【正文】 6．瞿貴榮 .熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)原理及特性，家庭電子愛好者， 7．樊貴卿，李慶武，靳建華，串行實時時鐘芯片 DS 1302程序設(shè)計中的問題與對策，電子技術(shù)應(yīng)用 8．冀蘭風(fēng) .芯片 X5045在智能化互感器檢驗儀中的應(yīng)用，電子技術(shù)， 1998 9．劉大茂 .嚴(yán)飛 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控主程序的設(shè)計方法 .福州大學(xué)學(xué)報， 1998 。 本控制系統(tǒng)與已有的教室燈光配套使用時，不需要對原有設(shè)備電路進(jìn)行大的改動，以降低實現(xiàn)教室燈光智能控制的成本。 5．每次開機(jī)插上電源后，硬件時鐘顯示的時間都從所設(shè)初始值開始計時。 分析解決：穩(wěn)壓器溫度過高的原因之一是：變壓器整流濾波后加到集成穩(wěn)壓器上的電壓較高，使 7805 上的壓降過大。調(diào)試過程中的運行狀態(tài)、各寄存器狀態(tài)、端口狀態(tài)等都可以在指定的窗口區(qū)域顯示出來，通過這些顯示結(jié)果隨時跟蹤程序運行狀態(tài)，以確定程序運行無錯誤。 每次先送一位要顯示的數(shù)據(jù)字節(jié)，然后再送該位數(shù)碼管的地址字節(jié)，直到 8位顯示完全。通過的顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，我們才可以更好的了解系統(tǒng)運行的狀態(tài)，從而方便對整個系 統(tǒng)進(jìn)行必要的操作。 同時，為了防止復(fù)位輸入端受到外部的干擾，要求上電時，在主電 源引腳Vcc2≥ 之前， RST 必須為邏輯 0。試驗也證明了這點，如果人體存在卻一定時間內(nèi)沒有活動，人體傳感器則認(rèn)為沒有人體存在。計數(shù)器的溢出信號作為中斷請求信號，去置位定時器溢出標(biāo)志位，向單片機(jī)的 CPU 申請中斷。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控制系統(tǒng)能夠正常 運行的重要條件，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。 第三章 控制模塊軟件設(shè)計 11 第三章 控制模塊軟件設(shè)計 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 。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)。 第二功能是外部中斷 0 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。若 端口為高電平，即基極為高電平時，三極管截止，蜂鳴器不工作，教室燈工作正常。第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計 7 圖 27 時鐘電路 繼電器驅(qū)動電路 繼電器驅(qū)動接口電路如圖 28 所示，這里繼電器由相應(yīng)的 PNP 型號的 9012三極管來驅(qū)動。 SCLK：串行時鐘，輸入，控制數(shù)據(jù)的輸入與輸出； I/O：三線接口時的雙向數(shù)據(jù)線； CE：輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。 微功耗：靜態(tài)電流 50 微安，特別適合干電池供 電的電器產(chǎn)品； 輸出高電平信號：可方便與各類電路實現(xiàn)對接； 技術(shù)參數(shù)：工作電壓： 至 DC24V 均可； 輸出低電平： 0V，待機(jī)時的高電平為 ； 延時時間：可制作范圍零點幾秒 — 十幾分鐘； 封鎖時間：可制作范圍零點幾秒 — 幾十秒 ； 觸發(fā)方式： L 不可重復(fù)； H 可重復(fù)； 感應(yīng)范圍： 140 度錐角， 7 米以內(nèi)； 工作溫度： 20— +70 度。 圖 24環(huán)境光電路 R 2510 k Q 12N P ND6P H O T OR 2647 0 k+ 5vp27第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計 5 二、人體存在信號采集電路 人體存在傳感器采用 HP208NL 人體感應(yīng)模塊 (低電平輸出 )。 一、環(huán)境光強(qiáng)度采集電路 光電傳感器是一種能夠?qū)⒐廪D(zhuǎn)化為電量的傳感器。 (2) 1 19 腳分別與 20 腳間有 ― 電壓 (3) 9（ RST）腳與 GND 間電壓基本為 0 。 人體存在傳感器模塊采用 HP208 是基于紅外線技術(shù)的智能產(chǎn)品，實現(xiàn)對人體存在的檢測。 系統(tǒng)控制方案分析 該控制器以自然光強(qiáng)度和人體存在作為控制器的主要輸入?yún)?shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動與手動控制相兼容。 引言 4 初始模塊主要完成 I／ O 口、定時／計數(shù)器、中斷以及液晶顯示屏的初始化，鍵盤接收模塊主要用于接收初始變量，如當(dāng)前時間、作息時間等的設(shè)定。 2． 1 自動控制模式 系統(tǒng)復(fù)位默認(rèn)工作在 自動控制模式，當(dāng)教室內(nèi)自然光線弱，光敏傳感器把感應(yīng)到的光強(qiáng)信號送至單片機(jī)處理，輸出照明命令，則打開教室燈光，但因系統(tǒng)定時關(guān)燈時間與學(xué)校作息時間一致，因此在非需要開燈的時間段內(nèi)，教室燈光自動關(guān)閉，達(dá)到節(jié)約用電的效果。 HD44780 具有簡單而功能較強(qiáng)的指令集，可實現(xiàn)字符移動／閃爍等功能。整個系統(tǒng)的硬件框圖如圖 1 所示。該系統(tǒng)具有體積小，控制方便，可靠性高，針對性強(qiáng)，性價比高等優(yōu)點，可以滿足各類院校對教室燈光控制的要求，很大程度的達(dá)到節(jié)能目的。 