【正文】 較理想的。 1)當(dāng)輸入電壓 UinUr 時，輸出為高電平 UOH。 該照明系統(tǒng)設(shè)置了兩個 LED 燈作指示燈，綠色 LED 亮?xí)r，表示系統(tǒng)處于自動監(jiān)控狀態(tài)：黃色 LED 燈亮?xí)r，表示系統(tǒng)處于鍵盤強(qiáng)制控制狀態(tài)，等待退出鍵 S3 使其退出強(qiáng)制狀態(tài)。二極管起續(xù)流作用。 第七節(jié) 電源電路 圖 226 電源電路圖 根據(jù)要求所確定的穩(wěn)壓電源的電路形式如圖 226 所示。在本電路中采用了集成穩(wěn)壓芯片 LM7805 解決了電源穩(wěn)壓問題。它由電源變壓器 TR，橋式整流電路，濾波電容 C1 C15，防止自激電容 C1 C14 和一只固定式三端穩(wěn)壓器 (7805)極為簡捷方便地搭成的。需要通過低通濾波電路濾波，使輸出電壓平滑。 高線性型光電耦合器除了用于電源監(jiān)測等，還被用于醫(yī)用設(shè)備，能有效地保護(hù)病人的人生安全。 圖 225 方案二電路圖 方案二則使用一個光電耦合器代替方案一的三極管，其他部分同方案一。 34 第五節(jié) LED 指示電路 圖 223 LED 電路圖 任何儀器設(shè)備，如果有實(shí)時的信號指示，不僅能夠幫助人們分析該系統(tǒng) 是否在正常工作。 圖 221(a)給出了一個基本單限比較器。 1）當(dāng)“ +”端電壓高于“ ”端時，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。而比較器則不需要反饋，直接比較兩個輸入端的量，如果同相輸入大于反相，則輸出高電平，否則輸出低電平。 （ 2）暗電流 ID： 無光照條件下，在最高反向電壓作用下所測得的反向電流。 二、方案二 方案二電路圖如圖 219 所示。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。 （ 6）伏安特性曲線。 （ 4）光譜響應(yīng)。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動開關(guān)門戶，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動亮滅，自動給水和自動停水裝置，機(jī)械上的自動保護(hù)裝置和“位置檢測器”，極薄零件的厚度檢測器，照相機(jī)自動曝光裝置，光電計數(shù)器，煙霧報警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。當(dāng)有光照射時，光敏電阻阻值下降，三級管 VT 進(jìn)入飽和狀態(tài)，輸出為低電平；當(dāng)無光照時，三極管 VT 截止，輸出為高電平。 10mA（ VDD=5V） 工作溫度 10℃ ～ +70℃ 存放溫度 65℃ ～ +150℃ （三） BISS0001 的應(yīng)用 BISS0001 是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路?？稍O(shè)置為可重復(fù)觸發(fā)方式和不可重復(fù)觸發(fā)方式。在 VC=“ 1”、A=“ 1”時， VS 可重復(fù)觸發(fā) VO 為有效狀態(tài)，并可促使 VO 在 Tx 周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。由于 VH≈ 、 VL≈ ，所以，當(dāng) VDD=5V 時，可有效抑制177。內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器，結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)解范圍寬。 (a) 23 (b) 圖 213 BISS0001芯片實(shí)物圖與外觀圖 (a)實(shí)物圖 (b)外觀圖 表 25 管腳功能說明 序號 名稱 I/O 功能 1 A I 可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)控制端，當(dāng) A=1 時，允許重復(fù)觸發(fā)；當(dāng)A=0 時，不可重復(fù)觸發(fā) 2 VO O 控制信號輸出端。 人體輻射的紅外線中心波長為 910μ m 測元件的波長靈敏度在 ～ 20μ m 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。通過分布在鏡片上的同心圓的窄帶（視窗）用來實(shí)現(xiàn)紅外線的聚集，相當(dāng)于凸 透鏡的作用。以毫米為單位。 圖 211 常用鏡片 感應(yīng)圖 當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在遠(yuǎn)距離 A 區(qū)或中距離 B區(qū)或近距離 C 區(qū)的某個段的同心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個適當(dāng)?shù)慕咕?，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號變成電信號送入電子電路驅(qū)動負(fù)載工作。垂直感應(yīng)區(qū)越多垂直感應(yīng)角度越大；鏡片越長感應(yīng)段越多水平感應(yīng)角度就越大。此設(shè)計原 來被應(yīng)用于燈塔，這個設(shè)計可以建造更大孔徑的透鏡，其特點(diǎn)是焦距短，且比一般的透鏡的材料用量更少、重量與體積更小。 熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴? 抗燈光干擾。