【文章內容簡介】 人體傳感器的工作更加可靠，介于人體傳感器的信號引腳 2 與地信號引腳 3 之間加一個 6800PF 的電容，另外人體存在傳感器的信號引腳 2 與單片機的 引腳相連， 引腳再接一個 100ＫＱ的上拉電阻，增加人體存 在傳感器輸出信號的可靠性。其電路原理圖如圖 36. 圖 36 人體傳感器電路圖 系統(tǒng)時鐘電路 根據教室燈光使用特性，該系統(tǒng)還應受到時間的控制，控制系統(tǒng)的時間應符合學校的作息時闖。比如晚間休息、假期等時聞段應該關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鐘電路以保證系統(tǒng)的智能化運行。 .1 硬件時鐘芯片的選取極其接口電路 傳統(tǒng)的時鐘芯片，如 MCL4681 MC68H68T、 LM8365 等，這些芯片的引腳太多，體積大，占用的口線多。而現(xiàn)在流行的串行時鐘芯片很多，如 DSL30 DSL30DSL30 PCF8485 等，這些電路的接口簡單、價格低廉、使用方便，被廣泛的使用?？紤]到 本系統(tǒng)停電時只需對時鐘電路提供電源、且不需要占用太多單片杌資源，本系統(tǒng)采用美國 DALLAS 有充電能力的低功耗 1 8 的用于臨時性存放數據的 RAM 寄存器的實時時鐘芯片 OS1302 的是串行通信方式，還可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。它可以對年、月、日、周日、時、 分、秒進行計時，具有閏年補償功能，工作電壓為 ,DL302 的升級產品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源／后背電源雙電 源引腳，同時提供了對后背電源進行涓細電流充電的能力。而且本系統(tǒng)采用的 DS1202 只需三根線即可與單片機進行通信，體積小，使用簡單，時鐘精度較高，滿足系統(tǒng)的要求， 可為掉電保護電源提供可編程的充電功能的時鐘芯片 DS1202 的引腳圖如圖37 所示 圖 37 時鐘芯片 DS1202 的引腳圖 DS1302 與單片機接口電路連接原理圖如圖 38，其中 Vcc2：外接 可充電的鋰電池，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)正常運行時， Vcc1 大于 Vcc2， 因此由 Vcc1 給 DS1302 供電，在主電源關閉的情況下，則由 Vcc2給 DS1302供電，保持 時鐘的連續(xù)運行。 X和 X2是振蕩源，外接 晶振。 RST 是復位 /片選線，通 過把 RST 輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送，與單片機的復位信號相連。時鐘 輸入端ＳＣＬＫ接單片機 引腳，進行時鐘控制。數據輸入 /輸出端 I/O 接單片機 引腳，進行數據傳輸。 圖 38 DS1302 與單片機接口電路連接原理圖 .2 硬件時鐘芯片的引腳功能極其工作 原理 RST 是復位 /片選線，通過把 RST 輸入驅動置高電平來啟動所有的數據傳送。 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)數據的傳送手段。當 RST 為高電平時，所有的數 據傳送被初始化，允許對 DS1302 迸行操作．如果在傳送過程中RST 置為低電平，就會終止此次數據傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運行時，在 Vcc≥ 205V 之前， RST 必須保持低電平。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST置為高電平。 I/O 為串行數 據輸入輸出端（雙向） ，后面有詳細說明。 SCLK 始終是輸入端。 ? 硬件時鐘芯片 DS1032 與微處理器進行數據交換時，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； D6 0，指定時鐘數據， D6 1,指定 RAM 數據； 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 的時鐘日歷或 RAM 進行數據傳送時， DS1032 必須首先發(fā)送命令字節(jié)。 若進行單字節(jié)傳送， 8 位命令字節(jié)傳送結 束之后，在下 2個 SCLK 周期的上升沿輸入 數據字節(jié)，或在下 8 個 SCLK 周期的下降沿輸出數據字節(jié)。 DS1032 與 RAM 相關的寄存器分為兩類：一類是單個 RAM 單元，共 31 個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 COH～ FDH，其中奇數為讀操作，偶數為寫操作；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 個字節(jié)。 要特別說明的是備用電源，可以用電池或者超級電容器 以上 。雖然 DS1032 在主電源掉電后的耗電很小，但是，如果要長時間保證時鐘正常，最好選用小型充電 電 池，以用老式電腦主板上的 充電電池。