【導(dǎo)讀】成對教室照明回路的智能控制，避免了教室用電的大量浪費。系統(tǒng)還具有多種報。警功能;同時還采用了軟/硬件的“看門狗”技術(shù)等抗干擾措施。匯編語言編制，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計、條理清晰、通用性好，便于改進和擴充。該系統(tǒng)具有體積小，控制方便，可靠性高，專用性強，性價比合理等優(yōu)點，可以滿足各類大、中專院校教室燈光控制的要求，很大程度的達到節(jié)能目的。

　　

【正文】 平時，寫保護防止對任何其它寄存器進行寫操作。此外，涓流充電寄存器各位的作用及工作原理等在本論文前半部分 DS1302 的硬件設(shè)計中己作過介紹，此處不再詳述。 時鐘自檢初始化 考慮剛買來的時鐘芯片處于一切未知狀態(tài)，于是必須對 DS1302 進行自檢初始化。 DS1302 的自檢初始化程序設(shè)計流程圖如 圖 所示 : 圖 DS1302 的自檢初始化程序設(shè)計流程圖 DS1302 的自檢初始化程序如 下所示 : ； Function: Start check DS1302 DSCheck: Mov R6, DS1302Sec+1 。Second Time ACall DSRdlByte Mov DSCheckData , a Cjne a, 60H, $+3 DSCheckNext: Jnc DSSetTime。 a=60H to Set DS130239。s Time 兩次讀取的秒鐘數(shù)據(jù)是否相同 讀取 DS1302 秒鐘時間 開始 返回主程序 DS1302 正常工作 再次讀取秒鐘數(shù)據(jù) 延時 秒 設(shè)置 DS1302初始時間 秒鐘大于 60H？ 30 Acall DSDelay。 DS1302 delay 1 second Mov R6, DS1302Sec+l 。 a59H Read DS130239。s Second again ACall DSRdlByte Cjne a, DSCheckData, DSOK 。 Two DSSec of Reading is different AJMP DSSetTime DSOK: Ret 檢查 DS1302 芯片是否正常工作，本系統(tǒng)中通過先讀取秒鐘寄存器的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲起來，且將此數(shù)據(jù)與 60H 相比較，若大于 60H，說明時鐘數(shù)據(jù)不正常，轉(zhuǎn)去設(shè)置時鐘時間 。若小于并等于 60H，延時一秒鐘后，再次讀取秒鐘寄存器的數(shù)據(jù)，與第一次讀取的秒鐘數(shù)據(jù)相比較，若這兩次的數(shù)據(jù)相同，說明時鐘數(shù)據(jù)不正常，轉(zhuǎn)去設(shè)置時鐘時間 。若正常，則退出到主程序。初始化 DS1302 的充電狀態(tài)及其初始時間的設(shè)置。 時鐘程序設(shè)計 對 DS1302 進行讀寫的程序流程圖如圖 所示 : 圖 讀寫程序流程圖 向該地址寫入數(shù)據(jù) 變量初始化 開始 將讀出的數(shù)據(jù)暫存，待顯示 數(shù)據(jù)寫完了 寫 DS1302 地址 RST— 端送高電平 RST— 端送高電平 去除寫保護 寫入 DS1302 讀地址 將該地址數(shù)據(jù)讀出 數(shù)據(jù)讀完了 將 DS1302 寫保護 結(jié)束 31 在對 DS1302 進行讀操作時，讀出的數(shù)據(jù)為 BCD 碼，同樣在寫操作時，寫入的數(shù)據(jù)一也必須為 BCD 碼，這就需要在數(shù)據(jù)寫入之前、讀出之后進行必要的數(shù)據(jù)進制之間的轉(zhuǎn)換，以便與系統(tǒng)其它數(shù)據(jù)在比較時相對應(yīng)。在本系統(tǒng)中，因設(shè)定的時間參數(shù)一般都為二進制或十六進制數(shù)，為了便于同 DS1302 的時鐘數(shù)據(jù)進行比較，故在程序中需進行二進制與 BCD 碼之間的轉(zhuǎn)換，其相互間的轉(zhuǎn)換程序如下 。 。 。二進制轉(zhuǎn)換為 BCD 碼 。Function: DisTimeBCD 。DisTimeBCD: Mov A, @R0 An 1 A, 0FH Mov Rl， AInc Rl Mov A, @R0 Swap A Anl A, 0FH Mov @R1， A Inc Rl Inc R0 Ret 。 。BCD 碼轉(zhuǎn)換為二進制 。