【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 引腳為電源信號(hào)端，3號(hào)引腳為地信號(hào)端，2號(hào)引腳為采集信號(hào)輸出端。在電路設(shè)計(jì)中，為了使人體傳感器的工作更加可靠，介于人體傳感器的信號(hào)引腳2與地信號(hào)引腳3之間加一個(gè)6800PF的電容，，增加人體存在傳感器輸出信號(hào)的可靠性。其電路原理圖如圖36.圖36 人體傳感器電路圖 系統(tǒng)時(shí)鐘電路根據(jù)教室燈光使用特性，該系統(tǒng)還應(yīng)受到時(shí)間的控制，控制系統(tǒng)的時(shí)間應(yīng)符合學(xué)校的作息時(shí)闖。比如晚間休息、假期等時(shí)聞段應(yīng)該關(guān)掉教室燈光控制系統(tǒng)，以節(jié)約 能源，因此本研究還加入硬件時(shí)鐘電路以保證系統(tǒng)的智能化運(yùn)行。 硬件時(shí)鐘芯片的選取極其接口電路傳統(tǒng)的時(shí)鐘芯片，如MCL4681MC68H68T、LM8365等，這些芯片的引腳太多，體積大，占用的口線多。而現(xiàn)在流行的串行時(shí)鐘芯片很多，如DSL30DSL30DSL30PCF8485等，這些電路的接口簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、使用方便，被廣泛的使用。考慮到 本系統(tǒng)停電時(shí)只需對(duì)時(shí)鐘電路提供電源、且不需要占用太多單片杌資源，本系統(tǒng)采用美國(guó)DALLAS有充電能力的低功耗18的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM 寄存器的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片OS1302的是串行通信方式，還可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、 分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，具有閏年補(bǔ)償功能，,DL302 的升級(jí)產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源／后背電源雙電源引腳，同時(shí)提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。而且本系統(tǒng)采用的DS1202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，可為掉電保護(hù)電源提供可編程的充電功能的時(shí)鐘芯片DS1202的引腳圖如圖37所示圖37 時(shí)鐘芯片DS1202的引腳圖DS1302與單片機(jī)接口電路連接原理圖如圖38，其中Vcc2：，為DS1032的備用電源。Vcc1外接系統(tǒng)供電模塊的輸出穩(wěn)定電壓+5V，為DS1302 的主電源。DS1302由Vcc1和Vcc2兩者中較大者供電。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，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(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。X和X2是振蕩源。RST是復(fù)位/片選線，通 過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送，與單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)相連。時(shí)鐘 ，進(jìn)行時(shí)鐘控制。數(shù)據(jù)輸入/輸出端I/ 引腳，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。圖 38 DS1302與單片機(jī)接口電路連接原理圖 硬件時(shí)鐘芯片的引腳功能極其工作原理 RST是復(fù)位/片選線，通過(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存器；其次RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù) 據(jù)傳送被初始化，允許對(duì)DS1302迸行操作．如果在傳送過(guò)程中RST置為低電平，就會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在Vcc≥205V之前，RST 必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。