【正文】 延時(shí)的選擇非常重要，太快了，起不到消除抖動(dòng)的效果，太慢了又讓鍵盤(pán)不太靈活，錯(cuò)過(guò)較多的按鍵信號(hào)。 （ 1）按鍵檢測(cè)原理 單片機(jī)檢測(cè)按鍵的原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)的 I/O 口既可作為輸出也可作為輸入使用，當(dāng)檢測(cè)按鍵時(shí)用的是它的輸入功能，我們把按鍵的一端接地，另一端與單片機(jī)的某個(gè) I/O 口相連，開(kāi)始時(shí)先給 I/O 賦一高電平，然后讓單片機(jī)不斷地檢測(cè)該 I/O 口是否變?yōu)榈碗娖剑?dāng)按鍵閉合時(shí)，即相當(dāng)于該 I/O 口通過(guò)按鍵與地相連，變成低電平，程序一旦檢測(cè)到 I/O口變?yōu)榈碗娖絼t說(shuō)明按鍵被按下，然后執(zhí)行相應(yīng) 的指令。 在程序設(shè)計(jì)過(guò)程中，關(guān)鍵在于程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性。 自動(dòng)方式是根據(jù)人體存在、環(huán)境光、時(shí)鐘等信號(hào)控制 LED 工作。當(dāng)單片機(jī) 引腳輸出為低電平時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警， Q1 起放大作用。此外， DS1302 在第一次加電后，必須進(jìn)行初始操作。 ③ DS1302 的寄存器 DS1302 有 12 個(gè)寄存器，其中日歷 /時(shí)鐘寄存器 共有秒、分、時(shí)、日、月、星期、年 7 個(gè)寄存器 ， 存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式 ， 其日歷、時(shí)間寄存器及其控制字見(jiàn)表 24。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 216 DS1302 數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)時(shí)序 表 23 DS1302 的控制字節(jié) D7(MSB) D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0(LSB) 1 RAM/RST A4 A3 A2 A1 A0 RD/W ② DS1302 的 數(shù)據(jù)輸入輸出 (I/O) 對(duì)芯片的所有寫(xiě)入或讀出操作都是由控制字節(jié)為引導(dǎo)的。 I/O 為串行數(shù)據(jù)輸入輸出端 (雙向 )， SCLK 始終是輸入端 。當(dāng) Vcc2 大于 Vcc1 時(shí) ， Vcc2 給 DS1302 供電。 X1 和 X2：晶振引腳，接 ，通常該引腳還要外接補(bǔ)償電容。 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷電路提供秒 、 分 、 時(shí) 、星 期 、 日 、 月 、 年的信息 ， 每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整 ， 時(shí)鐘操作可通過(guò) AM/PM 指示決定采用 24 或 12 小時(shí)格式 ， 工作電壓為 ～ 。這種方法硬件線路簡(jiǎn)單，能減少芯片的使用，且節(jié)約成本，但是偶然掉電或晶振誤差都會(huì)造成時(shí)間的錯(cuò)亂，更甚的是，若完全用程序 設(shè)計(jì)時(shí)鐘，占用大量的系統(tǒng)資源，實(shí)現(xiàn)的時(shí)間誤差較大，通常用在對(duì)時(shí)間精度要求不高的場(chǎng)合；而是采用時(shí)鐘芯片。負(fù)載電壓與電阻 R 無(wú)關(guān)，近似為常數(shù)。 光敏電阻與電阻 Rg 構(gòu)成方向比例放大電路。首先送出口地址并以信號(hào)有效時(shí)， OE信號(hào)即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。為此可采用三種方式。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 212 ADC0809 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 工作過(guò)程 首先輸入 3 位地址，并使 ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 利用光敏電阻對(duì)教室內(nèi)光照強(qiáng)度進(jìn)行 采集，從而控制照明設(shè)備 是 依據(jù)： 教室無(wú)人時(shí)，不論照度 如何，所有照明燈熄滅； 教室有人時(shí)，分成兩種情況： 1）教室內(nèi)照度小于設(shè)定值時(shí)，照明燈全部打開(kāi)。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 211 CdS 的光照特性 主要參數(shù) 1）暗電阻 、暗電流 在 無(wú)光照射 條件下， 光敏電阻 的 阻值 稱(chēng)為暗電阻；此時(shí) 在規(guī)定的外加電壓下通過(guò)的電流 稱(chēng)為暗電流。 ② 光敏電阻 工作原理 光敏電阻是利用光電導(dǎo)效應(yīng)制成的光電探測(cè)器件，對(duì)光照特別敏感。在電路設(shè)計(jì)中，介于人體存在傳感器的 信號(hào)引腳 2 與接地信號(hào)引腳 3 之間 接一個(gè) 的電 阻 ， 并連到三極管，三接管的集電極與單片機(jī)的 引腳相連，增強(qiáng)人體傳感器工作的可靠性 。 ②人體 檢測(cè) 電路 設(shè)計(jì) 熱釋電紅 人體 紅 外傳感器 是一種檢測(cè) 物體輻射紅外能量 的 傳感器。綜上所述，傳感器只對(duì)移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的人體和體溫近似人體的物體起作用。 ① 體傳感器的基本結(jié)構(gòu)和原理 熱釋電紅外 人體 傳感器由探測(cè)元、濾光窗和場(chǎng)效應(yīng)管阻抗變換器等三大部分組成，如圖 27 所示。定時(shí)元件由晶體振蕩器和電容組成并聯(lián)諧振回路，內(nèi)部反相放大器自激震蕩，產(chǎn)生時(shí)鐘。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 7 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 26 晶振電路 圖 25 復(fù)位電路 （ 2） 復(fù)位電路 系統(tǒng)復(fù)位電路的作用：一是單片機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，使 CPU 以及其他功能部件處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)；二是單片機(jī)工作過(guò)程中，使其重新回到開(kāi)始狀態(tài)（包括死機(jī)）。 ISP 進(jìn)行在線編程時(shí)，使用 AT89S52 的 、 、 口及復(fù)位端。 4） RST： 復(fù)位 信號(hào) 輸入 端，高電平有效。對(duì) 其 端口 寫(xiě) “ 1” 時(shí)，可作為輸入口使用 ，此時(shí) 由于內(nèi)部電阻的原因 ，被外部拉低的引腳將輸出電流（ IIL）。 另外， AT89S52 支持 2 種 軟件 可選擇節(jié)電模式。 教室照明系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 教室照明系統(tǒng) 的 硬件 設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法。此外，系統(tǒng)還設(shè)置單刀雙擲開(kāi)關(guān)，以便在手動(dòng)控制方式下，能避開(kāi)自動(dòng)系統(tǒng)的控制作用，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性和靈活性。 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 本課 題將 時(shí)間、光照度和人員分布三大要素 作為 系統(tǒng)控制的依據(jù)。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本文設(shè)計(jì)的教室照明系統(tǒng)采用分布式智能控制，大體遵循“人在燈亮，人走燈關(guān)”的原則。 教室照明現(xiàn)狀及存在問(wèn)題 照明是影響學(xué)習(xí)、工作環(huán)境最重要的因素之一。 課題的背景及意義 隨著高科技的飛速發(fā)展， 經(jīng)濟(jì)的全球化， 能源緊張以及燃燒煤炭等資源帶來(lái)的社會(huì)和環(huán)境問(wèn)題日益突出，黨和國(guó)家對(duì)節(jié)能工作的重視度也在不斷加強(qiáng)。 Human sensor。 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于 AT89S52 單片機(jī)的教室照明控制器系統(tǒng)。系統(tǒng)組成包括人體檢測(cè)電路、環(huán)境光采集電路、時(shí)鐘電路、聲光報(bào)警電路等。 Photoresistor。 1993 年 1 月，我國(guó)國(guó)家經(jīng)貿(mào)委開(kāi)始啟動(dòng)一項(xiàng)旨在節(jié)約電能、保護(hù)環(huán)境、改善照明質(zhì)量的 “ 中國(guó)綠色照明工程 ” ，并于 1996 年正式列入國(guó)家計(jì)劃。教室照明質(zhì)量的好壞直接影響學(xué)生的視力健康和學(xué)習(xí)效率。系統(tǒng)不再單一的依靠人體存在信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)燈控制，而是根據(jù)時(shí)鐘、照度、人員分布情況實(shí)現(xiàn)照明控制的自動(dòng)化，增強(qiáng)了節(jié)能效果。