Function: DisTimeHex DisTimeHex: Mov A,@R0 Mov B, 10 Div AB Mov @R1， B Inc R1 Mov @R1， A Inc R1 32 Inc R0 Ret 顯示驅(qū)動模塊 系統(tǒng)運行過程中的數(shù)據(jù)顯示是人機交互對話的一個重要通道。通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)的顯示，我們才可以更好的了解系統(tǒng)運行的狀態(tài)，從而便于對整個系統(tǒng)進行必要的操作。本系統(tǒng)中采用共陽極的數(shù)碼管，其中采用 ULN2803 作為驅(qū)動數(shù)碼管的段選的芯片，采用簡單又便宜的 9012 三極管來驅(qū)動數(shù)碼管的位選，節(jié)約成本，程序編寫簡單。 ULN2803 驅(qū)動器的應(yīng)用 考慮 到數(shù)碼管驅(qū)動信號要求的驅(qū)動電流較大，采用功率驅(qū)動器件 ULN2803，芯片外形如圖 4. 4. 1 所示。此芯片是八組 NPN 型達林頓功放三極管集成芯片 ，典型的輸入電壓是 5V，集電極輸出功率可達 50VX600mA。因此采用 ULN2803 作為共陽數(shù)碼管的段信號驅(qū)動器，而共陽數(shù)碼管的位信號驅(qū)動則采用 8個晶體管 9012來實現(xiàn)。又由于 ULN2803 為低電平驅(qū)動，所以數(shù)據(jù)送到單片機端口之前，應(yīng)在程序中先將數(shù)據(jù)取反，然后將數(shù)據(jù)送到與 ULN2803 輸入端口相連接單片機的 PO 端口即可，簡化軟件程序。 4. 4. 2 顯示程序設(shè)計 其顯示子程序如下 : 。 Display: Mov R0 , DisBufptr Mov A, @R0 DisPlayl: Mov Dptr, DisTab 33 Movc A, @A+Dptr Cpl a Mov DisModPort, A Mov A, DisCSPtr Mov DisCSPort, A RL A Mov DisCSPtr, A Inc DisBufPtr Jb Acc. 0, DisQuit InitDisO: Mov DisCSPtr, 11111110B Mov DisBufPtr, DisBuf DisQuit: R 。 每次先送一位要顯示的數(shù)據(jù)字節(jié)，然后再送該位 LED 的位地址字節(jié)，直到 8位顯示完全。本系統(tǒng)在運行過程中需要顯示察看的數(shù)據(jù)有時鐘及遙控器鍵盤顯示數(shù)值。正常工作中 8位顯示器顯示實時時鐘，時間顯示小時、分鐘和秒鐘，其中有兩位用來顯示“ ”，用以分隔小時、分鐘和秒鐘，這樣顯示更加清晰。當然，在測試期間，數(shù)碼管用來顯示遙控器的鍵值。 系統(tǒng)鍵功能 鍵功能處理程序 在執(zhí)行完鍵盤采集工作后，如果有鍵按下，程序轉(zhuǎn)入鍵處理功能程序。系統(tǒng)根據(jù)鍵采集過程中得到的鍵號，散轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵 處理子程序，通過鍵盤設(shè)置修改系統(tǒng)工作參數(shù)。其程序如下 : 。 DoKey: Mov a, KeyGet Rl a Mov dptr, KeySub Jmp @a+dptr 34 KeySub: Ajmp Key0 。0 Ajmp Keyl 。1 Ajmp Key2 。2 Ajmp Key3 。3 Ajmp Key4 。4 Ajmp Key5 。5 Ajmp Key6 。6 Ajmp Key6 。7 Ajmp Key6 。8 Ajmp Key6 。9 5 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 整個系統(tǒng)設(shè)計完成后，要進行運行調(diào)試，排除軟件和硬件的故障，同時驗證系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，使系統(tǒng)符合設(shè)計要求。本系統(tǒng)的調(diào)試主要分兩個步驟 :單片機系統(tǒng)調(diào)試 (硬件調(diào)試和軟件調(diào)試 )及整個控制系統(tǒng)試運行調(diào)試。 單片機系統(tǒng)調(diào)試 方法及步驟 單片機系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)包括硬件 及軟件兩部分，主要是通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)硬件及軟件中存在的問題，查看其運行結(jié)果是否符合設(shè)計要求。 