【文章內(nèi)容簡介】 信號(hào)，反之輸出電壓為0V。菲涅耳透鏡又稱螺紋透鏡，是根據(jù)法國光物理學(xué)家Fresnel發(fā)明的原理采用電鍍模具工藝和PE（聚乙烯）材料壓制而成。鏡片（）表面刻錄了一圈圈由小到大、向外由淺至深的同心圓，從剖面看似鋸齒。當(dāng)人體進(jìn)入感應(yīng)范圍，人體釋放的紅外光就會(huì)透過鏡片被聚集在遠(yuǎn)距離A區(qū)或中距離B區(qū)或近距離C區(qū)的某個(gè)段的同心環(huán)上，同心環(huán)與紅外線探頭有一個(gè)適當(dāng)?shù)慕咕?，紅外光正好被探頭接收，探頭將光信號(hào)變成電信號(hào)送入電子電路驅(qū)動(dòng)負(fù)載工作。當(dāng)人沿敏感方向移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)人體發(fā)出的紅外線被紅外傳感器接收，則人體存在被感應(yīng)并輸出高電平；當(dāng)人沿不敏感方向移動(dòng)時(shí)，則人體傳感器所體現(xiàn)的信號(hào)就會(huì)不理想，有時(shí)還會(huì)產(chǎn)生誤動(dòng)作。所以在現(xiàn)場(chǎng)選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報(bào)、求得最佳檢測(cè)靈敏度極為重要的一環(huán)。 人體計(jì)數(shù)電路教室內(nèi)的人數(shù)是決定開燈數(shù)量的重要因素。為了知道學(xué)生是走出教室還是進(jìn)入教室，我們采用兩路對(duì)射式激光傳感器，可以將一個(gè)安裝在門外墻壁上，另一個(gè)安裝在門內(nèi)墻壁上。這樣的話，只要知道哪一個(gè)傳感器先發(fā)出信號(hào)，就可知道學(xué)生是進(jìn)還是出。如果門外的先有信號(hào)，而門內(nèi)后接收到信號(hào)，則說明是有人進(jìn)入教室；反之的話，則說明有人走出教室。單片機(jī)將接收統(tǒng)計(jì)到的人數(shù)與遙控器設(shè)定好的的人數(shù)閾值比較，在光照強(qiáng)度不滿足要求的前提下，如果統(tǒng)計(jì)的人數(shù)小于閾值時(shí)，則教室就打開一定數(shù)量的燈，如果統(tǒng)計(jì)人數(shù)大于設(shè)定的閾值，則打開更多的燈或是全部的燈。 人體計(jì)數(shù)電路人體計(jì)數(shù)電路采用一個(gè)激光發(fā)射頭和激光接收端搭配組成。激光發(fā)射頭發(fā)出的光必須直射在激光接收器上，這樣激光接受端的2腳就會(huì)產(chǎn)生低電平，此時(shí)LED燈D2不亮；當(dāng)有人通過門，就會(huì)遮擋住激光頭發(fā)出的激光，激光接受端的2腳產(chǎn)生高電平信號(hào)供給單片機(jī)，此時(shí)LED燈D2亮。圖中，CC6和C7的作用是濾除電源的雜波，目的是不影響電源的穩(wěn)定性； 作用是用以穩(wěn)定電源。在探測(cè)時(shí)，可能會(huì)發(fā)生一種情況，就是教室門口會(huì)出現(xiàn)人員擁擠或者幾個(gè)人同時(shí)通過探測(cè)器的現(xiàn)象，探測(cè)器會(huì)被幾個(gè)人同時(shí)遮擋，所以探測(cè)到的人數(shù)是不太準(zhǔn)確的，這就稱為模糊人數(shù)。此模糊人數(shù)通過LCD顯示屏顯示，方便老師對(duì)上課人數(shù)的統(tǒng)計(jì)。 無線遙控電路 遙控發(fā)射電路在本次設(shè)計(jì)中，我們采用的是紅外遙控。紅外線遙控裝置的優(yōu)點(diǎn)是具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠性高、制作方便、抗干擾能力強(qiáng)、成本低廉等。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。同時(shí)，紅外遙控不會(huì)影響到鄰近的無線電設(shè)備，不會(huì)出現(xiàn)遙控信號(hào)“串門”的情況，是近距離遙控優(yōu)選方式。本系統(tǒng)采用WD6122編碼芯片的遙控器[19]。 WD6122編碼芯片管腳 WD6122編碼芯片管腳說明管腳號(hào)符號(hào)輸入輸出功能描述221～6KI0KI7I鍵掃描輸入端7REMO數(shù)據(jù)輸出管腳（遙控輸出）8Vdd1電源正極9SELI選擇管腳10OSCOO振蕩器管腳（輸出）11OSCII振蕩器管腳（輸入）12Vss2電源正極13LMPO輸出LED指示（呈閃爍狀態(tài)）21～14KI/～KI/O7I/O鍵掃描輸入/輸出管腳22CCSI鍵掃描輸入 遙控接收電路 本設(shè)計(jì)的接收電路使用一體化的集成紅外接收器成品，一體化的紅外接收裝置將紅外信號(hào)的接收、放大、檢波、整形集于一身，并且輸出可以讓單片機(jī)識(shí)別的TTL信號(hào)，這樣大大簡化了接收電路的復(fù)雜程度和電路的設(shè)計(jì)工作，方便使用。在本系統(tǒng)中采用的紅外一體化接收頭HS0038，外接電容。該接收器對(duì)外只有三個(gè)引腳，分別為電源VCC、地GND和一個(gè)脈沖信號(hào)輸出OUT，脈沖信號(hào)輸出接CPU的中斷輸入引腳INT0，采用這種連接方式，軟件解碼既可以工作于查詢方式，也可以工作在中斷方式。單片機(jī)STC12C5A60S2根據(jù)不同的信息碼可以對(duì)相應(yīng)的端口進(jìn)行控制操作。 