【正文】 述 H 標。)}J 控制器的不人性化運行。 指令系統(tǒng)與 MCS5 L 系列完全兼 容 ， 除了沒有外部數(shù)據(jù)存儲器 和 外 部程序存儲器等擴展功 能 外， 他 具 有 80C31 片機所 有 的 功能。 AT89C2051 的 CPU 有兩種節(jié) 電 工 作方式 既 空 閑和掉電方式，遙控器采用了 空閑節(jié)電方式。外部輸入 ) 的 5 ITl (定附數(shù)器 l 外部輸入 ) AT89C2051 的 P3 口 只 有 7 個 引 腳 ， 沒有引出 。 TLC549 具有 4MHz 的片內系統(tǒng)時鐘和軟、硬件控制電路， 轉換時間最長為 17間，允許的 最 高轉換速率為 40∞ 0 次 /8。根 據(jù) 工 作原 理 ， 紅 外 傳感器分 為熱型 和 童 子 型 兩 類 ，熱型 紅 外 傳感 器 也 稱熱釋電紅外傳感器或被動紅外傳感 器。紅外感應源采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生 變 化時 就會失去電荷平 衡 ， 向外釋放電荷 ， 后續(xù)電路經(jīng)檢測處理后就能產(chǎn)生由人體 存在的信號。 若 人體進入最不敏感移動方向時， 貝 IJ人體傳感器所體現(xiàn)的 信 號 就 會不理 想 ， 有時還會產(chǎn)生誤動作， 所 以 要特別注 意 人 體傳感器的安裝方 向 。 人體傳感器 HP208型號 的 正視圖如圖 35 所 示 : 基于單片 機控制的 教 室 燈 光 自動 控 制榕的研究 12 圖 35 人體傳感器 HP208 型 號 人體傳感器的 1 號引腳為電 源 信號 端 ， 3 號引腳為 地 信號 端 ， 2 號引腳為采集 信號輸出端。鐘芯片 OS1302 的是串行通信方 式 ， 還可為掉 電 保 護電源提供 可編 程 的充電功能， 并 且可以關閉充電功能。時鐘輸入端 SCLK 接單片機 引腳，進行時鐘控 制 。 I10 為 串行數(shù)據(jù) 輸 入輸出端 (雙向 )，后面 有 詳細說明 。再 一 類 為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器 ， 在 此方式下 可 一 次性 讀、寫所有的 RAM 的 3 J 個字 節(jié)。 雖然在程序設計中，可以使用軟件陷阱的方法來減少這種情況的發(fā)生，但是不能 完全解決這個問 題 ， 因 此 還 應該在 硬 件設計中使 用 看 門電 路 ， 這樣的單片機發(fā)生 死機的情況 下 ， 看門狗將產(chǎn) 生 一 個 復 位信號給單片機，使 單 片機 復 位 ， 重 新 執(zhí)行 程序。 WD1=O，WDO=1 ， 預置時間 為 。如果在 ，出現(xiàn) 故 障 ， 內 部定時器將使看門 狗 WDT處于低電 平 狀態(tài)， 為 系統(tǒng)提供保 護 ， 避免死機 程序跑飛貨進入死循環(huán)等 意 外 的 發(fā)生。 . 2 紅外遙控數(shù)據(jù)流的識別 邊用遙控器鍵盤的時 候 ， 原本我們并不知道其具體的編碼規(guī)則及數(shù)據(jù)碼流。解碼的關鍵是如何識別 0 和 1 ， 由示波器采 集 的 信 號 及位的定義我們可以發(fā)現(xiàn) 0 、 1 均 以 0. 56ms的低電平開 始，不同的高電平 的寬度不同， 0 為 ， 1為 ，所以必須根 據(jù) 高 電平的寬度區(qū)別 0 和 1 。 圖 311 紅外線接收器 基于單片 機控制的 教 室 燈 光 自動 控 制榕的研究 19 CEIPLl VCC P32INTO C6 圖 312 遙控器 信 號 f39。硬件時 鐘 一 般在系統(tǒng) 的 +5V主電源情 況 下 工 作 ， 而只有系 統(tǒng) +5V電源 消失的情況下，為確保硬件時鐘的正常運 行 ， 設 計 一 個 3. 們的備用電源。其監(jiān)控主程序流程圖 如 圖 41所示 : 基于單片 機控制的 教 室 燈 光 自動 控 制榕的研究 22 理人 體任傳 感務器處 務任 環(huán)境光處理 設定定時器，允許定時中斷 定時時鐘管理 任務 遙控器處理 圖 41 監(jiān)控主程序流程圖 4. 系統(tǒng)自檢初始化 系統(tǒng)自檢初始化是保證整個控制系統(tǒng)能夠正常運行的重要條件，系統(tǒng)價電復 位 后 ， 直 接 進入自檢初始化 程 序 ， 完 成系統(tǒng)的自檢初始化的自檢及初始 化 。 