【正文】 一個(gè)二極管閃爍顯示整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)教室燈光的自動(dòng)開(kāi)燈、關(guān)燈控制。 初步試驗(yàn)證明，本系統(tǒng)適用性較好，可以應(yīng)用于教室、樓道和辦公室中。繼電器驅(qū)動(dòng)電路中還需注意的是要與繼電器線圈并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管，增加對(duì)驅(qū)動(dòng)三 極管的保護(hù)。 (2)軟件調(diào)試：在軟件調(diào)試時(shí)采用在計(jì)算機(jī)上利用模擬軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的硬件模擬、指令模擬及運(yùn)行狀態(tài)模擬，從而完成應(yīng)用 軟件開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。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(shí)初始化 Write1302 (WRITE_PROTECT， 0x80)； //允許寫保護(hù) } 顯示驅(qū)動(dòng)模塊 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)顯示是人機(jī)交互對(duì)話的一個(gè)重要通道。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(shí)，探測(cè)和靈敏度就會(huì)明顯下降，甚至造成短時(shí)失靈。 本系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊主要包括對(duì)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(hào)采集處理、時(shí)鐘管理、按鍵 接收處理、驅(qū)動(dòng)顯示模塊 )，實(shí)時(shí)中斷處理等。如表 狀態(tài)寄存器所示， X5045 狀態(tài)寄存器共有 6 位。當(dāng) 端口為低電平，即基極為低電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)出聲音，以示教室燈工作超時(shí)。當(dāng) Vcc2Vcc1+ 時(shí) ，由 Vcc2 向 DS1302供電，當(dāng) Vcc2 Vcc1 時(shí)，由 Vcc1 向 DS1302 供電。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。該芯片的主要特征見(jiàn)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(shí)報(bào)警模塊 按鍵電路 數(shù)碼管顯示模塊 看門狗模塊 時(shí)鐘模塊 EEPROM 存儲(chǔ)器模塊 第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計(jì) 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 。 教室燈光控制器一般安裝在教室內(nèi)避開(kāi)電燈直射的位置，且人體傳感器安置時(shí)應(yīng)使人體活動(dòng)方向與人體傳感器中兩個(gè)熱釋電元連線方向垂直，這樣可使人體存在信號(hào)采集更加靈敏、可靠，同時(shí)還要盡可能避免外界風(fēng)直接吹向人體傳感器。電路存在兩種工作模式：自動(dòng)控制模式和強(qiáng)制模式。其中，光敏傳感電路模塊主要完成對(duì)教室當(dāng)前光線明暗程度的判定，時(shí)鐘電路主要實(shí)現(xiàn)時(shí)基功能，兩者分別提供光照和定時(shí)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(yùn)算結(jié)果輸出到液晶顯示屏，同時(shí)對(duì)教室燈光進(jìn)行控制。該系統(tǒng)具有體積小，控制方便，可靠性高，針對(duì)性強(qiáng)，性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足各類院校對(duì)教室燈光控制的要求，很大程度的達(dá)到節(jié)能目的。 HD44780 具有簡(jiǎn)單而功能較強(qiáng)的指令集，可實(shí)現(xiàn)字符移動(dòng)／閃爍等功能。 引言 4 初始模塊主要完成 I／ O 口、定時(shí)／計(jì)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(shí)間、作息時(shí)間等的設(shè)定。 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(shí)現(xiàn)對(duì)人體存在的檢測(cè)。 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。 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(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)的高電平為 ； 延時(shí)時(shí)間：可制作范圍零點(diǎn)幾秒 — 十幾分鐘； 封鎖時(shí)間：可制作范圍零點(diǎn)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。第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計(jì) 7 圖 27 時(shí)鐘電路 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 繼電器驅(qū)動(dòng)接口電路如圖 28 所示，這里繼電器由相應(yīng)的 PNP 型號(hào)的 9012三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)。 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(hào)，確定哪 個(gè)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(dòng)。 第三章 控制模塊軟件設(shè)計(jì) 11 第三章 控制模塊軟件設(shè)計(jì) 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 。計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，去置位定時(shí)器溢出標(biāo)志位，向單片機(jī)的 CPU 申請(qǐng)中斷。 