【導(dǎo)讀】體傳感器檢測人體的存在，采用光敏三極管構(gòu)成的電路檢測外部環(huán)境光的強度；能判斷，完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。具有多種報警功能；同時課題還采用了軟、硬件的“看門狗”技術(shù)等抗干擾措施。單片機軟件采用匯編語言編制，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。而此問題對我國來說尤為嚴(yán)重隨著各類大學(xué)、中專院校的擴招，教室的擴建。據(jù)中國行業(yè)研究 的報道，我國照明用電約占全國用電量的13%. 在校園內(nèi)，教室燈火通明，卻空無一人的現(xiàn)象屢見不鮮，這不僅造成了嚴(yán)重。其輸入?yún)?shù)主要是人體存在信號和環(huán)境光強度信號等外界因素。從1974年以來，盡管丹麥國民收入增長了50%丹。丹麥?zhǔn)荗ECD成員國中能源消耗量和國民收入。比值最小的國家。丹麥政府很重視住房空間用電的節(jié)能，并設(shè)立了對新建房屋節(jié)能的諸多。通反復(fù)試驗和改進，最終達到可靠性、實用性、推廣性較好的目標(biāo)。

　　

【正文】 送到單片機端口前，應(yīng)在程序中先將數(shù)據(jù)取反 。然后將數(shù)據(jù)送到 ULN2803 輸入端相連接單片機的 P0 端口即可。 每次先送一位要顯示的數(shù)據(jù)字節(jié)，然后再送該位數(shù)碼管的地址字節(jié)，直到 8 位顯示完全。 本系統(tǒng)在運行過程中需要顯示查看的數(shù)據(jù)有時鐘及顯示數(shù)值。正常工作中 8 位顯示器顯示實時時鐘，顯示小時、分鐘、秒，其中有兩位用來顯示“ — ”，用以分隔顯示小時、分鐘和秒，這樣顯示更加清晰。 第 五 章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 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 。 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 . (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。在將芯片、傳感器等元件連接到電路板上時，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。 (2)軟件調(diào)試：在軟件調(diào)試時采用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。 (3)動態(tài)調(diào)試：控制系統(tǒng)的軟件和硬件是密切相關(guān)的，由于軟件模擬開發(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)各模塊電路調(diào)試成功后，將程序加載到在線仿真器上，這時就能單步或連續(xù)地執(zhí)行目標(biāo)程序，同時也可以根據(jù)需要分段設(shè)置斷點執(zhí)行程序。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，利用編程器將程序固化到單片機中，使整個系統(tǒng)運行起來。 各模塊電路調(diào)試流程圖如下示： 圖 51 電源調(diào)試 圖 52單片機最小系統(tǒng)調(diào)試 圖 53按鍵電路調(diào)試 圖 54顯示電路調(diào)試 圖 55采集電路調(diào)試 主要問題分析 在本系統(tǒng)的調(diào)試過程中遇到的主要問題的分析與解決方案。 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是：變壓器整流濾波后加到集成穩(wěn)壓器上的電壓較高，使 7805 上的壓降過大。此問題可通過選用輸出電壓低些的變壓器，并在集成穩(wěn)壓器前串入兩只二極管降壓，同時增大散熱片來解決。 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 100KΩ的上拉電阻。 3．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 ：此問題在系統(tǒng)軟件設(shè)計時，可將采集有人體信號存在的狀態(tài)適當(dāng)延長保持二至五分鐘，并加以后續(xù)處理。 4．單片機控制信號輸出后，繼電器沒按預(yù)定設(shè)計產(chǎn)生動作。 分析解決：單片機輸出控制信號，在控制繼電器時，必須加三極管來驅(qū)動，否則信 號電流過小將不能使繼電器產(chǎn)生吸合動作，而且必須采用三極管的集電極來驅(qū)動繼電器，最后再帶動負載。繼電器驅(qū)動電路中還需注意的是要與繼電器線圈并聯(lián)一個續(xù)流二極管，增加對驅(qū)動三極管的保護。 5．每次開機插上電源后，硬件時鐘顯示的時間都從所設(shè)初始值開始計時。 分析解決：硬件時鐘顯示的時間不正常。 解決辦法：一方面是充電電池沒有充電功能；另一方面是應(yīng)對硬件時鐘進行自檢。 第 六 章 總結(jié)與展望 總結(jié) 該教室燈光系統(tǒng)的控制是以 AT89S51 單片機芯片為核心，通過相關(guān)電路 的驅(qū)動，完成對系統(tǒng)設(shè)備 (電燈 )的控制，采用一個二極管閃爍顯示整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)了對教室燈光的自動開燈、關(guān)燈控制。系統(tǒng)控制單元的硬件電路中多采用集成電路 (ULN2803， DS1302， X5045 等 )，簡化了電路設(shè)計，同時節(jié)省了單片機 I/O口資源，為系統(tǒng)進一步擴展留下了空間。