本系統(tǒng)程序 部分采用 C 語言編寫，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計、條理清晰、通用性好，便于改進(jìn)和擴(kuò)充。其中，光敏傳感電路模塊主要完成對教室當(dāng)前光線明暗程度的判定，時鐘電路主要實現(xiàn)時基功能，兩者分別提供光照和定時數(shù)據(jù)供以單片機(jī)為核心的中央控制模塊進(jìn)行邏輯判斷，單片機(jī) 最終將運算結(jié)果輸出到液晶顯示屏，同時對教室燈光進(jìn)行控制。系統(tǒng)選用日立公司的 HD44780 液晶顯示。電路存在兩種工作模式：自動控制模式和強(qiáng)制模式。 因此，在該軟件實現(xiàn)中我們采用了模塊化的方案，整個軟件設(shè) 計由初始化模塊、鍵盤接收模塊、中斷處理模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和定時輸出模塊五個模塊組成，系統(tǒng)程序主流程框圖如圖 3 所示。 教室燈光控制器一般安裝在教室內(nèi)避開電燈直射的位置，且人體傳感器安置時應(yīng)使人體活動方向與人體傳感器中兩個熱釋電元連線方向垂直，這樣可使人體存在信號采集更加靈敏、可靠，同時還要盡可能避免外界風(fēng)直接吹向人體傳感器。 圖 21 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖 環(huán)境光模塊采用光敏 三極管 來檢測環(huán)境光的強(qiáng)度，有光照時，電阻減小，隨著光照強(qiáng)度的減弱，電阻逐漸增大，把光信號轉(zhuǎn)化成電信號，實現(xiàn)對光強(qiáng)度的檢測。該芯片的主要特征見如表 ： AT89S51 單 片 機(jī) 最 小 系 統(tǒng) 熱釋紅外傳感器 環(huán)境光采集電路 超時報警模塊 按鍵電路 數(shù)碼管顯示模塊 看門狗模塊 時鐘模塊 EEPROM 存儲器模塊 第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計 3 表 AT89S51主要特征 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 22 所示： 圖 22 單片機(jī)最小系統(tǒng) (1) 40（ Vcc） 20（ GND）腳間的電壓應(yīng)有 5V 。此外，人體存在傳感器要求靈敏度高，可靠性強(qiáng)。其中調(diào)節(jié) R26 阻值，可使三極管 Q12 受環(huán)境光強(qiáng)度影響在適當(dāng)?shù)牧炼认聦?dǎo)通。 (此時間可設(shè)置在零點幾秒 — 幾十秒鐘 )。當(dāng) Vcc2Vcc1+ 時 ，由 Vcc2 向 DS1302供電，當(dāng) Vcc2 Vcc1 時，由 Vcc1 向 DS1302 供電。時鐘輸入端 SCLK接單片機(jī) ，進(jìn)行時鐘控制。當(dāng) 端口為低電平，即基極為低電平時，三極管導(dǎo)通，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音，以示教室燈工作超時。鍵盤工作方式采用中斷掃描方式， 4 個二極管和 10K電阻組成與門電路，當(dāng)任一鍵按下時，與門輸出 引腳的電平都會由高為低。如表 狀態(tài)寄存器所示， X5045 狀態(tài)寄存器共有 6 位。如果在 秒內(nèi)未檢測到其工作，出現(xiàn)故障，內(nèi)部定時器將使看門狗 WD1 處于低電平狀態(tài)，為系統(tǒng)提供保護(hù)，避免死機(jī)、程序跑飛或進(jìn)入死循環(huán)等意外的發(fā)生。 本系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊主要包括對系統(tǒng)外圍器件輸入、輸出參數(shù)的初始化自檢，看門狗的激活，多任務(wù)操作模塊的調(diào)用 (系統(tǒng)中的信號采集處理、時鐘管理、按鍵 接收處理、驅(qū)動顯示模塊 )，實時中斷處理等。 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 12 定時中斷處理設(shè)計 定時中斷是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時器定時，時間到或計數(shù)值已滿引起的中斷，內(nèi)部定時器的計數(shù)器可以對內(nèi)部時鐘或從外部引線 T0 和 T1 輸入的外部脈沖進(jìn)行計數(shù)。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；易受射頻輻射的干擾；當(dāng)環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度就會明顯下降，甚至造成短時失靈。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)部時鐘的影響。0x01)； //每次傳輸?shù)妥止?jié) addr = 1； //右移一位 SCLK = 1； } //讀取數(shù)據(jù) for ( i=8； i0； i ) { ACC_7=DIO； SCLK = 1； ACC=1； SCLK = 0； } CE=0； dat1=ACC； dat2=dat1/16； //數(shù)據(jù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換 dat1=dat1%16； //十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制 dat1=dat1+dat2*10； return (dat1)； } //初始化 DS1302 void Initial(void) { Write1302 (WRITE_PROTECT， 0X00)； //禁止寫保護(hù) Write1302 (WRITE_SECOND， 0x56)； //秒位初始化 Write1302 (WRITE_MINUTE， 0x34)； //分鐘初始化 Write1302 (WRITE_HOUR， 0x12)； //小時初始化 Write1302 (WRITE_PROTECT， 0x80)； //允許寫保護(hù) } 顯示驅(qū)動模塊 系統(tǒng)運行過程中的數(shù)