為了進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)節(jié)能的監(jiān)管，使工作時(shí)間與 非 工作時(shí)間的界限具體化 ，設(shè)計(jì)時(shí)鐘控制模塊 。 人體 檢測(cè) —— 熱釋電掃描以判斷靜止、移動(dòng)人體；分區(qū)掃描、分區(qū)控制，有人才亮燈，無(wú)人繼續(xù)掃描檢測(cè)。硬件電路 包括 下載線接口模塊，AT89S52 單片機(jī) 最小系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集模塊 ， 時(shí)鐘電路， 聲光報(bào)警電路 ，人機(jī)交換模塊 六個(gè)部分?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 不同的是 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口送出高八位地址 ，并 使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送 1。 5） EA /VPP： 訪問(wèn)芯片內(nèi)部和芯片外部程序存儲(chǔ)器的選擇信號(hào) 。 單片機(jī)最小系統(tǒng) （ 1） 電源電路 系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要的電壓輸出為 5V。該系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位如圖 25 所示，它能有效實(shí)現(xiàn)上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能進(jìn)行工作。 對(duì)不同 型號(hào) 傳感器 ，探測(cè)元的制造材料有所 區(qū)別 。 濾光窗是由一塊薄玻璃片鍍上多層濾光層薄膜而成的，能夠有效地濾除 ~14um波長(zhǎng)以外的紅外線。它能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸出，而利用該信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)照明 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 29 人體傳感器原理圖 檢測(cè)對(duì)象 菲涅爾透鏡 熱釋電紅外傳感器 信號(hào)處理電路 V0 圖 28 人體檢測(cè)電路組成框圖 控制。 此外，在集電極和 VCC 間連接 LED。 在 光敏電阻 兩極加上一定的電壓后，當(dāng)光照射在光電導(dǎo)體 上 時(shí)，由光照產(chǎn)生的光電載流子在外加電場(chǎng)作用下沿一定方向運(yùn)動(dòng) ， 電路中 產(chǎn)生 電流 ，流過(guò)光敏電阻的電流隨著光照強(qiáng)度 的 增加而增大。 2）亮電阻 、亮電流 在 受到光照射 條件 下 ， 光敏電阻 的阻 值 稱(chēng)為亮電阻；此時(shí) 在規(guī)定的外加電壓 下 所通過(guò)的電流 稱(chēng)為亮電流。 2） 室內(nèi)光照度大于設(shè)定值，則所有照明燈熄滅。此地址經(jīng)譯碼選通 8路模擬輸入之一到比較器。 1）定時(shí) 傳送方式 對(duì)于一種 A/D 轉(zhuǎn)換其來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。 應(yīng)用說(shuō)明 1） ADC0809 內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與 AT89S52 單片機(jī)直接相連。由于光敏電阻是敏感性原件，對(duì)光照強(qiáng)度、距離等有一定的敏感性，已經(jīng)電源的噪聲等引起的各種干擾都會(huì)隨設(shè)備進(jìn)入到單片機(jī)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的干擾影響了需要采集的真實(shí)信號(hào)，給光敏電阻檢測(cè)判讀和進(jìn)一步數(shù)據(jù)處理帶來(lái)了不利因素，從而影響其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。此時(shí)為恒流偏置。時(shí)鐘芯片功能強(qiáng)大，功能部件集成在芯片內(nèi)部，可自動(dòng)對(duì)秒、分、時(shí)、日、周、月、年進(jìn)行計(jì)數(shù)。DS1302 與單片機(jī) 能 簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信 ， 僅需用到三個(gè)口線 ： RST 復(fù)位、 I/O 數(shù)據(jù)線、 SLCK 串行時(shí)鐘。 GND：電源接地端，接主電源及備份電源的地端。當(dāng) Vcc2 小于 Vcc1 時(shí)，DS1302 由 Vcc1 供電。 （ 4） DS1302 的基本控制操作 串行時(shí)鐘芯片主要由寄存器、控制寄存器、振蕩器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘以及 RAM 組成 。