【文章內(nèi)容簡介】 列的完全兼容，但實際操作起來卻存在很多問題： （ 1） AT89C51 不帶 ISP 下載，要用下載器才行， STC89C51 可以用你的 USB 轉(zhuǎn)串口下載，下載軟件可以到 STC 廠家網(wǎng)上去下。 （ 2） STC 單片機執(zhí)行指令的速度很快，大約是 AT 的 330 倍，盡管快是好事，但這樣一來，你在 AT 上好使的程序在 STC 上不一定好用，最典型的例子就是那些對時序有嚴格要求的模塊，用 STC 時注意得加長延時，大約是 AT 的 10— 30 倍就差不多，這一點自己調(diào)試就知道了。 （ 3） STC 單片機對工作環(huán)境的要求比較低，電壓低于 5 伏時仍然正常工作，甚至 3 伏到 4 伏之間都還可以工作，然而這樣的環(huán)境下 AT 肯定不行了，所以當一個系統(tǒng)用 STC 單片機好用，但用 AT 的單片機不工作時，直接查最小系統(tǒng)，看單片機的供電是否正常。 比較這兩種方案，由于在學校期間學過數(shù)字電路、單片機原理、 C 語言程序設計 ，綜合考慮單片機的各部分資源和作為學生能夠獲得的資源，經(jīng)過對比此次設計要求，我選擇用 STC 系列芯片完成。而且學校也提供了相應的硬件操作平臺，實際操作起來比較方便，故 STC 為更合理的選擇。本系統(tǒng)選擇 STC89C51 單片機作為主控芯片。足夠本設計運行，且價格便宜，下載程序方便。 感應器的選擇 方案一： 感應人體采用被動式紅外傳感技術(shù)，是利用紅外光敏器件將活動生物體發(fā)出的微量紅外線轉(zhuǎn)換成相應的電信號 ,并進行放大 ,處理 ,它能可靠的將運動著的生物體 (人 )和飄落的物體加以區(qū)別。同時它還具有監(jiān)控范圍大，隱蔽性好 ，抗干擾能力強和誤報率低等特點。被動式紅外入侵報警器又稱熱釋電紅外入侵報警器，由光學系統(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系統(tǒng)有三種，即反射式、透射式和折射式。其中反射式光學系統(tǒng)的靈敏度最高，其探測距離可達 25～ 60 m；透射式的靈敏度最低，探測距離為 2～ 10 m；折射式居中，兼有反射式和透射式的優(yōu)、缺點。 方案二：感應人體采用 主動式紅外探測器，由紅外發(fā)射機、紅外接收機組成。分別置于收、發(fā)端的光學系統(tǒng)一般采用的是光學透鏡，起到將紅外光束聚焦成較細的平行光束的作用，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的強度會因此產(chǎn)生變化，從而啟動信號。 比較這兩種方案，主動式紅外探測器 由于光束較窄，收發(fā)端安裝要牢固可靠，不應受 共 頁 第 頁 地面震動影響，而發(fā)生位移引起錯誤，光學系統(tǒng)要保持清潔，注意維護保養(yǎng)。因為主動式探測器所探測的是點到點，而不是一個面的范圍。其特點是探測可靠性非常高。但若對一個空間進行檢測，則需有多個主動式探測器，價格昂貴。主動式探測器常用于博物館中單體貴重文物展品的布防以及工廠倉庫的門窗封鎖、購物中心 的通道封鎖、停車場的出口封鎖、家居的陽臺封鎖等等。本設計適合采用被動式紅外傳感器，經(jīng)過多方面考慮，本設計采用紅外人體感應器模塊。 共 頁 第 頁 第三章 系統(tǒng)硬件電路設計 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，且教室控制設備中的人體存在傳感器等經(jīng)常會園環(huán)境情形變化而不穩(wěn)定，所以在設計過程中，電子元器件 的選用、線路布置和設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度和人體存在作為控制器的主要輸入?yún)?shù)?？梢詫崿F(xiàn)自動與手動控制相兼容。在自然環(huán)境光較強光線足夠時，無論人是否存在，都不開 燈 。在自然環(huán)境光較弱時，有人存在且超過一定時間，控制器自動打開電燈，直到人離開 后再延時一定時間后關(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 ,是整個系統(tǒng)執(zhí)行的基礎 ,它主要為軟件提供程序運行的平臺。而軟件部分，是對硬件端口所體現(xiàn)的信號，加以采集、分析、處理，最終實現(xiàn)控制器所要實現(xiàn)的各項功能。 系統(tǒng)控制單元是以單片機主控模塊為核心，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)動模塊，此設計運用單片機 、電壓比較器、光敏電阻、 人體感應 模塊、繼電器 等構(gòu)成一款智能 燈 設計 。單片機作為主控芯片，人體感模塊識別人體，光敏智能識別光線， LM393 電壓比較器來將光敏的芯片處理給單片機，繼電器控制負載燈。設計可以應用在教室，圖書館等一些公共場所，當光線暗并且有人時，繼電器會吸合，從而驅(qū)動任何負載，智能延時，當沒有人時燈不會亮，從而實現(xiàn)節(jié)能、智能的效果。用于現(xiàn)有教室照明系統(tǒng)的改造，實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的人性化智能管理，提高用電效率。 單片機作為主控制器，人體感應模塊識別人體，光敏智能識別光線， LM393 電壓比較器，繼電器控制負載燈。設計可以應用在教室，圖書館等 一些公共場所，當光線暗并且有人時，繼電器會吸合，從而驅(qū)動任何負載，智能延時，當沒有人時燈不會亮，從而實現(xiàn)節(jié)能、智能的效果。單片機作為主控制器，單片機作為主控制器，人體感應模塊識別人體，光敏智能識別光線， LM393 電壓比較器，繼電器控制負載燈。