【正文】 ............................................ 12 時鐘模塊 ............................................................................................................. 13 數(shù)據(jù)輸入輸出 ............................................................................................... 13 時鐘程序設(shè)計 ............................................................................................... 14 顯示 驅(qū)動模塊 ..................................................................................................... 16 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 ............................................................................. 18 單片機系統(tǒng)調(diào)試方法及步驟 ............................................................................. 18 主要問題分析 ..................................................................................................... 19 第五章 總結(jié)與展望 ..................................................................................................... 21 總結(jié) ..................................................................................................................... 21 展望 ..................................................................................................................... 21 致 謝 ..............................................................................................錯誤 !未定義書簽。設(shè)置強制按鈕主要考慮到有時需要對燈進行強制控制，例如需要在教室通過投影儀觀看電影時，為達(dá)到最佳的收看效果，需要關(guān)上燈。 3 1． 3 其他電路 按鍵電路主要由一個 24 的按鍵陣列組成，主要用于完成作息時間、當(dāng)前時間、定時時間段的設(shè)定。該款是一種高速、高可靠性單片機，工作電壓 5． 5～ 3． 4V， Flash 程序存儲器 4K 字節(jié)， SRAM為 256 字節(jié)， 2 個定時器， 8 路 8 位 A／ D 轉(zhuǎn)換器，可通過串口實現(xiàn)在線編程、 A／ D 轉(zhuǎn)換、看門狗等功能。尤其現(xiàn)今越來越提倡低碳生活，節(jié)約能源已經(jīng)成為一種全球共識，而作為培 養(yǎng)社會精英的高校更應(yīng)該起到榜樣的作用。摘 要 1 摘 要 本課題針對教室燈光的控制，分析了教室燈光智能控制的原理和實現(xiàn)方法，提出了基于單片機設(shè)計教室燈光智能控制系統(tǒng)的思路，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)了智能控制系統(tǒng)的硬件模塊和相應(yīng)軟件部分。但是目前在校園內(nèi)，教室燈火通明，卻空無一人的現(xiàn)象屢見不鮮，這不僅造成了嚴(yán)重的資源浪費，也對高校的形象造成了很壞的影響。 1． 2 液晶顯示電路 為了實現(xiàn)較好的人機交互界面，在本系統(tǒng)中采用 1602 液晶顯示屏來顯示用戶的設(shè)定作息時間及用戶所查詢的信息。光敏傳感電路實現(xiàn)教室內(nèi)光照強度數(shù)據(jù)的采集，其門限值可通過可調(diào)電阻調(diào)節(jié)。 3 軟件設(shè)計 系統(tǒng)采用 STC12C4052AD 單片機作為控制的核心，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的邏輯運算，因此軟件設(shè)計是系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行以及能否實現(xiàn)設(shè)計功能的關(guān)鍵。 參考文獻 ....................................................................................................................... 22 第一章 教室燈光控制器簡介與方案分析 1 第一章 教室燈光控制器簡介與方案分析 教室燈光控制器簡介 本課題設(shè)計的控制器可有效的實現(xiàn)教室燈光的智能控制。