I/O為串行數(shù) 據(jù)輸入輸出端（雙向），后面有詳細(xì)說(shuō)明。SCLK始終是輸入端。 硬件時(shí)鐘芯片DS1032與微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，首先由微處理器向電路發(fā)送命令字節(jié)，命令字節(jié)最高位MSB(D7)必須為邏輯1，如果D7=0，則禁止寫(xiě)DS1032，即寫(xiě)保護(hù)；D6=0，指定時(shí)鐘數(shù)據(jù)，D6=1,指定RAM數(shù)據(jù)；D5D1指定輸入或輸出的特 定寄存器；最低位LSB(D0)為邏輯0，指定寫(xiě)操作（輸入），D0=1，指定讀操作(輸出)。 在DS1032的時(shí)鐘日歷或RAM進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，DS1032必須首先發(fā)送命令字節(jié)。 若進(jìn)行單字節(jié)傳送，8位命令字節(jié)傳送結(jié)束之后，在下2個(gè)SCLK周期的上升沿輸入 數(shù)據(jù)字節(jié)，或在下8個(gè)SCLK周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。DS1032與RAM相關(guān)的寄存器分為兩類(lèi)：一類(lèi)是單個(gè)RAM單元，共31個(gè)，每個(gè)單元組態(tài)為一個(gè)8位的字節(jié)，其命令控制字為COH～FDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫(xiě)操作；再一類(lèi)為突發(fā)方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性讀、寫(xiě)所有的 RAM的31個(gè)字節(jié)。 要特別說(shuō)明的是備用電源，可以用電池或者超級(jí)電容器()。雖然DS1032 在主電源掉電后的耗電很小，但是，如果要長(zhǎng)時(shí)間保證時(shí)鐘正常，最好選用小型充電 電池。如果斷電時(shí)間較短（幾小時(shí)或幾天），就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。100μF就可以保證1小時(shí)的正常走 時(shí)。DS1032在第一次加電后，必須進(jìn)行初始化操作。初始化后就可以按正常方法調(diào)整時(shí)間。 在單片機(jī)工作過(guò)程中，不可避免的回由于外界的干擾而產(chǎn)生程序跑飛，死機(jī)甚至照成整機(jī)癱瘓等情況，為了能夠恢復(fù)單片機(jī)的工作，只能采用復(fù)位的方法。雖然在程序設(shè)計(jì)中，可以使用軟件陷阱的方法來(lái)減少這種情況的發(fā)生，但是不能完全解決這個(gè)問(wèn)題，因此還應(yīng)該在硬件設(shè)計(jì)中使用看門(mén)電路，這樣的單片機(jī)發(fā)生死機(jī)的情況下，看門(mén)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?，F(xiàn)在的MCU被集成了越來(lái)越多的功能，有的集成了看門(mén)狗，如IMP813L。由于系統(tǒng)需要看門(mén)狗和EEPROM所以本硬件設(shè)計(jì)中使用美國(guó)XICOR公司生產(chǎn)的芯片X5045。X5045具有三種功能：看門(mén)狗定時(shí)器，復(fù)位控制和EEPROM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(mén)狗功能與高速三線非易失性存儲(chǔ)組合在一起，從而在很大程度上降低了系統(tǒng)成本減少了系統(tǒng)并減少了對(duì)電路板空間的要求，X5045的引腳排列如圖39。圖 39 X5045的引腳排列看門(mén)狗定時(shí)器的預(yù)置時(shí)間是通過(guò)X5045的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來(lái)設(shè)定的。如表格32狀態(tài)寄存器所示，X5045狀態(tài)寄存器共有6位有含義。其中WDI、WDO和看門(mén)狗電路有關(guān)，其余位和EEPROM得工作設(shè)置有關(guān)。表32 狀態(tài)寄存器D7D6D5D4D3D2D1D0XXWD1WD0BL1BL0WELWIPWD1=0,WD0=0,。WD1=0,WD0=1。WD1=0，WD0=0,。WD1=1,WD0=1,禁止看門(mén)工作。看門(mén)狗電路的定時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短可由具體應(yīng)用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時(shí)最大循環(huán)周期的時(shí)間略長(zhǎng)即可。