定時中斷為周期中斷，每 隔 一 定的時間會中 斷 一 次。 基于單片 機控制的 教 室 燈 光 自動 控 制榕的研究 25 。 Function: BodySensor and light to port365 DsSensLight:Mov c， port33 。 4 人 體 存在傳 感 器不 要 直 對窗 口 ， 否 則 窗 外 的 熱 氣 擾 動 和 人 員走動 會 引起 基于單片 機控制的 教 室 燈 光 自動 控 制榕的研究 26 誤 報 ， 有條件的最好把窗簾拉上 ， 人體存 在傳感器也不要安裝在有強氣 流活動的地 方 。 對 系 統(tǒng) 進行操作的重 要 通 道 ， 操作 者 的 許多操作 意 圖 是通過鍵盤 來 輸 入 。 BCD碼 轉換 二 進制 。 2. 人 體 存在傳感器遠 離 空 調，冰 箱 ， 火爐等空氣溫度變化敏感的地方。 。 . 1 數(shù) 據(jù)采集軟件設計的實現(xiàn) 本系統(tǒng)考慮到環(huán)境 觀足夠亮時，無論有否人體存在都不應該開燈 :而環(huán)境光 不 夠 亮 時 ， 有 人 體 存在 才 開燈 ， 無 人 體 存在不開 燈 。零，片內部存 儲器選 擇 1區(qū) 工 作寄存器，用戶標志 位 FO為 0狀 態(tài)，堆指 針 SP指 向 07H，其他定時 器、中斷允許寄存 器 IE累加 器 ACC等 皆 為 OOH。監(jiān)控主程序接受和分析來自鍵盤的命 令 ， 進而把 控制轉到相應的處 理 子 程 序的入口，起引導作用。系統(tǒng)接 通 220V交流電源 后 ， 將 220V交流電變壓到例，經(jīng)過 二 極 管全波整 流 、 電解電 容 C C2濾波，在 經(jīng) 一 只正在正輸出穩(wěn)壓 器 LM7805，為 了緩沖負載突變，改善瞬態(tài)響 應 ， 輸出端還采用了電 容 C C4， 最后得 到 +5V的 直 流 工 作電 源 ， 用 于 給控制系統(tǒng)中單片機系統(tǒng)及其它外圍電路 的 Vcc+端供 電 ， 其 供電原理圖如 圖 314。遙 控器 信 號 的接收模塊與單片機的連接如 圖 312， ceiptl有 三 個引腳，為接收器的 引腳。 采用脈寬制的串行碼，以脈寬 為 、 間 隔 、周期 為 合表示二進制的 0 。 3. 2. 6. 1 紅外遙控數(shù)據(jù)流的編碼結構 為了使系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力， 信 號的碼 流 絕大多數(shù)采用 重復 發(fā)送 方式，但其重復規(guī)則有所不同，可概括為以下幾 種 : (1) 簡 單重復方式，即將數(shù)碼進行簡單重復發(fā) 送 。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 ， 輸出復位信 號 ， X5045輸出復位電平有 效 ，為 了 復 位更加可 靠 ， 其復位輸出端外 接 一 個 lOK的上拉電 阻 ， 并 與 AT89C52的復位端相 連 ， 看門狗能在電源上電、掉電期間產(chǎn) 生 一 個 復位信 號 。其 中 WDL \VDO和 看 門狗電路 有 關 ， 其余位 和 EEPROM得工作設置有關。初 始 化 后就 可 以按正常方法 調 整時間。 若 進行單字節(jié)傳送 ， 8 位命令字節(jié)傳送結束 之 后 ， 在下 2 個 SCLK 周期的上升沿輸入數(shù) 據(jù) 字 節(jié)，或在下 8 個 SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù) 字 節(jié) 。 上電運行時 ， 在 Vcc::::205V 之前 ， RST 必須保持低電平。 X 和 X2 是振蕩 源 ， 外接 Iz品 振 。而現(xiàn)在流行的串行時 釗 1芯片很多，如 DSL30 DSL30 D SL30 PCF8485 等 ， 這 些電路的接口簡單、價格低廉、使用方 便 ， 被廣泛的使用。 和 +700。 5) 菲泥爾濾光片根據(jù)性能要求不 同 ， 具有不同的焦距 (感 應 距離 )，從 而 產(chǎn) 生不同的監(jiān)控視場，視場越 多 ， 控制越嚴密。