【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ,處理 ,它能可靠的將運(yùn)動(dòng)著的生物體 (人 )和飄落的物體加以區(qū)別。同時(shí)它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)和誤報(bào)率低等特點(diǎn)。被動(dòng)式紅外入侵報(bào)警器又稱熱釋電紅外入侵報(bào)警器，由光學(xué)系統(tǒng)，紅外傳感器和信息處理三部分組成。目前與紅外傳感器配套的光學(xué)系統(tǒng)有三種，即反射式、透射式和折射式。其中反射式光學(xué)系統(tǒng)的靈敏度最高，其探測(cè)距離可達(dá) 25～ 60 m；透射式的靈敏度最低，探測(cè)距離為 2～ 10 m；折射式居中，兼有反射式和透射式的優(yōu)、缺點(diǎn)。 方案二：感應(yīng)人體采用 主動(dòng)式紅外探測(cè)器，由紅外發(fā)射機(jī)、紅外接收 機(jī)組成。分別置于收、發(fā)端的光學(xué)系統(tǒng)一般采用的是光學(xué)透鏡，起到將紅外光束聚焦成較細(xì)的平行光束的作用，以使紅外光的能量能夠集中傳送。紅外光在人眼看不見的光譜范圍，有人經(jīng)過這條無形的封鎖線，必然全部或部分遮擋紅外光束。接收端輸出的電信號(hào)的強(qiáng)度會(huì)因此產(chǎn)生變化，從而啟動(dòng)信號(hào)。 比較這兩種方案， 主動(dòng)式紅外探測(cè)器 由于光束較窄，收發(fā)端安裝要牢固可靠，不應(yīng)受 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁 第 頁 地面震動(dòng)影響，而發(fā)生位移引起錯(cuò)誤，光學(xué)系統(tǒng)要保持清潔，注意維護(hù)保養(yǎng)。 因?yàn)?主動(dòng)式探測(cè)器所探測(cè)的是點(diǎn)到點(diǎn)，而不是一個(gè)面的范圍。其特點(diǎn)是探測(cè)可靠性非常高。但若對(duì)一個(gè)空間進(jìn)行 檢測(cè) ，則需有多個(gè)主動(dòng)式探測(cè)器，價(jià)格昂貴。主動(dòng)式探測(cè)器常用于博物館中單體貴重文物展品的布防以及工廠倉(cāng)庫(kù)的門窗封鎖、購(gòu)物中心的通道封鎖、停車場(chǎng)的出口封鎖、家居的陽臺(tái)封鎖等等。 本設(shè)計(jì)適合采用被動(dòng)式紅外傳感器，經(jīng)過多方面考慮，本設(shè)計(jì)采用紅外人體感應(yīng)器模塊。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁 第 頁 第三章 系統(tǒng)硬件 電路 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件概述 本系統(tǒng) 考慮到所安裝的環(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等經(jīng)常會(huì)園環(huán)境情形變化而不穩(wěn)定，所以在設(shè)計(jì)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。 所研制的控制器以自然光強(qiáng)度 和人體存在作為控制器的主要輸入?yún)?shù)?？梢詫?shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)控制相兼容。在自然環(huán)境光較強(qiáng)光線足夠時(shí)，無論人是否存在，都不開燈 。在自然環(huán)境光較弱時(shí)，有人存在且超過一定時(shí)間，控制器自動(dòng)打開電燈，直到人離開 后再延時(shí)一定時(shí)間后關(guān)燈。 本文所研究的教室燈光控制器主要是由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分是前提 ,是整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行的基礎(chǔ) ,它主要為軟件提供程序運(yùn)行的平臺(tái)。而軟件部分，是對(duì)硬件端口所體現(xiàn)的信號(hào)，加以采集、分析、處理，最終實(shí)現(xiàn)控制器所要實(shí)現(xiàn)的各項(xiàng)功能。 系統(tǒng)控制單元是以單片機(jī)主控模塊為核心，其它外圍電路主要包括：系統(tǒng) 供電模塊、環(huán)境光模塊、人體存在傳感器模塊、光敏模塊及繼電器驅(qū)動(dòng)模塊，此設(shè)計(jì)運(yùn)用單片機(jī) 、電壓比較器、光敏電阻、 人體感應(yīng)模塊、繼電器 等構(gòu)成一款智能 燈 設(shè)計(jì) 。單片機(jī)作為主控芯片，人體感模塊識(shí)別人體，光敏智能識(shí)別光線， LM393 電壓比較器來將光敏的芯片處理給單片機(jī)，繼電器控制負(fù)載燈。設(shè)計(jì)可以應(yīng)用在教室，圖書館等一些公共場(chǎng)所，當(dāng)光線暗并且有人時(shí)，繼電器會(huì)吸合，從而驅(qū)動(dòng)任何負(fù)載，智能延時(shí)，當(dāng)沒有人時(shí)燈不會(huì)亮，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、智能的效果。用于現(xiàn)有教室照明系統(tǒng)的改造，實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的人性化智能管理，提高用電效率。 單片機(jī)作為主 控制器，人體感應(yīng)模塊識(shí)別人體，光敏智能識(shí)別光線， LM393 電壓比較器，繼電器控制負(fù)載燈。設(shè)計(jì)可以應(yīng)用在教室，圖書館等一些公共場(chǎng)所，當(dāng)光線暗并且有人時(shí)，繼電器會(huì)吸合，從而驅(qū)動(dòng)任何負(fù)載，智能延時(shí)，當(dāng)沒有人時(shí)燈不會(huì)亮，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、智能的效果。單片機(jī)作為主控制器，單片機(jī)作為主控制器，人體感應(yīng)模塊識(shí)別人體，光敏智能識(shí)別光線， LM393 電壓比較器，繼電器控制負(fù)載燈。設(shè)計(jì)可以應(yīng)用在教室，圖書館等一些公共場(chǎng)所，當(dāng)光線暗并且有人時(shí)，繼電器會(huì)吸合，從而驅(qū)動(dòng)任何負(fù)載，智能延時(shí)，當(dāng)沒有人時(shí)燈不會(huì)亮，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能、智能的效果。