【正文】 .........25 展望 ......................................................................................................................25致 謝 ...........................................................................................................................27參考文獻 .......................................................................................................................29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。 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。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。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。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)。其輸入?yún)?shù)主要是人體存在信號和環(huán)境光強度信號等外界因素。 系統(tǒng)主控電路本系統(tǒng)的主控模塊采用 AT89S51 作為主控芯片，它是一種低功耗， 8 位CMOS 工藝處理器，具有 8K 在線可編程 Flash 存儲器，片內(nèi)的 Flash 可多次編程，為在線編程提供了方便。當(dāng)環(huán)境光照強度大于一定程度時，光敏三極管 D6 呈現(xiàn)低阻狀態(tài)≤1KΩ，三極管 Q12 的基極電壓升高，Q12 管飽和導(dǎo)通，集電極輸出低電平。DS1302 只需三根線即可與單片機進行通信，體積小，使用簡單，時鐘精度較高，滿足系統(tǒng)的要求，其引腳圖如圖 26 所示。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。X5045 具有三種常用的功能：看門狗定時器、復(fù)位控制和 EEPROM。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)。 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。程序流程如圖 33 所示：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 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。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)進入正常工作.(1)靜態(tài)調(diào)試：靜態(tài)調(diào)試主要是排除明顯的硬件故障。分析解決 ：此問題在系統(tǒng)軟件設(shè)計時，可將采集有人體信號存在的狀態(tài)適當(dāng)延長保持二至五分鐘，并加以后續(xù)處理。人體傳感器一般采集的是有活動的人體，若人體靜止時，如坐著看書沒有活動，這時人體傳感器是不會有信號輸出的，故而最好將人體傳感器裝置設(shè)計成在系統(tǒng)運行過程中能夠擺動。若教室面積很大，超過人體傳感器輻射范圍，這樣采集的信號可能會不夠準(zhǔn)確，進而影響控制設(shè)備的運行。2．人體存在傳感器有人存在時輸出高電平的電壓偏低分析解決：人體存在傳感器輸出高電平的電壓偏低，單片機會產(chǎn)生誤判，或采集不到正確的信號，于是在人體存在傳感器的輸出端加一個 100KΩ 的上拉電阻。正常工作中8 位顯示器顯示實時時鐘，顯示小時、分鐘、秒，其中有兩位用來顯示“—” ，用以分隔顯示小時、分鐘和秒，這樣顯示更加清晰。地址/命令信息用于指明 40 個寄存器中的哪個進行何種操作。本系統(tǒng)中設(shè)定的定時中斷主要用來構(gòu)造多任務(wù)操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)響應(yīng)中斷后，無需對斷點實施現(xiàn)場保護，可直接進行多任務(wù)時間的劃分工作，使相應(yīng)的操作任務(wù)進入就緒狀態(tài)，即該中斷可以啟動有關(guān)的任務(wù)操作。子程序主要分為中斷子程序和功能子程序，它們之間可以互相嵌套和調(diào)用，即中斷子程序可以調(diào)用功能子程序。