③中、遠紅外線不 受可見光影 響 ， 可不 分 晝 夜進行檢 測 c 人 體 存在傳感 器 的熱 釋 電 紅 外探頭 的 工 作 原 理及特 性 如 下 : 人休 都 有恒 定的 體 溫，一般在 37 度 ， 所以會發(fā)出特定波長 10燦 f 左右的紅 外線，被動式紅外探頭 就 靠探 測 人體發(fā)射的 10μM 左右的紅外線 而 進 行 工 作的。 基于單片 機控制的 教 室 燈 光 自動 控 制榕的研究 9 39。傳感器選擇光敏電陽，用精密電阻與之串聯(lián)分壓得到 一 電壓 信號送給 AI D 如圖 320 為了減小模塊體積和降低成本，選擇低功耗、串行方 式 工 作的 TLC549 作為 A/ D 轉 換 器 ， 其原 理 如 圖 33 所 示。 表 31 P3 口特殊功能 口 引腳 功能特性 基于單片 機控制的 教 室 燈 光 自動 控 制榕的研究 8 I TXD (串行輸出 U ) I 1NTO (外 中 斷。 (6) 二 級中斷優(yōu)先 級 、 全雙工串行口。lll模塊、看門狗模塊、環(huán)境光模塊、人體存在傳感器模塊、遙控 器模塊、遙控器接收模塊及超時報警棋 塊 ， 其 結構 框 圖 如 圖 31 所 示 ， 遙控器棋塊 電 源模塊 人 體 存 在傳 感器模塊 環(huán)境光 模 塊 圖 31 結構框框圖 基于單片 機控制的 教 室 燈 光 自動 控 制榕的研究 7 控制系統(tǒng)的主要硬件電路 3. 系統(tǒng)主控電路 本系統(tǒng)的主控模塊主要采用 ATMAL 公司的 AT89C205 l 作 為 主控芯 片 ， AT89C2051 是個低功 耗 ， 高性 能的 CMOS8 位單片 機 ， 片內含 2KB 的可反復擦 寫 的只讀 Flash 程序存儲器和 128KB 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 ( RAM )， 器件采用 ATMAL 公司的高密 度 、 非易失性存儲技術生 嚴 ，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)， 片 內 置通用 8 位中央處理器和 Flash 存儲單元 。同時，還要按作，也時間來控制，夜 晚超過 12 點，若還有人存 在 ， 貝 IJ 關閉自動控制 器 的運行，改用遙控器或機 械 開 關來 手 239。裝的問 題 。 基 于 以 上種種 以 大 1，提高教室用電效率就成 為學校節(jié)能的重要 且 主 要的措 施 之 一 ， I大 此節(jié)能技術的重要手段 之 一 就是教室燈 關自動控制系統(tǒng)的設計無疑就成為 其 巾 一 項重要課 題 。政府已經(jīng)在商廈、學 校 、 醫(yī)院等更換 24萬只節(jié)能 燈 具。 億只節(jié)能 燈， 幣 39。飛利 浦 RF、明公司推山的陶瓷金鹵燈代替過去的鹵鴿 燈 ，可 節(jié)能 60%的電能。 他 們 不斷地提供 一 些 節(jié)能供熱系 統(tǒng) 。再者，現(xiàn)代自動化程皮不斷提詞，計算機技術的普及，燈光的管理也在朝 著自動 化 、智能化方向發(fā)展。 … … ........…… .5 2. 1 教室燈光控制器簡 介 .....… .. 系統(tǒng)控制方 案 的分 析 ......... ……… ........… ...... ……………………… ..5 3. 系統(tǒng)控制模塊的硬件設 計 ..... .......... ...... ............... ............. ................... ...... .......... 6 3. 1 控制模 塊的硬件構成 ....... ........................................... ...... ..............6 控 制系統(tǒng)的主要硬件電 路 .........… ..............................…………… .................7 系 統(tǒng) 主 控電 路 .................. …… ..… … ..........… .......………根據(jù)教室合 理開 燈的條件，系統(tǒng)通過對人體的存 在信 號 和環(huán)境 光 信號的識別和智能 判 斷 ， 完 成對教室照明回路的智能控 制 ， 避免了教室用電的大量浪費。單片機軟件