遙控器信號(hào)接收模塊 繼電器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)本系統(tǒng)中采用直流電磁繼電器，型號(hào)為G5LA14 5V直流雙通電磁繼電器。，1腳為動(dòng)觸點(diǎn)，3腳為常開觸點(diǎn)，4腳為常閉觸點(diǎn)，當(dāng)2到5腳之間有電流通過時(shí)線圈會(huì)產(chǎn)生磁力從而導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)對(duì)日光燈的控制。 繼電器底端視圖，這里繼電器是由PNP型號(hào)的S8550三極管來驅(qū)動(dòng)。開機(jī)時(shí)，三極管會(huì)截止，所以當(dāng)開機(jī)后，繼電器會(huì)處于釋放狀態(tài)；，就會(huì)拉低三極管的基極從而產(chǎn)生足夠的基極電流，三極管就會(huì)導(dǎo)通，繼電器得電吸合，然后驅(qū)動(dòng)負(fù)載開燈。繼電器的輸出端需要并聯(lián)100的電阻和104電容，目的是防止繼電器吸合，避免釋放期間產(chǎn)生火花。繼電器線圈兩端反相并聯(lián)的二極管D6可以起到吸收反向電動(dòng)勢(shì)的功能，保護(hù)三極管。 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 LCD顯示電路設(shè)計(jì)為了系統(tǒng)能夠顯示當(dāng)前的工作模式和狀態(tài)，以及設(shè)定的人數(shù)閾值和光強(qiáng)度閾值，我們加入了LCD顯示電路，將需要展示的顯示出來。本設(shè)計(jì)選用的是帶中文字庫的LCD12864。目的是顯示當(dāng)前的工作模式、模糊人數(shù)和光照強(qiáng)度等。帶中文字庫的12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡體中文字庫的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864，內(nèi)置8192個(gè)1616點(diǎn)漢字和128個(gè)168點(diǎn)ASCII字符集，利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。其可以顯示84行1616點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示。它還具有低電壓低功耗的優(yōu)點(diǎn)。 LCD12864顯示電路本系統(tǒng)分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種工作模式，而這兩種工作模式都可以通過LCD12864顯示屏來顯示。當(dāng)在自動(dòng)控制模式的情況下，顯示屏顯示的內(nèi)容有工作模式、模糊人數(shù)、當(dāng)前光強(qiáng)和開燈狀態(tài)一共四個(gè)信息，而在在手動(dòng)控制模式的情況下下，顯示屏顯示的內(nèi)容就只有工作模式和開燈狀態(tài)這兩條信息。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)上面我們介紹了系統(tǒng)的硬件部分，再配上相應(yīng)的軟件，這樣才能構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。軟件的開發(fā)與系統(tǒng)的硬件是密不可分的。在本次設(shè)計(jì)過程中，總體設(shè)計(jì)采用自上至下的設(shè)計(jì)思想將主程序設(shè)計(jì)好，而在各個(gè)部分展開成從屬程序或子程序時(shí)，是將各個(gè)小模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和編程，同時(shí)在編程的過程中又用到了結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的思想。本控制系統(tǒng)軟件模塊主要包括：LCD顯示模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊、遙控器發(fā)射和接受模塊。 系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊系統(tǒng)初始化開始工作，可以選擇為人為控制狀態(tài)和自動(dòng)控制狀態(tài)。，該流程圖描述的是整個(gè)流程的控制情況。首先系統(tǒng)初始化后處于自動(dòng)控制狀態(tài)，當(dāng)有人進(jìn)出教室時(shí)液晶顯示屏?xí)詣?dòng)顯示人數(shù)的加減情況，單片機(jī)將采集到的光照數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后在LCD顯示屏上顯示。當(dāng)教室沒有人或當(dāng)前的關(guān)照強(qiáng)度大于設(shè)定的光照閾值時(shí)，教室不開燈；而當(dāng)教室有人且光照強(qiáng)度小于設(shè)定的光照閾值時(shí)，如果教室的人數(shù)小于設(shè)定的人數(shù)閾值，打開一半的燈，大于則打開全部的燈。其中，光照閾值和人數(shù)閾值都可以通過遙控器進(jìn)行設(shè)置，紅外接收端接收到遙控器發(fā)射的無線信號(hào)后進(jìn)行解碼并輸入單片機(jī)，單片機(jī)通過I/O口控制信號(hào)的轉(zhuǎn)換，然后輸出控制信號(hào)控制繼電器，繼電器得到控制信號(hào)后通過動(dòng)態(tài)觸點(diǎn)的閉合和斷開來控制教室里燈的亮滅。