系統(tǒng)硬件和軟件的研制可以相互獨立的平行進行，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。 在對系統(tǒng)進行實際調(diào)試時，首先應(yīng)對硬件進行靜態(tài)調(diào)試，同時對系統(tǒng)軟件進行初步調(diào)試，此后再對軟件和硬件進行動態(tài)調(diào)試，最后才能使系統(tǒng)進入正常工作 。 :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，對其進行仔細檢查，查看端口是否正確連接，連接是否可靠。同時還應(yīng)當用萬用表檢查電路，看應(yīng)當開路的地方是否開路，應(yīng)當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 35 器等元件插到電路板上時，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行，特別注意芯片的方向不要插反。 :系統(tǒng)軟件程序在編制好以后，可通過匯編軟件對源程序進行匯編，變?yōu)榭蓤?zhí) 行的目標代碼，在匯編過程中出現(xiàn)的錯誤，要及時糾正。在軟件調(diào)試時采用軟件模擬開發(fā)系統(tǒng)對程序進行調(diào)試，這種模擬開發(fā)系統(tǒng)是在計算機上利用模擬軟件實現(xiàn)對單片機的硬件模擬、指令模擬及運行狀態(tài)模擬，從而完成應(yīng)用軟件開發(fā)的全過程。調(diào)試過程中的運行狀態(tài)、各寄存器狀態(tài)、端口狀態(tài)等都可以在指定的窗口區(qū)域顯示出來，通過這些顯示結(jié)果隨時跟蹤程序運行狀態(tài)，以確定程序運行無錯誤。 :控制系統(tǒng)的軟件和硬件是密切相關(guān)的，軟件模擬開發(fā)系統(tǒng)不能對硬件部分進行診斷，同時也不能實時在線仿真，所以用戶程序還需跟硬件連接起來進行聯(lián)調(diào)，同時 對軟件和硬件進行檢查和診斷。整個單片機系統(tǒng)進行在線調(diào)試時，需借助仿真開發(fā)工具來對用戶軟件及硬件電路進行診斷、調(diào)試。在應(yīng)用系統(tǒng)各電路板調(diào)試成功后，將用戶程序加載到在線仿真器上，這時就能單步、多步或連續(xù)地執(zhí)行目標程序，同時也可以根據(jù)需要分段設(shè)置斷點執(zhí)行用戶程序。系統(tǒng)中的硬件故障 (如各個部件內(nèi)部存在的故障和部件之間連接的邏輯錯誤 )主要是靠聯(lián)機仿真來排除的。對于與硬件無聯(lián)系的用戶程序，例如定時標志等，雖然已經(jīng)沒有語法錯誤，但可能存在邏輯錯誤，這時，就借助于動態(tài)在線調(diào)試手段發(fā)現(xiàn)邏輯錯誤，直至邏輯錯誤糾正為止。而對于一 些與硬件相關(guān)的用戶程序，如接口驅(qū)動程序等，則需要配合硬件，進行在線調(diào)試，如果有邏輯錯誤，也要及時糾正修改。程序調(diào)試完畢后，利用在線編程器將程序固化到單片機中，使整個系統(tǒng)運行起來。 出現(xiàn)的主要問題及分析解決 系統(tǒng)調(diào)試一般來講是一種復(fù)雜，而仔細的工作，所以在調(diào)試過程中需要有耐心，仔細檢查、解決出現(xiàn)的一切問題。只有所有問題都得到解決后，才能保證整個系統(tǒng)的正常運行。在本系統(tǒng)的調(diào)試過程中遇到的主要問題及分析解決 : 問題1:電源供電電路中集成穩(wěn)壓器溫度過高。分析解決 :穩(wěn)壓器溫度過高的原因之一 36 是 :12V 變壓器整流濾波后加到集成穩(wěn)壓器輸入端的電壓較高，使 7805 上的壓降過大。此問題可通過使用 9V 變壓器，在集成穩(wěn)壓器前串入兩只二極管降壓，同時增大散熱片來解決。 問題 2:人體存在傳感器有人存在時輸出高電平的電壓偏低分析解決 :人體存在傳感器輸出高電平的電壓偏低，單片機會產(chǎn)生誤判，或采集不到正確的信號，于是在人體存在傳感器的輸出端加一個 100 千歐 的上拉電阻。 問題 3:有人存在的教室中，若人體超過十秒沒有活動，人體傳感器是不會有信號輸出的，那么如何判定教室此時有人的問題。 分析解決 :有人存在的教室中，若人體超 過十秒沒有活動，人體傳感器是不會有信號輸出的問題。此問題在系統(tǒng)軟件設(shè)計時，將有人體存在的狀態(tài)保持二至五分鐘再繼續(xù)采集信號，并加以處理。 問題 4:單片機控制信號輸出后，繼電器沒按預(yù)定設(shè)計