由探測元件將探測并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場效應(yīng)管放大后向外輸出。 二、 釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器 (Pyroelectric Infrared Sensor，簡稱 PIR)是 20 世紀(jì) 80 年代發(fā)展起來的一種新型高靈敏度探測元件。同一行的數(shù)個同心環(huán)組成一個垂直感應(yīng)區(qū)，同心環(huán)間組 成一個水平感應(yīng)段。 熱釋電紅外傳感器利用熱釋電效應(yīng)，能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柾瑫r，它還能鑒別出運(yùn)動的生物與其他非生物。人體熱釋紅外信號通過菲涅爾透鏡聚焦，傳給熱釋電紅 外傳感器 PIR，然后 PIR 將物理信號轉(zhuǎn)換為微弱電信號，接著 PIR 信號處理電路將微弱電信號進(jìn)行處理，生產(chǎn)單片機(jī)可識別的數(shù)字信號。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 （二） 復(fù)位電路 AT89C51 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計采用最常用的內(nèi)部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。讀簽名字節(jié)的過程和單元 030H、 031H 和 032H 的正常校驗(yàn)相仿，只需將 、 保持低電平，返回值意義如下： （ 030H） =1EH 聲明產(chǎn)品由 ATMEL 公式制造。 表 22 空閑和掉電模式外部引腳 模式 程序存儲器 ALE PSEN P0 P1 P2 P3 空閑模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑模式 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電模式 內(nèi)部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) Flash 閃速存儲器的編程 AT89C51 單片機(jī)內(nèi)部有 4K 字節(jié)的 FPEROM，這個 Flash 存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶隨時可對其進(jìn)行編程。 終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件 被激活，IDL（ ）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖 23： 圖 23 振蕩電路 外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 PSEN ：程序存儲允許（ PSEN ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將單片機(jī)復(fù)位。 P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 在 Flash 編程時， P0 接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時，要求外接上拉電阻?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 方案二按鍵判斷與有沒有人的判斷與方案一相同，可見光照度判斷與方案一不同，其工作方式為：設(shè)照度 X2X10,當(dāng)環(huán)境照度 EX2 時，不需要人工照明：當(dāng)X1EX2 時，開一半的燈，即可滿足照明需求；當(dāng) EX1 時，燈全部打開。 LED 燈的結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，所以 LED 燈的抗震性能好。 后面的方案更加明顯的體現(xiàn)了調(diào)光這一功能。 圖 12 流程圖一 開始 按鍵處理程序 有無按鍵？ 初始化 開燈 滅燈 N N Y Y N Y 有人？ 光照滿足？ 4 在設(shè)計系統(tǒng)流程時，是先判斷光照還是先檢測是否有人是，我遵循的原則是“以人為本，人使用燈”。這種產(chǎn)品對于公共場所是非常理想的。 圖 11 照明系統(tǒng)總體框圖 如圖 11，為該照明系統(tǒng)總體框圖，包括：系統(tǒng)核心 AT89C51 單片機(jī)，輸入為兩個傳感器電路即人體紅外檢測電路和自然光檢測電路，強(qiáng)制開關(guān)的按鍵電路。 第三，設(shè)計按鍵 電路，設(shè)定強(qiáng)制開燈和強(qiáng)制關(guān)燈按鍵。單片機(jī)在現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 因?yàn)檫@些情況都造成了很多不必要的浪費(fèi)。根據(jù)實(shí)際情況自動控制燈 的開關(guān)，這樣就會杜絕嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象，并且具有明顯的經(jīng)濟(jì)價值。當(dāng)人進(jìn)入其探測區(qū)域內(nèi)，紅外傳感器將人體與空間溫度的差值傳遞給信號處理系統(tǒng)，從而實(shí)施對控制電路的驅(qū)動與否，實(shí)現(xiàn)對控制對象的具體控制，最終由單片機(jī)對房間內(nèi)人數(shù)和光線的綜合實(shí)時控制。