硬件部分是前提，是整個系統(tǒng)執(zhí)行的基礎(chǔ)，它主要為軟件提供程序運行的平臺。 系統(tǒng)控制的主要硬件電路 考慮到本系統(tǒng)安裝時受環(huán)境影響因素比較多，且教室控制設(shè)備中的人體存在傳感器、光敏三極管等經(jīng)常會因環(huán)境情形變化而不穩(wěn)定，所以在設(shè)計過程中，電子元器件的選用、線路布置和設(shè)備的安放要充分考慮到抗干擾問題。系統(tǒng)接通 220V 交 流電源后，將 220V 交流電變壓到 9V，經(jīng)過二極管全波整流、電解電容 C1， C2 濾波，再經(jīng)正輸出穩(wěn)壓器 LM7805，為了緩沖負(fù)載突變，改善瞬態(tài)響應(yīng)，輸出端還采用了電容 C3， C4，最后得到 +5V 的直流電壓，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。 環(huán)境光采集電路原理如圖為 24 所示。 1 2 3H P 2 0 8C6 8 0 p fV C Cp 3 .3 圖 25 人體存在信號采集電路 HP208NL 功能特點： 全自動感應(yīng)：人進入其感應(yīng)范圍則輸出低電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉低電平，輸出待機時的高電平。該芯片對年、月、日、時、分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 — 。系統(tǒng)正常運行時， Vcc1大于 Vcc2，因此由 Vcc1 給 DS1302 供電，在主電源關(guān)閉的情況下，則由 Vcc2給 DS1302 供電，保持時鐘的連續(xù)運行。繼電器線圈兩端反相并聯(lián)的二極管是起到吸收反向電動勢的功能，保護相應(yīng)的驅(qū)動三極管，這種繼電器驅(qū)動方式硬件結(jié)構(gòu)比較簡單。按鍵控制電路采用單片機 P2 口的低 4 個口作按鍵的輸入信號端，信號取自電阻的分壓。 第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計 9 X5045 具有三種常用 的功能：看門狗定時器、復(fù)位控制和 EEPROM。 圖 212 系統(tǒng)看門狗電路 系統(tǒng)看門狗電路由系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲及故障保護部分組成， X5045 是一種串行通信 512 字節(jié)的 EEPROM，同時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(fù)位信號， X5045 輸出復(fù)位高第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 10 電平有效，為了復(fù)位更加可靠，其復(fù)位輸出端外接一個 10K 的上拉電阻，并與AT89S51 的復(fù)位端相連。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)。若時鐘芯片處于啟動狀態(tài)，則需要對其進行初始化并啟動實時時鐘。 數(shù)據(jù)采集模塊 本控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集對象為環(huán)境光信號及人體存在信號，在程序設(shè)計中對這兩個數(shù)據(jù)的采集放置在多任務(wù)模塊中實施定時采集。 時鐘模塊 在系統(tǒng)啟動自檢初始化時，首先會對時鐘芯 片 DS1302 的運行狀態(tài)進行判斷，當(dāng)檢測到 DS1302 處于啟動狀態(tài)時才對其進行初始化，啟動時鐘。程序流程如圖 33 所示： 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 14 圖 33數(shù)據(jù)輸入輸出 流程圖 時鐘程序設(shè)計 驅(qū)動程序 //寄存器宏定義 define WRITE_SECOND 0x80 define WRITE_MINUTE 0x82 define WRITE_HOUR 0x84 define READ_SECOND 0x81 define READ_MINUTE 0x83 define READ_HOUR 0x85 define WRITE_PROTECT 0x8E //位尋址寄存器定義 sbit ACC_7 = ACC^7； //管腳定義 sbit SCLK = P3^5； // DS1302 時鐘信號 7 腳 sbit DIO= P3^6； // DS1302 數(shù)據(jù)信號 6 腳 第三章 控制模塊軟件設(shè)計 15 sbit CE = P3^7； // DS1302 片選 5 腳 //地址、數(shù)據(jù)發(fā)送子程序 void Write1302 ( unsigned char addr， dat ) { unsigned char i， temp； CE=0； //CE 引腳為低 電平 ，數(shù)據(jù)傳送中止 SCLK=0； //清零時鐘總線 CE = 1； //CE 引腳為高 電 平 ，邏輯控制有效 //發(fā)送地址 for ( i=8； i0； i ) //循環(huán) 8 次移位 { SCLK = 0； temp = addr； DIO = (bit)(tempamp。因此采用 ULN2803 共陽極數(shù)碼管的段信號驅(qū)動器。 在對系統(tǒng)進行實際調(diào)試時，首先應(yīng)對硬件進行靜態(tài)調(diào)試，同時對系統(tǒng)軟件進行初步調(diào)試，此后再對軟件和硬件進行動態(tài)調(diào)試，最后才能使系統(tǒng)進入正常