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁 第 頁 主控模塊設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主控電路 本次設(shè)計(jì)選用 STC89C5l 作為步進(jìn)電機(jī)的控制芯片． STC89C51 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并可以在編程器上實(shí)現(xiàn)閃爍式的電擦寫達(dá)幾萬次以上．使用方便等優(yōu)點(diǎn)，而且完全兼容 MCS5l 系列單片機(jī)的所有功能。 STC89C51 是一種帶 4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器 （ FPEROM—FAlsh ProgrAmmABle And ErAsABle ReAd Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 單片機(jī)的引腳功能 （ 1） VCC（ 40）：電源 +5V。 （ 2） VSS（ 20）：接地，也就是 GND。 （ 3） XTL1（ 19）和 XTL2（ 18）：振蕩電路。單片機(jī)是一種時(shí)序電路，必須有脈沖信號(hào)才能工作，在它的內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘產(chǎn)生電路，有兩種振蕩方式，一種是內(nèi)部振蕩方式，只要接上兩個(gè)電容和一個(gè)晶振即可；另一種是外部振蕩方式，采用外部振蕩方式時(shí)，需在XTL2 上加外部時(shí)鐘信號(hào) 。 （ 4） PSEN（ 29）：片外 ROM 選通信號(hào)，低電平有效。 （ 5） ALE/PROG（ 30）：地址鎖存信號(hào)輸出端 /EPROM 編程脈沖輸入端。 （ 6） RST/VPD（ 9）：復(fù)位信號(hào)輸入端 /備用電源輸入端。 （ 7） EA/VPP（ 31）：內(nèi) /外部 ROM 選擇端。 （ 8） P0 口（ 3932）：雙向 I/O 口。 （ 9） P1 口（ 18）：準(zhǔn)雙向通用 I/0 口。 （ 10） P2 口（ 2128）：準(zhǔn)雙向 I/0 口。 單片機(jī)的 主要特性 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定、 128*8 位內(nèi)部 RAM、 32 可編程 I/O 線 、兩個(gè)16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、 5 個(gè)中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 （ P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。 P1 口管腳 寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁 第 頁 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè) TTL門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時(shí)，它利用內(nèi) 部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3口： P3口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。當(dāng) P3 口寫入 “1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。 P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： P3 口管腳備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許 的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ) 器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1 時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。 I/O 口引腳： a： P0 口，雙向 8 位三態(tài) I/O 口，此口為地址總線（低 8 位）及數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用； b： P1 口， 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口； c： P2 口， 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，與地址總線（高 8 位）復(fù)用； d： P3 口， 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口，雙功能復(fù)用口。 振蕩器特性： XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2 應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電 平要求的寬度。 畢業(yè)設(shè)計(jì)用紙 共 頁 第 頁 在功能上， MCS51 系列單片機(jī)有基本型和增強(qiáng)型兩類，它們以芯片型號(hào)的末位數(shù)字來區(qū)分。即“ 1”為基本型，“ 2”為增強(qiáng)型。 在 MCS51 系列單片機(jī)中，我們以 8051 為例，來介紹其結(jié)構(gòu)及功能。 8051 單片機(jī)的內(nèi)部功能框圖如圖 31 所 示： 圖 31 MCS51 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 單片機(jī)最小系統(tǒng) STC89C51 單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。在單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 引腳外接石英晶體（簡(jiǎn)稱晶振），就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)。圖中電容 C1 和C2 的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在 530pF，典型值為 30pF。晶振 CYS 的振蕩頻率范圍在 間選擇，典型值為 12MHz 和 。