每次僅寫(xiě)入或讀出 1B 數(shù)據(jù)的操作稱(chēng)為單字節(jié)操作。此外， DS1302 還有控制寄存器、 涓流 充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā) 模式 寄存 器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。初始化后就可按正常方法調(diào)整時(shí)間。 燈光報(bào)警電路如圖 219 所示。手動(dòng)方式 完全由 外部手動(dòng)開(kāi)關(guān)操作控制。系統(tǒng)總體采用由上至下，分模塊編程的設(shè)計(jì)思路。 （ 2）按鍵去抖動(dòng)的必要性 一般情況下人按按鍵都會(huì)有抖動(dòng)，抖動(dòng)信號(hào)造成鍵盤(pán)掃描時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些錯(cuò)誤的信號(hào)，要不就是掃描不進(jìn)數(shù)據(jù)，要不就是重復(fù)輸入很多次數(shù) 。編寫(xiě)單片機(jī)的鍵盤(pán)檢測(cè)程序時(shí)，一 般在檢測(cè)按下時(shí)加入去抖延時(shí)，檢測(cè)松手時(shí)就不用加了。當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，并不立即認(rèn)為是一次按鍵，而是延時(shí)一段時(shí)間以后再進(jìn)行檢測(cè)，如果兩次檢測(cè)都有信號(hào)，那么就認(rèn)為有一次按鍵動(dòng)作發(fā)生了。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 45 頁(yè) 穩(wěn)定閉合 按下抖動(dòng) 理想波形 實(shí)際波形 釋放抖動(dòng) 圖 222 按鍵被按下時(shí)電壓的變化 按鍵 掃描 程序 設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)是 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中最常用的輸入設(shè)備，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，操作人員一般都是通過(guò)鍵盤(pán)向單片機(jī)系統(tǒng)輸入指令、地址和數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的人機(jī)通信。軟件設(shè)計(jì)分 為 主程序和子程序設(shè)計(jì)兩部分。其主要功能是系統(tǒng) 進(jìn)入 初始化狀態(tài)后，通過(guò)按鍵的按下情況 可 判別教室當(dāng)前所處的控制方式：自動(dòng)或手動(dòng)，從而做出相應(yīng)的操作處理。 圖 217 DS1302 與單片機(jī)接口 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁(yè) 共 45 頁(yè) 圖 218 聲音報(bào)警電路 圖 219 燈光報(bào)警電路 圖 220 人機(jī)交換模塊原理圖 聲音報(bào)警電路如圖 218 所示。但是，如果 DS1302 要在主電源掉電后長(zhǎng)時(shí)間保證正常走時(shí)，最好選用小型充電電池。數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)序 如圖 216 所示。 數(shù) 據(jù)的每次傳輸都是由控制字節(jié)開(kāi)始的， 控制字節(jié)的最高有效位 (位 7)必須是邏輯 1，如果它為 0，則不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入 DS1302 中，位 6 如果為 0，則表示存取時(shí)鐘 /日歷數(shù)據(jù)，為 1 表示存取 RAM 數(shù)據(jù) ； 位 5 至位 1 定義片內(nèi)寄存器的 地址 ； 最低有效位 (位 0)如 果 為 0 表示要進(jìn)行寫(xiě)操作，為 1 表示進(jìn)行讀操作，控制字節(jié) 的傳輸時(shí)鐘 總是從最低位開(kāi)始 的 。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 兩者中的較大者供電。 Vcc1：備份電源，一般接 可充電電池。 （ 2） DS1302 芯片概述 DS1302 是美國(guó) DALLAS 公司推出的 SPI 總線涓流充電時(shí)鐘芯片， 內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘 /日歷和 31 字節(jié)靜態(tài) RAM， 通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信 。采用軟件編程實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，一般稱(chēng)為軟時(shí)鐘。 2）