本系統(tǒng)中X5045的硬件連接圖如圖310所示圖 310 本系統(tǒng)中X5045的硬件連接圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及故障保護(hù)部分由X5045組成，X5045是一種串行通訊的512字節(jié)EEPROM，同時(shí)兼有看門(mén)狗和電源監(jiān)控功能，X5045有三種可編程看門(mén)狗周期，上電和VCC低于檢測(cè)門(mén)限時(shí)，輸出復(fù)位信號(hào)，X5045輸出復(fù)位電平有效，為了復(fù)位更加可靠，其復(fù)位輸出端外接一個(gè)10K的上拉電阻，并與AT89C52的復(fù)位端相連，看門(mén)狗能在電源上電、掉電期間產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)。該芯片還帶有一個(gè)104秒的看門(mén)狗定時(shí)器可監(jiān)控單片機(jī)的工作。，出現(xiàn)故障，內(nèi)部定時(shí)器將使看門(mén)狗WDI處于低電平狀態(tài)，為系統(tǒng)提供保護(hù)，避免死機(jī)程序跑飛貨進(jìn)入死循環(huán)等意外的發(fā)生。X5045代表了新一代串行EEPROM的發(fā)展趨勢(shì)，它的運(yùn)用極大的節(jié)省了系統(tǒng)空間和資源，同時(shí)簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。 遙控鍵盤(pán)管理模塊電路紅外遙控鍵盤(pán)是目前使用最廣泛的一種遙控手段。由于紅外線遙控裝置具有體積小、功耗低、功能強(qiáng)、成本低等特點(diǎn)，因而，繼彩電、錄像機(jī)之后，在錄音機(jī)、音響設(shè)備、空調(diào)機(jī)以及玩具等其他小型電器裝置上也紛紛采用紅外線遙控。工業(yè)設(shè)備中，在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等環(huán)境下，采用紅外線遙控不僅可靠而且能有效地隔離電氣干擾。我們采用市場(chǎng)上很容易就能買(mǎi)到，且信號(hào)較穩(wěn)定的JVC：RMC457型號(hào)遙控器作為燈光控制的鍵盤(pán)。 紅外遙控?cái)?shù)據(jù)流的編碼結(jié)構(gòu)為了使系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，信號(hào)的碼流絕大多數(shù)采用“重復(fù)”發(fā)送方式，但其重復(fù)規(guī)則有所不同，可概括為以下幾種：（1） 簡(jiǎn)單重復(fù)方式，即將數(shù)碼進(jìn)行簡(jiǎn)單重復(fù)發(fā)送；（2） 有引導(dǎo)碼的數(shù)據(jù)重復(fù)方式，引導(dǎo)碼主要是為了保證接收同步；（3） 重復(fù)碼方式，為了降低功耗，第一組數(shù)據(jù)發(fā)送出去后，每隔一定時(shí)間僅發(fā)出一個(gè)窄脈沖，稱(chēng)為重復(fù)碼； 紅外遙控?cái)?shù)據(jù)流的識(shí)別選用遙控器鍵盤(pán)的時(shí)候，原本我們并不知道其具體的編碼規(guī)則及數(shù)據(jù)碼流。本人采用顧偉電子實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的GDS815/820/840系列的數(shù)字儲(chǔ)存示波器，來(lái)采集遙控器發(fā)出的鍵碼信號(hào)并總結(jié)碼流方式，以備遙控器的軟件設(shè)計(jì)使用。每個(gè)鍵的信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)如表33，X1表示引導(dǎo)碼的寬度，X2表示識(shí)別碼和數(shù)據(jù)碼的總寬度，其寬度單位為 ms。表33 每個(gè)鍵的信號(hào)測(cè)量數(shù)據(jù)單位：msX1值X2值由此可知當(dāng)一個(gè)鍵被按下延遲40ms時(shí)，這40ms發(fā)射代碼由一個(gè)起始碼（）和一個(gè)16位數(shù)據(jù)碼（）組成。如果按鍵下超過(guò)40ms仍不松開(kāi)，接下來(lái)發(fā)射重復(fù)代碼，仍為一個(gè)起始碼（）和一個(gè)16位數(shù)據(jù)碼（）組成。采用脈寬制的串行碼，、“0”；、“1”。解碼的關(guān)鍵是如何識(shí)別“0”和“1”，由示波器采集的信號(hào)及位的定義我們可以發(fā)現(xiàn)“0”、“1”，不同的高電