為了能夠及時恢復(fù)單片機的工作，只能采用重新復(fù)位的方法，因此還應(yīng)該在硬件設(shè)計中使用看門狗電路，這樣在單片機發(fā)生死機的情況下，看門狗將產(chǎn)生一個復(fù)位信號給單片機，使單片機復(fù)位，重新執(zhí)行程序。如果 、 為低電平，三極管的基極就會被拉低而產(chǎn)生足夠的基極電流，使三極管導(dǎo)通，繼電器就會得電吸合，從而驅(qū)動負(fù)載，點亮相應(yīng)電燈。此芯片采用的是串行通信方式，還可為掉電保護電源提供充電功能，也可以將此功能關(guān)閉。光敏三極管具有靈敏度高，體積小，工作電壓低，工作電流小，發(fā)光均勻穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，壽命長等特點。系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲及故障保護部分由 X5045 組成，X5045 是一種串行通訊的512 字節(jié) EEPROM，同時兼有看門狗和電源監(jiān)控功能鍵盤模塊。4 調(diào)試和總結(jié) 在整個系統(tǒng)設(shè)計完成之后我們在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，對什么光線情況下應(yīng)該開燈及系統(tǒng)在根據(jù)學(xué)校的作息時間上進行了設(shè)定驗證、調(diào)試，結(jié)果顯示本系統(tǒng)可以穩(wěn)定運行且效果理想。液晶顯示電路如圖 2 所示。作為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活不可或缺的電力能源更是如此。本文所研究的教室燈光控制系統(tǒng)就可以很好地實現(xiàn)節(jié)約能源的作用。指示燈主要實現(xiàn)對系統(tǒng)工作狀態(tài)，如系統(tǒng)工作于自動控制模式還是強制模式，滅燈或亮燈狀態(tài)等的指示。環(huán)境光的強度達到一定值時不開燈，環(huán)境光強度在一定閥值以下且有人存在時開燈，實驗證明這種方案可以實現(xiàn)對教室燈進行智能控制。片內(nèi)有 128 字節(jié)的 RAM，4KB 的 EEPROM，由于合理的安排使用片內(nèi) RAM 空間，所以沒有片外擴展的 RAM，使電路結(jié)構(gòu)簡潔。當(dāng)環(huán)境光強度小于一定程度時，光敏三極管 D6 呈現(xiàn)高阻狀態(tài)≥100Ｋ，使三極管 Q12 截止，集電極輸出高電平。圖 26 DS1302 的引腳圖各引腳的功能為：Vcc1：主電源；Vcc2：備份電源。 圖 28 繼電器驅(qū)動電路 超時報警電路本系統(tǒng)采用的超時報警電路如圖 29 所示。這三種功能是集成在單個 8 引腳封裝的 CMOS 器件內(nèi)，將電源監(jiān)控和看門狗功能以及高速三線非易失性存儲器組合在一起，從而在很大程度上降低了系統(tǒng)成本并減少了對電路板空間的要求，X5045 的引腳排列如圖 211。監(jiān)控主程序是整個控制系統(tǒng)的核心部分，其它外圍模塊一般都需經(jīng)過監(jiān)控模塊實現(xiàn)其在控制系統(tǒng)中的作用。 人體存在傳感器的優(yōu)缺點人體存在傳感器具有本身不發(fā)出任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉的優(yōu)點。0x01)； //每次傳輸?shù)妥止?jié) addr = 1； //右移一位 SCLK = 1； } //發(fā)送數(shù)據(jù) for ( i=8； i0； i ) { SCLK = 0； temp = dat； DIO = (bit)(tempamp。在將芯片、傳感器等元件連接到電路板上時，要保證各處電源極性、電壓正確，以防止因電源極性接反或電壓過高損壞芯片或傳感器。4．單片機控制信號輸出后，繼電器沒按預(yù)定設(shè)計產(chǎn)生動作。本系統(tǒng)中，人體傳感器采集的信號與環(huán)境光采集的信號相互間有著密切聯(lián)系。 展望由于教室大小面積各不相同、教室燈光數(shù)量不一，教室內(nèi)部安裝智能控制裝備的數(shù)量也會有所不同，特別是人體傳感器使用的數(shù)量受面積的影響更大，一套教室燈光控制系統(tǒng)的應(yīng)用也只是在有限的范圍內(nèi)。此問題可通過選用輸出電壓低些的變壓器，并在集成穩(wěn)壓器前串入兩只二極管降壓，同時增大散熱片來解決。本系統(tǒng)在運行過程中需要顯示查看的數(shù)據(jù)有時鐘及顯示數(shù)值。無論是讀操作還是寫操作，都必須在開頭的 8 個時鐘周期內(nèi)把提供地址和命令信息的 8 位數(shù)據(jù)裝入到 DS1302 的移位寄存器中。定時中斷為周期性中斷，每隔一定的時