【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?？紤]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 過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(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，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(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DS1032，即寫保護(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：一類是單個(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)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的RAM寄存器，在此方式下可一次性讀、寫所有的 RAM的31個(gè)字節(jié)。 要特別說明的是備用電源，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減少這種情況的發(fā)生，但是不能完全解決這個(gè)問題，因此還應(yīng)該在硬件設(shè)計(jì)中使用看門電路，這樣的單片機(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。現(xiàn)在的MCU被集成了越來越多的功能，有的集成了看門狗，如IMP813L。由于系統(tǒng)需要看門狗和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的引腳排列看門狗定時(shí)器的預(yù)置時(shí)間是通過X5045的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來設(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,禁止看門工作?？撮T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)兼有看門狗和電源監(jiān)控功能，X5045有三種可編程看門狗周期，上電和VCC低于檢測(cè)門限時(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)品開發(fā)周期。 遙控鍵盤管理模塊電路紅外遙控鍵盤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。 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40ms仍不松開，接下來發(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