【正文】 ...................................... 20 4 軟件設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 22 程序框圖 ............................................................................................................22 主程序 ................................................................................................................22 5 結(jié)論 ........................................................................................................................ 25 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................... 26 致 謝 ........................................................................................................................ 27 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 .................................................................... 28 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 ......................................................................... 29 1 緒論 1 1 緒論 研究背景 隨著科技的高速發(fā)展，各種各樣的科技產(chǎn)品、家用電器走入人們的生活，這一切都大大地提高了人們的工作效率、改善了人們的生活，現(xiàn)在電器的發(fā)展趨勢(shì)是智 能化，這樣會(huì)使人們使用起來(lái)更方便。智能型的電器產(chǎn)品漸漸進(jìn)入人們的生活中。一般臺(tái)燈用的燈泡是白熾燈或者節(jié)能燈泡。但這類臺(tái)燈，存在很多弊端，一是電壓是不安全電壓，給人們使用帶來(lái)不安全因素；二是日光燈還具有頻閃效應(yīng)，經(jīng)常使用會(huì)給人的眼睛帶來(lái)一定的傷害；三是耗電量大、臺(tái)燈通常都是以日光燈為主，在幾瓦到幾十瓦之間；四是人工化，人們由于手工操作，往往會(huì)忘記關(guān)燈，這也造成電能的浪費(fèi)，到目前為止，在燈具市場(chǎng)上，很少見(jiàn)到采用 +6V 的直流電源供電的一種人體智能臺(tái)燈，它具有既不會(huì)出 現(xiàn)觸電，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)輻射，又無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。如果環(huán)境光沒(méi)有達(dá)到這個(gè)程度，臺(tái)燈不會(huì)開(kāi)啟。 智能臺(tái)燈最大的優(yōu)點(diǎn)就是省電和方便。如果用上我們的智能臺(tái)燈，那么假設(shè)一天我們可以節(jié)省 10min 的開(kāi)燈時(shí)間，燈上裝的是 10W的節(jié)能燈泡（一個(gè) 10W 的節(jié)能燈泡相當(dāng)于 40W 的白熾燈泡）。大家都知道我國(guó)有 70%的電能來(lái)自火力發(fā)電廠，而火力發(fā)電廠少發(fā)一度電（就是 1 千瓦時(shí)）會(huì)減少 1 千克的 CO2 排放。當(dāng)夜晚來(lái)臨時(shí)，人們又摸黑去開(kāi)燈，非常不方便。 功能簡(jiǎn)介及特色功能 智能臺(tái)燈作為一款新型的臺(tái)燈，智 能化是它的主要特色，在普通臺(tái)燈的基礎(chǔ)上，采用高亮 led 光源，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，其具體功能如下： a. 實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮，人走燈滅：作為智能化和節(jié)能化的臺(tái)燈，人來(lái)燈亮，人走燈滅是這種臺(tái)燈功能上面的特色。 c. 實(shí)現(xiàn)坐姿提醒的功能：坐姿的提醒，是通過(guò)距離傳感裝置進(jìn)行的，當(dāng)使用者頭部距離臺(tái)燈太近的時(shí)候，將產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，提醒糾正坐姿。 h. 液晶顯示時(shí)間，溫度，并設(shè)有鬧鐘。 隨著現(xiàn)代通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化正日益融入人們的生活之中。 2 設(shè)計(jì)方案 4 2 設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)制作的主要設(shè)計(jì)源泉來(lái)源于生活，因此創(chuàng)新之處也在于處理生活中一些比較常見(jiàn)的問(wèn)題。 b. 以 80C51 組成的中央處理單元：處理信號(hào)并發(fā)出控制命令 c. 提醒電路及燈光控制電路 ：給出提醒信號(hào)并根據(jù) 80C51 給出的命令控制燈光 整個(gè)系統(tǒng)是以 80C51 控制下工作的。