試舉一下幾種不太好的現(xiàn)象： 一是在不需要開燈的情況下，燈長明； 二是人走燈長明，以至于管理員很辛苦的一個教室挨一個教室的去關(guān)燈。單片機(jī)是在一塊芯片上集成了計算機(jī)各基本功能部件的計算機(jī)系統(tǒng)，包括 CPU、 ROM、 RAM、 I/O口、定時器與計數(shù)器以及中斷系統(tǒng)等等。雖在工作時間，但現(xiàn)場的亮度如果能夠滿足設(shè)定要求時，系統(tǒng)同樣關(guān)閉照明設(shè)備。 本系統(tǒng)需要兩個傳感器來分別檢測人體紅外信號和 自然光強(qiáng)信號，需要按鍵電路來強(qiáng)制燈的開關(guān)，還需要指示電路來指示系統(tǒng)的工作狀態(tài)，等等。照明控制系統(tǒng)的應(yīng)用有很多優(yōu)點(diǎn)：不需要常規(guī)的翹板開關(guān)；不需要人親自動手去按，可以減少通過皮膚接觸導(dǎo)致的細(xì)菌傳染；不需定期更換開關(guān)；即使從美學(xué)的角度講也是有價值的。若照度滿足要求，繼續(xù)返回滅燈程序；若不滿足，就給繼電器 一個動作信號，使其動作，從而開啟照明電路。這樣在傍晚，陰天的時候，就可以比方案一節(jié)約不少電能。 LED 燈是指燈具產(chǎn)品采用 LED(Lightemitting Diode，發(fā)光二極管 )做為主要的發(fā)光源。若照度滿足要求，繼續(xù)返回滅燈程序；若不滿足，就給繼電器一個動作信號，使其動作，從而開啟照明電路。 7 第二章 硬件設(shè)計 第一節(jié) 主機(jī)電路核心器件介紹 一、 AT89C51 單片機(jī)性能介紹 AT89C51 是美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)， 片內(nèi)含4KB 閃爍可編程可擦除只讀存儲器（ FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory） 和 128B 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)， 同時， AT89C51 可降至0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫 “ 1” 可作為高阻抗輸入端用在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOV A， A+DPTR 指令）時。 如下表 21 所示： 表 21 P3 口第二功能 10 P3 端口 第二功能 第二功能說明 RXD 串行口輸入端 TXD 串行口輸出端 INT0———— 外部中斷 0 輸入端 INT1———— 外部中斷 1 輸入端 T0 定時器 /計數(shù)器 0 外部信號輸入端 T1 定時器 /計數(shù)器 1 外部信號輸入端 WR——— 外 部 RAM 寫選通輸出信號 RD——— 外部 RAM 讀選通輸出信號 RST：復(fù)位輸入。該位置位后，只有一條 MOVX 和MOVC 指令 ALE 才會被激活，此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置 ALE 無效。 時鐘振蕩器 11 AT89C51 中有一個用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL 和XTAL2 分別是該放大 器的輸入端和輸出端。空閑模式可由任何允許的中斷請求或硬件復(fù)位終止。如 表 22 所示。用于聲明該器件的廠商、型號和編程電壓。用 AT89C51 單片機(jī)構(gòu)成最小 應(yīng)用系統(tǒng)時，只要將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，如圖 24AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)所示。 本設(shè)計采用內(nèi)部時鐘方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在 XTAL XTAL2 引腳上外接定時元件，內(nèi)部的振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩。它的填充介質(zhì)是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的。本設(shè)計就是用的按鍵手動復(fù)位。 圖 25 人體紅外檢測電路框圖 如圖 25 所示，該模塊由三部分組成，包括：菲涅爾透鏡，熱釋電紅外傳感器以及相應(yīng)的傳感器信號處理電路。 采用熱釋電傳 感器的優(yōu)勢是成本低，不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源，隱蔽性好，可流動安裝 ,，敏度高、控制范圍大。紅外光線越是靠進(jìn)同心環(huán)光線越集中而且越強(qiáng)。 當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光透過鏡片被聚集在遠(yuǎn)距離 A 區(qū)或中距離 B區(qū)或近距離 C 區(qū)的某個段的同 心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個適當(dāng)?shù)慕咕?，人在透鏡前運(yùn)動時，順次從某一單元透鏡視場進(jìn)入又退出，投射信號會出現(xiàn)一個接一個的斷續(xù)信號，但是熱源信號始終都是集中在透鏡中部的，將連續(xù)的熱源信號變成斷續(xù)的輻射信號，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號變成電信號傳遞給