【正文】 7av 與 單 片 機(jī)的復(fù) 位 信號相連。如果 、 為 低電平 ， 三 極 管的 基 極 就會(huì)被拉 低 而 產(chǎn) 生足 籃 的 基 極電流， 使 三極管導(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。 單 片機(jī)的 加 一 個(gè) lOK 的上拉電阻 ， 再 經(jīng)過限流電阻 LOO 歐 與 三 極管 C945 的基極相連 。 VCC 3 I OK 34 vcc 國 29 超時(shí)報(bào)警電路 按鍵控制電路 按鍵控制電路 如 圖 210 所 示 。 當(dāng) 按 鍵未按下時(shí) ， 端口的電壓接近電源電壓， 為 高 電 平 ， 當(dāng) 某 一 按鍵按下 時(shí) ， 對應(yīng)端口被按 紐 開 關(guān)短接到 地 ， 為 低電 平 。的輸 入 引腳，我們利用其 電 平 的變 化 產(chǎn) 生 中斷 ， 在 中 斷服 務(wù) 程 序 中 讀 入 P2 口低 4 位 信 號 ， 確定哪個(gè)鍵按 下 ， 執(zhí) 行相應(yīng)的按鍵功能， 電容和 10K 電阻組成濾波電路， 消除按鍵的抖動(dòng)。 這 三 種 功能是集成在單個(gè) 8 引腳封裝的 CM05 器件內(nèi)，將電源監(jiān)控和看門狗功能以及高 速 三 線非易失性存儲(chǔ)器組合在一起，從而在很大程度上降低了系統(tǒng)成本并 減 少 了 對 電 路板空間 的 要 求 ， X5045 的 引腳排列如圖 21l。其 中 和看門狗 電路有 關(guān) ， 其余位和 EEPROM 的 工 作設(shè)置有關(guān)。 X5045 硬件部分連接如圖 212。K 信 512 字 節(jié)的 EEPROM， 同時(shí)兼有看門狗和電源監(jiān)控功 能 ， X5045 有 三 種可編程 看 門狗周期 ， 上 電和 vcc 低 于檢測門限時(shí)，輸出復(fù)位 信 號 ， X5045 輸 出復(fù) 位 高 電平有效，為了復(fù)位更加可靠，其復(fù)位輸出端外接 一 個(gè) lOK 的上拉電 阻 ， 并 與 AT89S51 的 復(fù)位端相連。 第三章控制模塊軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊 監(jiān)控程序按模塊分為監(jiān)控主程序和命令處理子程序，叫。而命令處理子程序完成各種命令所規(guī)定的具 體操作 ， 它按 各 種命 令 再 分 為 不 同 的子程序模塊 ， 它 的編程方法與功能要求及系 統(tǒng)應(yīng)用密切相關(guān)。除初始化和自檢外，監(jiān)控主程 序一般總是把其余部分連接起來構(gòu)成一個(gè)無限循 環(huán) ， 系統(tǒng)所有功能都在這一循環(huán) 中周而復(fù)始 的 有 選 擇的執(zhí)行 系統(tǒng)自檢初始化 系統(tǒng)自檢初始化是保證整個(gè)控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的重要條件，系統(tǒng)加電復(fù) 位 后 ， 直接進(jìn) 入自檢初始化程 序 ， 完 成系統(tǒng)的自檢及初始化。 各接口芯片的檢測主要檢測各芯片是否己處于準(zhǔn)備工作的就緒狀態(tài)，有無硬 件故障等，如檢測各位 LED 是否正常顯示系統(tǒng)設(shè)置開機(jī)時(shí)的界 面 ， 檢測硬件時(shí) 鐘 DS1302 是 處于更換芯片后初次使用為起振狀態(tài)， 還 是 處于備用電源供電振蕩 保持狀 態(tài) ， 即檢測系統(tǒng)中控制時(shí)間表的有效 性 ， 檢測熱釋紅外傳感器輸出信號是 否正常體現(xiàn)人體存在的信息，檢測光采集電路輸出的信號等。 定時(shí)中斷處理設(shè)計(jì) 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 己滿 引 起的中 斷 ， 內(nèi) 部定時(shí)器的計(jì)數(shù)器可以對內(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)。該定時(shí)中斷處理程序框圖如圖 31 所 示 : 摘要 XVI 圖 31 定時(shí)中斷處理程序樞圖 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外來 信 號 輸入， 若有，就采集下來并加以處 理 : 若無 ， 則 返回到 主 循環(huán)。 由 于 紅外穿透 力 差 ， 因 此人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接 收 : 易受射勛、輻射的干 擾 : 當(dāng) 環(huán)境 溫度和人體溫度接近時(shí)，探測和靈敏度就會(huì)明顯下降，甚至造成短時(shí)失靈。 而環(huán)境 光 不 夠亮?xí)r ， 有 人 體 存在才 開 燈，無人 體 存 在 則不開燈。狀態(tài) 。 l 1 上表數(shù)據(jù)表明可將環(huán)境光參數(shù)與人體存在參數(shù)進(jìn)行與操作，又 由 于 繼電器是 低電平驅(qū)動(dòng)，所以要將來集處 理 后 的 信 號 進(jìn)行非操作， 才 可 以驅(qū)動(dòng) 繼 電器工 作 ， 即可 得 到 教 室 燈 的 狀態(tài)。