄，于是 教室 在白天室內光線很強的情 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 2 頁 共 45 頁 況下，仍然普遍存在開燈作業(yè)；夜晚許多教室，即使 只有幾個學生自習，但室內照明設施也全部開啟；“ 長明燈 ” 、 “ 無人亮燈 ” 等現(xiàn)象到處存在， 造成電能的巨大浪費和不必要的經(jīng)濟損失。該教室照明系統(tǒng)簡單實用，適用范圍廣，減少 人工管理成本。依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術性能，將硬件和軟件分開設計。 根據(jù)任務要求，所設計的 單片機控制的教室照明系統(tǒng) 總結構框 圖 如圖 22 所示 ，并簡 要描述各部分功能 。當系統(tǒng)處于手動狀態(tài)，通過撥動開關控制 LED 單獨開啟或關閉。當熱釋電紅外傳感器沒有檢測到人體信號時，不管教室自然光強度如何，教室照明設備都不亮。 當預設時間到達，系統(tǒng)延時發(fā)出報警信號，教室光源關掉，從而完成了對教室照明回路的 智能控制， 起到節(jié)約能源的作用。 教室照明控制器的選擇 出于對單片機性能的要求和價格因素的考慮，本系統(tǒng)選擇 MCS51 系列的AT89S52 單片機作為教室照明系統(tǒng)控制器。同時，該單片機支持計算機并口下載。 其引腳排列如圖 23 所示，各引腳功能如下： 1） P0 口：具有 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。 2） P P P3 口 ： 具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 其 輸出緩沖器能驅動 4個 TTL 邏輯電平。 而 P P3 口引腳具有第二功能。 P3 口還接收一些控制信號 。 6） PSEN ： 外部程序存儲器的讀選通信號 ， 每個機器周期兩次 PSEN 有效 。 下載線接口模塊 AT89S52 芯片支持在線編程功能， 不需要編程器就可以進行單片機的實驗和開發(fā) ，免去 了 調試時由于頻繁地插入取出芯片對芯片和電路板帶來的不便，具有極強的可塑性 。故采用輸出為 9V 電壓的變壓器。當輸出電流較大時， 7805 應配上散熱板。上電自動復位是通過 RC 電容充電來實現(xiàn)的。內部時鐘是利用單片機芯片內部的振蕩電路實現(xiàn)的，通過單片機的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接定時元件。 數(shù)據(jù)采集模塊 人體存在信號和環(huán)境光信號是單片機控制的教室照明系統(tǒng)的兩個主要輸入?yún)?shù)，因此教室數(shù)據(jù)采集部分分為紅外信號采集和室內環(huán)境光采集。 采集 人體 信號的作用是對進入教室的人員分布區(qū)域進行檢測，為單片機提供教室可能亮燈區(qū)域的信息。 而這兩個小 電容是做在同一硅晶片上的，因此形成的等效小電容能自身產(chǎn)生極化， 從而 在電容的兩端產(chǎn)生極性相反的正、負電荷。當人體在傳感器的檢測區(qū)域內移動時，照射到兩個電容上的紅外線能量不相等，光 電流在回路中不能相互抵消，傳感器有信號輸出。所以，濾光窗能有效地讓人體輻射的紅外線通過，而最大限度地阻止陽光、燈光等可見光中的紅外線的通過，以免 引起干擾。使用時 D 端接電源正極， G 端接電源負極， S 端為信號輸出。 而 實際應用時，需在熱釋電傳感器前安裝菲涅爾透鏡，這樣可大大提高接收靈敏度，增加檢測距離及范圍。 人體存在傳感器的 1 號引腳為電源信號端， 3 號引腳為接地信號端， 2 號引腳為信號輸出端。 其電路原理圖 29 所示。為 確保模擬信號在數(shù)字流中被準確地表示 ，選擇較常見的 模數(shù)轉換器件 ADC0809 作為采光 數(shù)據(jù) 處理。 半導體的導電能力取決于半導體導帶內載流子數(shù)目的多少。入射光消失后， 由 光子激發(fā)產(chǎn)生的電子 — 空穴對逐漸 復合 ，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。 基本特性 光敏電阻的基本特性有伏安特性、光譜特性、照度特性和溫度特性等。 不同材料的光照特性是不同的，絕大多數(shù)光敏電阻光照特性是非線性的。而 根據(jù)平均照度的計算公式 (其中 — 光源的 光源通， N— 照明燈具數(shù)量， U— 燈具的利用系數(shù)， K— 維護系數(shù)， A— 室內面積 )，可以 設定 光照強度范圍，這樣便可 對 教室 燈具實現(xiàn) 自動控制 。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉換完的數(shù)字量，當 OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出 鎖存器取走轉換完的數(shù)據(jù) 。下降沿啟動 A/D 轉換，之后 EOC 輸出信號變低，指示轉換正在進行。數(shù)據(jù)傳送的關鍵問題是如何確認 A/D 轉換的完成，因為只有確認完成后，才能進行數(shù)據(jù)傳送?？蓳?jù)此設計一個延時子程序， A/D 轉換啟動后即調用此子程序，延遲時間一到，轉換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進行數(shù)據(jù)傳送。 不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉換完成，即可通過指令進行數(shù)據(jù)傳送。 3） 送要轉換的哪個通道的地址到 A、 B、 C 端口上。 ④ 環(huán)境光采集接口 電路 環(huán)境光采集接口 電路 如圖 213 所示。當光敏電阻的阻值發(fā)生變化時， GM 端上的應發(fā)生變化，該信號被單片機的模擬通道 GM，采集到光敏電阻上的光為暗時，光敏電阻上的阻值接近 5V，光強時，大約為 0V，模擬和數(shù)字量的轉換范圍為 0~255。 2） 當 時， 。此時的工作狀態(tài)為恒功率偏置。采用軟件編程實現(xiàn)時鐘計數(shù)，一般稱為軟時鐘。兩種方法比較，因教室照明系統(tǒng)要求準確定時，對時間精度要求較高，故本系統(tǒng)選用時鐘芯片實現(xiàn)定時功能。 （ 2） DS1302 芯片概述 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的 SPI 總線涓流充電時鐘芯片， 內含有一個實時時鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM， 通過簡單的串行接口與單片機進行通信 。 DS1302 工作時的功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時的功率小于1mW。 Vcc1：備份電源，一般接 可充電電池。 I/O：數(shù)據(jù)輸入 /輸出端。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。 為了初始化任何數(shù)據(jù) 的傳輸 ， RST 引腳信號應由低變高，并且應將 地址和 控制 信息 的 8 位 數(shù)據(jù)（控制字） 裝入 芯片的 移位寄存器 內 。 數(shù) 據(jù)的每次傳輸都是由控制字節(jié)開始的， 控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必