如果斷電時間較短（幾小時或幾天），就可以用漏電較小的普通電解電容器代替。 100μ F 就可以保證 1 小時的正常走 時。 DS1032 在第一次加電后，必須進行初始化操作。初始化后就可以按正常方法調整時間。 門狗電路 在單片機工作過程中，不可避免的回由于外界的干擾而產生程序跑飛，死機甚至照成整機癱瘓等情況，為了能夠恢復單片機的工作，只能采用復位的方法。雖然在程序設計中，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問題，因此還應該在硬件設計中使用看門電路，這樣的單片機發(fā)生死機的情況下，看門狗將產生一個復位信號給單片機，使單片機復位，重新執(zhí)行程序?，F(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 所以本硬件設計中使用美國 XICOR 公司生產的芯片 X5045。 X5045 具有三種功能：看門狗定時器，復位控制和 EEPROM 集成在單個 8 引腳封裝的 CMOS 器件內，將電源監(jiān)控和看門狗功能與高速三線非易失性存儲組合在一起，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 看門狗定時器的預置時間是通過 X5045 的狀態(tài)寄存器的相應位來設定的。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，其余位和 EEPROM 得工作設置有關。 表 32 狀態(tài)寄存器 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 X X WD1 WD0 BL1 BL0 WEL WIP WD1 0,WD0 0,預置時間為 秒。 WD1 0,WD0 1，預置時間為 秒。 WD1 0， WD0 0,預置時間為 秒。 WD1 1,WD0 1,禁止看門工作。 看門狗電路的定時時間的長短可由具體應用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時最大循環(huán)周期的時間略長即可。 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 據存儲及故障保護部分由 X5045 組成， X5045 是一種串行通訊的 512字節(jié) EEPROM，同時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 低于檢測門限時，輸出復位信號， X5045 輸出復位電平有效，為了復位更加可靠，其復位輸出端外接一個 10K 的上拉電阻，并與 AT89C52 的復位端相連，看門狗能在電源上電、掉電期間產生一個復位信號。該芯片還帶有一個 104秒的看門狗定時器可監(jiān)控單片機的工作。如果在 秒內未檢測到其工作，出現(xiàn)故障，內部定時器將使看門狗 WDI 處于低電平狀態(tài)，為系統(tǒng)提供保護 ，避免死機程序跑飛貨進入死循環(huán)等意外的發(fā)生。 X5045 代表了新一代串行 EEPROM 的發(fā)展趨勢，它的運用極大的節(jié)省了系統(tǒng)空間和資源，同時簡化了電路設計，縮短產品開發(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、成本低等特點，因而，繼彩電、錄像機之后，在錄音機、音響設備、空調機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 上很容易就能買到，且信號較穩(wěn)定的 JVC： RMC457 型號遙控器作為燈光控制的鍵盤。 .1 紅外遙控數據流的編碼結構 為了使系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力，信號的碼流絕大多數采用“重復”發(fā)送方式，但其重復規(guī)則有所不同，可概括為以下幾種： 簡單重復方式，即將數碼進行簡單重復發(fā)送； 有引導碼的數據重復方式，引導碼主要是為了保證接收同步； 重復碼方式，為了降低功耗，第一組數據發(fā)送出去后，每隔一定時間僅發(fā)出一個窄脈沖，稱為重復碼； .2 紅外遙控數據流的識別 選用遙控器鍵盤的時候，原本我們并不知道其具體的編碼規(guī)則及數據碼 流。本人采用顧偉電子實業(yè)有限公司生產的 GDS815/820/840 系列的數字儲存示波器，來采集遙控器發(fā)出的鍵碼信號并總結碼流方式，以備遙控器的軟件設計使用。 每個鍵的信號測量數據如表 33， X1 表示引導碼的寬度， X2 表示識別碼和數據碼的總寬度，其寬度單位為 ms。由表中數據可以計算出 X1 的平均值為。 表 33 每個鍵的信號測量數據單位： ms X1 值 X2 值 由此可知當一個鍵被按下延遲 40ms 時，這 40ms 發(fā)射代碼由一個起始碼（ ）和一個 16 位數據碼（ ）組成。如果按鍵下超過 40ms 仍不松開，接下來發(fā)射重復代碼，仍為一個起始碼（ ）和一個 16 位數據碼（ ）組成。 采用