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 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)。 1/ DS1302 數(shù)據(jù)信號 6 腳 sbit CE = P3吁 。 //清零 時(shí) 39。 i ) //循環(huán) 8 次移位 SCLK=O。 //每次傳輸 低 字 節(jié) addr = 1。 i) SCLK=O。 dat = 1。 CE=O。 iO。OxOl)。 206。 SCLK= 1.。 datl=ACC。 return (datJ)。 //分 鐘初始化 Write1302 (WRITE_HOUR， OxI2)。本系統(tǒng)中采用共 陽 極 的數(shù)碼 管 ， 其中采用 ULN2803 作 為 驅(qū)動(dòng)數(shù)碼 管 的 xx 段選的芯 片，采用簡單又便宜的 9012 三 極管來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的位選，節(jié)約成 本 ， 程序編 寫 簡 單。 而共 陽 極數(shù) 碼 管 的 位 信號驅(qū) 動(dòng) 則采用 8 個(gè) 晶體管 9012來實(shí)現(xiàn)。 本系統(tǒng)在 運(yùn) 行 過 程中需要顯示查看的數(shù)據(jù)有 時(shí) 鐘及顯示 數(shù) 值。 在將芯片、傳感器等元 件連接到電路板上 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 。 (3)動(dòng) 態(tài) 調(diào) 試 : 控制系統(tǒng)的軟件和硬件是密切相關(guān)的，由于軟件 模 擬 開發(fā)系統(tǒng) 不能對硬件部 分 進(jìn)行診斷，同時(shí) 也 不能實(shí)時(shí)在 線 仿 真 ， 所以用戶程序還需跟硬件 連接起來進(jìn)行聯(lián) 調(diào) ， 同 時(shí)對軟件和硬件進(jìn)行 檢 查 和診 斷 。 摘要 XXIl 程序調(diào)試完 畢 后 ，利用編程器將程序困化到單片機(jī)中，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行起來。此問題可通過選用輸出電壓低些的變 壓 器 ， 并在集成 穩(wěn) 壓 器前串入兩 只 二 極 管降 壓 ， 同時(shí)增大散熱片來解決 。 分析解決 : 此問題在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，可將來集有人體信號存在的狀態(tài)適 當(dāng)延長保持二至五分 鐘 ， 并加以后續(xù)處理。 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)肘。 第五章總 結(jié) 與 展望 該教室燈光系統(tǒng)的控制是以 AT89S51 單片機(jī)芯片為 核 心，通過相關(guān)電路的驅(qū) 動(dòng)，完成對系統(tǒng)設(shè)備 (電燈 )的控制，采 用 一 個(gè) 二 極 管 閃爍 顯 示整個(gè)系統(tǒng) 的 工 作狀 態(tài) ， 實(shí)現(xiàn)了對教室 燈光的自 動(dòng) 開燈 、 關(guān) 燈控 制 。軟件設(shè)計(jì)上采用多任務(wù)形式對信號的采集、處理，達(dá)到最終控制燈 光的目的。 若教室面積很大，超過人體傳 感器 輻 射 范 圍 ，這樣 采 集的信號可能會(huì)不夠準(zhǔn) 確 ， 進(jìn)而影響控制設(shè)備的運(yùn)行。最好能將 人 體 傳感器與環(huán)境光采集電路集成 到 一 起 ， 簡化電 路 ， 從 而簡化軟 件程序。再 一 次向他表示衷心的感謝 ， 感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生 活 上 的無私幫助 ! 在 學(xué) 校 的 學(xué)習(xí)生活 即 將結(jié)束 ， 回顧兩年 多 來 的 學(xué)習(xí)經(jīng) 歷 ，面對 現(xiàn) 在 的收獲， 我感 到 無 比欣 慰 。 致謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心、幫助和指導(dǎo)我的譚偉東老師表示衷心的感 謝并致以 崇 高 的敬意 ! 在 論文設(shè)計(jì) 過 程 中 ， 一 直 得到譚偉東老師的親切關(guān)懷和 悉 心 指 導(dǎo) ， 使我順利 的完 成 論 文 。 人體傳感 器 一 般 來 集的是有活動(dòng) 的 人體 ， 若 人體靜止 時(shí) ， 如 坐 著 看 書沒有活 動(dòng)，這時(shí)人體傳感器是不會(huì)有信號輸出的，故而最好將人體傳感器 裝 置 設(shè)計(jì) 成 在 系統(tǒng)運(yùn)行過程中能夠擺動(dòng)。 展望 由于教室 大 小 面積 各 不相同、 教 室燈光數(shù) 量 不 一 ， 教室內(nèi)部安裝智能控制裝 備的 數(shù) 量 也39。系統(tǒng)的硬 件 ， 及 軟 件設(shè) 計(jì) ， 經(jīng)實(shí)驗(yàn) 初步證 實(shí) 了系 統(tǒng) 具有很好的穩(wěn)定 性 ， 提 高 了電能的利用率。 