若想使系統(tǒng)處于人為控制模塊，則可通過遙控器上的模式轉(zhuǎn)換鍵來切換系統(tǒng)的控制狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)處于人為控制模塊時(shí)，可通過遙控器上的按鍵來人為的控制相應(yīng)燈管的亮滅。西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開始 初始化 系統(tǒng)處于人為 Yes 模式轉(zhuǎn)換鍵 No 系統(tǒng)處于自動(dòng) 控制狀態(tài) 是否被按 控制狀態(tài) 檢測(cè)當(dāng)前光強(qiáng) 檢測(cè)數(shù)字鍵 并執(zhí)行相應(yīng)燈 的開關(guān) Yes 是否 No 是否大于 有人 設(shè)定值 No Yes 滅燈 No No 有人進(jìn)入? 有人出去? Yes Yes 人數(shù)加1 人數(shù)減1 LCD顯示 No 人數(shù)≥10 打開一半的燈 Yes 打開全部的燈 遙控發(fā)射接收的軟件實(shí)現(xiàn) 遙控器發(fā)射主程序流程圖，首先初始化程序，然后調(diào)用鍵掃描程序。開始 初始化 調(diào)用鍵掃描處理 子程序 鍵掃描程序流程圖。掃鍵過程：首先判斷控制鍵是否按下，若有控制鍵按下則進(jìn)行逐行掃描，按照P口值查找鍵號(hào)。最后按照鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的發(fā)射程序。 掃鍵開始 No 是否按下 Yes 返回主程序 逐鍵掃描，按P口 值查表求鍵號(hào) 按鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)的 發(fā)射程序 鍵掃描程序流程圖 遙控接收器主程序流程圖。開始初始化程序，若為零則需調(diào)用延時(shí)程序，若不為零則繼續(xù)檢測(cè)。 開始 初始化 No =0？ Yes 調(diào)用延時(shí)程序 接受處理 遙控接收器主程序流程圖 LCD顯示模塊系統(tǒng)的工作狀態(tài)、工作模式、實(shí)際光強(qiáng)和當(dāng)前人數(shù)等內(nèi)容都需在LCD顯示屏上顯示，因此，需要在軟件中對(duì)顯示內(nèi)容及其位置進(jìn)行設(shè)置。LCD初始化，設(shè)置第一行位置，顯示內(nèi)容“系統(tǒng)已運(yùn)行”，設(shè)置第二行位置，顯示內(nèi)容“當(dāng)前人數(shù)”，設(shè)置第四行位置，顯示內(nèi)容“實(shí)際光強(qiáng)”。開始LCD初始化顯示第一行內(nèi)容“系統(tǒng)已運(yùn)行”設(shè)置第一行位置設(shè)置第二行位置顯示第二行內(nèi)容“當(dāng)前人數(shù)”設(shè)置第四行位置顯示第四行內(nèi)容“實(shí)際光強(qiáng)” LCD顯示模塊流程圖5 調(diào)試與結(jié)果分析5 調(diào)試與結(jié)果分析 系統(tǒng)硬件和軟件的研制可以相互獨(dú)立的平行進(jìn)行，軟件調(diào)試可以在硬件完成之前，硬件也可以在無完整應(yīng)用軟件的情況下進(jìn)行調(diào)試，但它們需要借助另外的工具提供調(diào)試環(huán)境。硬件和軟件分調(diào)完成之后，還要再進(jìn)行軟件和硬件的聯(lián)調(diào)，在調(diào)試中找出問題，判斷故障源，修改軟硬件。 在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際調(diào)試時(shí)，首先應(yīng)對(duì)硬件進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行初步調(diào)試，此后再對(duì)軟件和硬件進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，最后才能使系統(tǒng)進(jìn)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。在電路搭建好后，對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，查看端口是否正確連接，連接是否可靠。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)用萬用表檢查電路，看應(yīng)當(dāng)開路的地方是否開路，應(yīng)當(dāng)短路的地方是否短路，電源地線連接是否可靠。在焊接后，查看焊接是否牢固，有無虛焊或短路等。在將芯片、傳感器等元件插到電路板上時(shí)，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。此外，插入芯片必須在斷電的情況下進(jìn)行，特別注意芯片的方向不要插反。 （2）軟件調(diào)試：系統(tǒng)軟件程序在編制好以后，可通過匯編軟件對(duì)源程序進(jìn)行匯編，變?yōu)榭蓤?zhí)行的目標(biāo)代碼，在匯編過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，要及時(shí)糾正。在軟件調(diào)試時(shí)采