同時(shí)，為了防止復(fù)位輸入端受到外部的干擾，要求上電時(shí)，在主電 源引腳Vcc2≥ 之前， RST 必須為邏輯 0。 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。 分析解決：穩(wěn)壓器溫度過(guò)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(guò)大。 本控制系統(tǒng)與已有的教室燈光配套使用時(shí)，不需要對(duì)原有設(shè)備電路進(jìn)行大的改動(dòng)，以降低實(shí)現(xiàn)教室燈光智能控制的成本。若教室面積很大，超過(guò)人體傳感器輻射范圍，這樣采集的信號(hào)可能會(huì)不夠準(zhǔn)確，進(jìn)而影響控制設(shè)備的運(yùn)行。 2．人體存在傳感器有人存在時(shí)輸出高電平的電壓偏低 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析 20 分析解決：人體存在傳感器輸出高電平的電壓偏低，單片機(jī)會(huì)產(chǎn)生誤判，或采集不到正確的信號(hào)，于是在人體存在傳感器的輸出端加一個(gè) 100KΩ 的上拉電阻。正常工作中 8位顯示器顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘，顯示小時(shí)、分鐘、秒，其中有兩位用來(lái)顯示“ — ”，用以分隔顯示小時(shí)、分鐘和秒，這樣顯示更加清晰。地址 /命令信息用于指明 40 個(gè)寄存器中的哪個(gè)進(jìn)行何種操作。本系統(tǒng)中設(shè)定的定時(shí)中斷主要用來(lái)構(gòu)造多任務(wù)操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)響應(yīng)中斷后，無(wú)需對(duì)斷點(diǎn)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，可直接進(jìn)行多任務(wù)時(shí)間的劃分工作，使相應(yīng)的操作任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，即該中斷可以啟動(dòng)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(shí)恢復(fù)單片機(jī)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(jì)中使用看門狗電路，這樣在單片機(jī)發(fā)生死機(jī)的情況下，看門狗將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)，使單片機(jī)復(fù)位，重新執(zhí)行程序。如果 、 為低電平，三極管的基極就會(huì)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(huì)得電吸合，從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載，點(diǎn)亮相應(yīng)電燈。 考慮到本系統(tǒng)停電時(shí)需為時(shí)鐘電路提供電源、且不 占用太多單片機(jī)資源，于是采用具有充電能力的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片 DS1302， 作為臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器。在無(wú)光照時(shí)，三極管的穿透電流很小，為暗電流，有光照時(shí)，產(chǎn)生的 Ib 增大，成為光電流 Ie，光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。該電路的接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛的使用。 4 調(diào)試和總結(jié) 在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后我們?cè)谡{(diào)查研究的基礎(chǔ)上，對(duì)什么光線情況下應(yīng)該開(kāi)燈及系統(tǒng)在根據(jù)學(xué)校的作息時(shí)間上進(jìn)行了設(shè)定驗(yàn)證、調(diào)試，結(jié)果顯示本系統(tǒng)可以穩(wěn)定運(yùn)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(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的作用。指示燈主要實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)，如系統(tǒng)工作于自動(dòng)控制模式還是強(qiáng)制模式，滅燈或亮燈狀態(tài)等的指示。其輸入?yún)?shù)主要是人體存在信號(hào)和環(huán)境光強(qiáng)度信號(hào)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(chǔ)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(qiáng)度大于一定程度時(shí)，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(jī)進(jìn)行通信，體積小，使用簡(jiǎn)單，時(shí)鐘精度較高，滿足系統(tǒng)的要求，其引腳圖如圖 26 所示。 圖 28 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 超時(shí)報(bào)警電路 本系統(tǒng)采用的超時(shí)報(bào)警電路如圖 29 所示。這三種功能是集成在單個(gè) 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(chǔ)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(duì)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(gè)控制系統(tǒng)的核心部分，其它外 圍模塊一般都需經(jīng)過(guò)監(jiān)控模塊實(shí)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(diǎn) 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