解決辦 法 :一 方面是充電電池沒有充電功能 。 分析解 決 :單片 機(jī) 輸 出控制信號 ， 在 控 制 繼 電器 時(shí) ， 必 須 加 三 極管來驅(qū)動(dòng)， 否 則 信號 電流 過小 將 不能使 繼 電 器 產(chǎn) 生 吸合動(dòng) 作 ， 而 且 必須采 用 三 極 管 的集電極 來驅(qū)動(dòng)繼電 器 ， 最 后 再 帶動(dòng)負(fù) 載 。2 的上拉電 阻。 1. 電源供電電路中集成穩(wěn)壓器淚度過高。 在應(yīng)用系統(tǒng)各 模 塊 電路 調(diào)試成 功 后 ，將 程 序 加載 到 在 線 仿 真器 上 ， 這時(shí)就能 單 步 或 連 續(xù) 地執(zhí) 行 目 標(biāo) 程 序 ， 同時(shí)也 可 以根 據(jù) 需要分段設(shè)置斷 點(diǎn) 執(zhí) 行 程序 。 (2)軟 件調(diào) 試 :在軟件調(diào)試時(shí)采用在計(jì)算機(jī)上利用模擬軟件實(shí)現(xiàn)對單片機(jī)的硬 件模 擬 、 指令模擬及運(yùn)行狀態(tài)模 擬 ， 從 而完成應(yīng)用軟件開發(fā) 的全過程。 第四章系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問題分析 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。 然 后 將 數(shù)據(jù)送到 ULN2803輸 入 端相連接單片 機(jī) 的 PO 端口即可。 此芯片是八細(xì) NPN 型 達(dá) 林 頓 功 放 三 極 管集 成 芯 片 ， 典 型 的輸 入 電壓是 5V， 集電 極 輸 出功率可達(dá) 到 。 //允 許 寫 保 護(hù) 系統(tǒng)運(yùn)行過程 中 的數(shù)據(jù) 顯 示 是 人機(jī) 交 互 對 話的一個(gè)重要通道 。 //禁止寫保護(hù) Writel302 (WRITE_SECOND， Ox56)。 //數(shù)據(jù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換 datl=datl %16。 SCLK=O。 206。 //右移一位 SCLK= 1.。 temp = addr。 CE= l 。 CE=O。 DIO = (bi t)(tempamp。 //發(fā)送數(shù)據(jù) for (i=8。 DIO = (bit)(tempamp。 //CE 引腳為 高 電 平 ， 邏輯控制有效 //發(fā)送地址 for ( i=8。 CE=O。 1/管腳 定 義 sbjt SCLK = P3^5。無論是讀 操 作 還是寫 操 作 ， 都 必須在開頭 的 8 個(gè)時(shí)鐘周期 內(nèi) 把 提 供 地 址 和命令信 息 的 8 位數(shù)據(jù) 裝 入 到 DS1 302 的移位寄存 器 中 。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS 的 初 始 化 及其讀寫程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是要遵循其時(shí)序 要 求 。 。參數(shù) 人 體 存 。 為避免這種現(xiàn)象的出 現(xiàn) ， 本系統(tǒng)軟件程序中設(shè)計(jì)為有人體存在狀態(tài)后間 隔 l分鐘或更長的時(shí)間來對人體存在參數(shù) 信 號 的采集。 體 存 在傳感器的 優(yōu) 缺 點(diǎn) 人體存在傳感 器 具有本 身 不發(fā)出任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性 好 ， 價(jià)格低廉的 優(yōu) 點(diǎn)。 定時(shí)中斷為周期性中斷，每隔一定的時(shí)間會(huì)中斷一次。 系統(tǒng)內(nèi)部寄存器初始 化 主 要是指在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)，各用戶定義的數(shù)據(jù)變量的 初始化賦值及部分特殊功能寄存器 SFR 的復(fù)位初始化，單片機(jī)復(fù)位 后 ， 程序計(jì)數(shù) 器 PC 指 向 程序 存 儲(chǔ)器的入口地 址 。日 時(shí) 4W芯片 DSL 302 等 )進(jìn)行 初 始參數(shù)設(shè)置和定義。 監(jiān)控主程序接受和分析來自鍵盤的命 令 ， 進(jìn) 而把 控制轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理子程序的入 口 ， 起引導(dǎo)作 用 。 子 程 序 主 要分為中 斷 子 程 序和功 能 子 程序，它們之間可以互相嵌套和調(diào)用，即中 斷 子 程序可以調(diào)用功 能 子 程 序。 該 芯片還帶 有 一個(gè) 秒的看門狗定時(shí)器可用來監(jiān)控單片機(jī) 的 工 作。a。VIP WDl=O， WDO=O， 預(yù)置時(shí)間為 ， WD I =O， WDO=l ，預(yù)置時(shí)間為 ， WDl=l ， WDO=Q， 預(yù)置 時(shí) 間為 ， 摘要 XIV AAA AU WDl=l， WDO=l， 禁止看門狗工作。 V，岱 口 4 5口 S1 圖 21