設計可以應用在教室，圖書館等一些公共場所，當光線暗并且有人時，繼電器會吸合，從而驅(qū)動任何負載，智能延時，當沒有人時燈不會亮，從而實現(xiàn)節(jié)能、智能的效果。 共 頁 第 頁 主控模塊設計 系統(tǒng)主控電路 本次設計選用 STC89C5l 作為步進電機的控制芯片． STC89C51 的結(jié)構(gòu)簡單并可以在編程器上實現(xiàn)閃爍式的電擦寫達幾萬次以上．使用方便等優(yōu)點，而且完全兼容 MCS5l 系列單片機的所有功能。 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。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 單片機的引腳功能 （ 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。單片機是一種時序電路，必須有脈沖信號才能工作，在它的內(nèi)部有一個時鐘產(chǎn)生電路，有兩種振蕩方式，一種是內(nèi)部振蕩方式，只要接上兩個電容和一個晶振即可；另一種是外部振蕩方式，采用外部振蕩方式時，需在XTL2 上加外部時鐘信號 。 （ 4） PSEN（ 29）：片外 ROM 選通信號，低電平有效。 （ 5） ALE/PROG（ 30）：地址鎖存信號輸出端 /EPROM 編程脈沖輸入端。 （ 6） RST/VPD（ 9）：復位信號輸入端 /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）：準雙向通用 I/0 口。 （ 10） P2 口（ 2128）：準雙向 I/0 口。 單片機的主要特性 與 MCS51 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間：全靜態(tài)工作： 0Hz24Hz 三級程序存儲器鎖定、 128*8 位內(nèi)部 RAM、 32 可編程 I/O 線、兩個16 位定時器 /計數(shù)器、 5 個中斷源、可編程串行通道、低功耗的閑置和掉電模式、片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 （ P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當 P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。在 FIASH 編程時， P0 口作為原碼輸入口，當 FIASH 進行校驗時，P0 輸出原碼，此時 P0 外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個內(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，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編 程和校驗時， P1 口作為第八位地址接收。 共 頁 第 頁 P2 口： P2 口為一個內(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 TTL門電流，當 P2 口被寫 “1”時，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， 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 口當用于外部程序存儲器或 16 位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時， P2 口輸出地址的高八位。在給出地址 “1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口在 FLASH 編程和校驗時接 收高八位地址信號和控制信號。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。當 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（記時器 0 外部輸入） T1（記時器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。 RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持 RST 腳兩個機器周期的高電平時間。 ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，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， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號 ，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖。如想禁止ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時， 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：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當 /EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。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)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