當(dāng)環(huán)境光比 校弱時(shí)，且人體過(guò)于靠近桌面，熱釋電紅外傳感器 2 檢測(cè)到信號(hào)，同時(shí)了在熱釋電紅外傳感器 1 的控測(cè)范圍內(nèi)，信號(hào)處理電路同時(shí)向 80C51發(fā)送信號(hào)， 80C51 處理信號(hào)根據(jù)優(yōu)先級(jí)順序，屏蔽掉熱釋電紅外傳感器 1 的信號(hào)，啟動(dòng)延時(shí)電路，發(fā)出警報(bào)使人離開(kāi)，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)未離開(kāi)桌面， 則啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 6 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 芯片介紹 80C51 介紹 80C51 單片機(jī)屬于 MCS51 系列單片機(jī)，由 Intel 公司開(kāi)發(fā)，其結(jié)構(gòu)是 8048的延伸，改進(jìn)了 8048 的缺點(diǎn)，增加了如乘（ MUL）、 除（ DIV）、減（ SUBB）、比較（ PUSH）、 16 位數(shù)據(jù)指針、布爾代數(shù)運(yùn)算等指令，以及串行通信能力和 5個(gè)中斷源。由于 80C51的系統(tǒng)性能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及時(shí)間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來(lái)源廣，應(yīng)用也很成 熟，故采用來(lái)作為控制核心。特別是在近年來(lái)， 80C51 系列又有了許多發(fā)展，推出了一些新產(chǎn)品，主 要是改善單片機(jī)的控制功能，如內(nèi)部集成了高速 I/O 口、 ADC、 PWM、 WDT 等，以及低電壓、微功耗、電磁兼容、串行擴(kuò)展總線和控制網(wǎng)絡(luò)總線性能等。 b. PSEN:外 ROM 讀選通信號(hào)。 d. EA/Vpp:內(nèi)外 ROM 選擇 /片內(nèi) EPROM 編程電源。 P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。 帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。 圖 74LS138 管腳圖 當(dāng)一個(gè)選通端（ E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（ (/E2))和 /(E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（ A0、 A A2）的二進(jìn)制編碼在 Y0 至 Y7 對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出?？捎迷?8086 的譯碼電路中，擴(kuò)展內(nèi)存。 D/A 轉(zhuǎn)換器由 8 位輸入鎖存器、 8 位 DAC 寄存器、 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。 DAC0832 轉(zhuǎn)換器芯片為 20 引腳，雙列直插式封裝，其引腳排列如 圖所示 圖 DAC0832 的管腳圖 DAC0832 轉(zhuǎn)換器 芯片為 20 引腳，雙列直插式封裝，其引腳排列如圖 所示。此外，由三個(gè)與門電路組成寄存器輸出控制邏輯電路，該邏輯電路的功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存控制，當(dāng) =0 時(shí)，輸入數(shù)據(jù)被鎖存；當(dāng) =1 時(shí)，鎖存器 的輸出跟隨輸入的數(shù)據(jù)。 g. Iout1：電流輸出 1 h. Iout2：電流輸出 2 DAC 轉(zhuǎn)換器的特性之一是： Iout1+Iout2=常數(shù)。已經(jīng)廣泛用于企業(yè)，賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。可廣 泛應(yīng)用于多種傳感器和延時(shí)控制器。一般接 0V。 1IN+—第一級(jí)運(yùn)放放大器的同相輸入端。 Vc—觸發(fā)禁止端。一般接 VDD。 Vo —控制信號(hào)輸出端。 Tx≈49152R1C1。它能自動(dòng)快速開(kāi)啟各西安工業(yè)大學(xué)北方信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。在輸出延遲時(shí)間 Tx之外和無(wú) VS 的上跳變時(shí)，Vo 保持低電平狀態(tài)。 圖 中， R3 為光敏電阻，用來(lái)檢測(cè)環(huán)境照度。輸出延遲時(shí)間 Tx 由外部的 R9 和 C7 的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時(shí)間 Ti 由外部的 R10 和 C6 的大小調(diào)整， R9/R10 可以用 470 歐姆， C6/C7可以選 。 說(shuō)明 該傳感器采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射采用雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。平衡度 B 中的 EA 和 EB 分別表示兩個(gè)靈敏元的電壓輸出信號(hào)的峰一峰值。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù) 極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。 紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。 光敏電阻的主要參數(shù)是： a. 光電流、亮電阻。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用 “0LX”表示。光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長(zhǎng)的單色光照射下的靈敏度。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開(kāi)始迅速下降。伏安特性曲線用來(lái)描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對(duì)于光敏器件來(lái)說(shuō)，其光電流隨外加電壓 的增大而增大。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，西安工業(yè)大學(xué)北方信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。電路功耗很小， lm324 工作電壓范圍寬，可用正電源 3～ 30V，或正負(fù)雙電源 177。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互單獨(dú)。 2。 電路設(shè)計(jì) 信號(hào)檢測(cè)及處理電路 在電路設(shè)計(jì)部分中，單片機(jī)在本次智能節(jié)能臺(tái)燈設(shè)計(jì)中的主要控制單元，主要控制電路燈光，控制電路是在單片機(jī)的控制下工作。探頭內(nèi)包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元，而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。當(dāng)外界光強(qiáng)較弱時(shí)，光敏電阻阻值很大， BISS0001 檢測(cè)到低電平，開(kāi)啟 14 腳； infare1 檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生微弱的信號(hào)輸出，經(jīng) RR100 R C C C7 組成的信號(hào)放大濾波電路。當(dāng)外部無(wú)任何中斷時(shí)，80C51 控制 74LS138 的使能控制端，使后面電路不工作。由于采有 DAC0832 可以有效地使燈實(shí)現(xiàn)階梯形的變化。信號(hào)放大濾波電路如圖 所示。其優(yōu)點(diǎn)是反映動(dòng)作迅速，濾除諧波可達(dá)到 95％以上，補(bǔ)償無(wú)功細(xì)致。一般無(wú)源濾波指通過(guò)電感和電容的匹配對(duì)某次諧波并聯(lián)低阻（調(diào)諧濾波）狀態(tài) ,給某次諧波電流構(gòu)成一個(gè)低阻態(tài)通路。 目前在容量大且要求補(bǔ)償細(xì)致的地方一般使用有源加無(wú)源混合型，即無(wú)源進(jìn)行大容量的濾波補(bǔ)償，有源進(jìn)行微調(diào)。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng) VCC 超過(guò) 低于 以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。遠(yuǎn)探測(cè)器 ORG 0013H AJMP DET0 。開(kāi)啟計(jì)數(shù)器 T0 MOV IE, 10000111B 。燈慢慢熄滅 DET0: CALL TIME1 。臺(tái)燈是一般家庭的生活必需品，但由于經(jīng)常忘記關(guān)燈而造成巨大的能 源浪費(fèi)。熱釋電紅外探測(cè)器 1 的距離是 4m 左右（距離可調(diào)），主要是因?yàn)榘銇?lái)說(shuō)是門離書桌的距離 。 本系統(tǒng)的主要技術(shù)難點(diǎn)在于對(duì)人體紅外信號(hào)的采集及處理。以專門感應(yīng)人體紅外信號(hào)的熱釋電紅外傳感器為基礎(chǔ)，以 BISS0001 信號(hào)處理電路，利用單片機(jī)進(jìn)行處理，以達(dá)到便于控制的目的。因?yàn)楫?dāng)有多個(gè)熱釋電紅外傳感器時(shí)，就需要相應(yīng)的信號(hào)檢測(cè)電路。C CMOS bandgap voltage reference without requiring low threshold voltage device[J].IEEE Journal of Solidstate Circuits,2021,37(4):520530. [16] Boni, and startup circuits for CMOS bandgap references with near 1V supply[J].IEEE Journal of Solidstate Circuits,2021,37(10):13391343. [17] Banba Hironori,Shiga Hitoshi,Umezawa Akiza,et CMOS bandgap reference circuit with sub1V operation[J].Journal of Solidstate,2021,36(12):96109. 致 謝 27 致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，本人從指導(dǎo)老師楊艷霞身上學(xué)到了很多東西。 另外，上一屆的學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐也給了本人很大的支持，幫助解決了不少的難點(diǎn)，還有同組的幾位同學(xué)的互 相幫助，齊心協(xié)力，這里一并表示感謝。 （保