系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計，經(jīng)實驗初步證實了系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性，提高了電能的利用率。 在保證穩(wěn)定、可靠工作的前提下，硬件設(shè)計上盡量采用性價比高的元器件，以降低成本。軟件設(shè)計上采用多任務(wù)形式對信號的采集、處理，達到最終控制燈光的目的。 本控 制系統(tǒng)與已有的教室燈光配套使用時，不需要對原有設(shè)備電路進行大的改動，以降低實現(xiàn)教室燈光智能控制的成本。 展望 由于教室大小面積各不相同、教室燈光數(shù)量不一，教室內(nèi)部安裝智能控制裝備的數(shù)量也會有所不同，特別是人體傳感器使用的數(shù)量受面積的影響更大，一套教室燈光控制系統(tǒng)的應(yīng)用也只是在有限的范圍內(nèi)。若教室面積很大，超過人體傳感器輻射范圍，這樣采集的信號可能會不夠準(zhǔn)確，進而影響控制設(shè)備的運行。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，使系統(tǒng)更加可靠，最好采用多個人體傳感器。 人體傳感器一般采集的是有活動的人體，若人體靜止時，如坐著看書 沒有活動，這時人體傳感器是不會有信號輸出的，故而最好將人體傳感器裝置設(shè)計成在系統(tǒng)運行過程中能夠擺動。 本系統(tǒng)中，人體傳感器采集的信號與環(huán)境光采集的信號相互間有著密切聯(lián)系。最好能將人體傳感器與環(huán)境光采集電路集成到一起，簡化電路，從而簡化軟件程序。 初步試驗證明，本系統(tǒng)適用性較好，可以應(yīng)用于教室、樓道和辦公室中。 致 謝 在論文完成之際，我首先向關(guān)心、幫助和指導(dǎo)我的 徐艷輝 老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！ 在論文設(shè)計過程中，一直 得到 徐艷輝 老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我順利的完成論文。 徐艷輝 老老師以其淵博的學(xué)識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風(fēng)和敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘。再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助 ! 在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(xiàn)在的收獲，我感到無比欣慰。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝 ! 特別感謝我的師兄以及師姐對我的學(xué)習(xí)和生活所提供的大力支持和關(guān)心 !還要感謝一直關(guān)心幫助我成長的室友！ 在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我 深深地感謝我的家人給予我的全力支持！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授 ! 參考文獻 [1].張毅剛 .彭喜源，譚曉鈞，曲春波 .MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 [2].周明珠 .王煒，王福源，無觸點開關(guān)在控制中的應(yīng)用，現(xiàn)代電子技術(shù) .2020 [3].俞海珍 .李憲章，馮浩，熱釋電紅外傳感器及其應(yīng)用，電子照明技術(shù) [4].趙海蘭 .，趙樣 .實時時鐘電路 DS1302的原理及應(yīng)用 .電子元器件應(yīng)用， 2020 [5].胡又農(nóng)等，可編程看門狗監(jiān)控 EEPROMX5045 及其在 8051 系統(tǒng)中的應(yīng)用，電子技術(shù)應(yīng)用 .1998， ， 1819 [6].瞿貴榮 .熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)原理及特性，家庭電子愛好者， [7].樊貴卿，李慶武，靳建華，串行實時時鐘芯片 DS 1302程序設(shè)計中的問題與對策，電子技術(shù)應(yīng)用 [8].冀蘭風(fēng) .芯片 X5045在智能化互感器檢驗儀中的應(yīng)用，電子技術(shù)， 1998 [9].劉大茂 .嚴(yán)飛 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控主程序的設(shè)計方法 .福州大學(xué) 學(xué)報， 1998 附錄一 部分元器件特性介紹 一、單片機 AT89S52 AT89 系列單片機是由美國 ATMEL 公司將閃速存儲器與 MCS51 控制器相 結(jié)合開發(fā) 生產(chǎn)的一種新型 8 位單片機，它不但具有一般 MCS51 單片機的所有特性，而且還擁 有一些獨特的優(yōu)點，使 8 位單片機更具生命力。 它具有以下主要特性： （ 1）與 MCS51 系列單片機兼容 （ 2） 8K Bytes, Flash 存儲器，在線編程，可寫 1000 次 4. 05. 5V的工 作電壓 自帶 256X8bit RAM 32 個可編程 I/0 管腳 （ 6） 3 個 16Bit 定時器 /計數(shù)器 （ 7） 8 個中斷源 （ 8）自帶看門狗 時鐘芯片 DS1302 DS1302 特征： (1)實時時鐘，可以對秒、分、時、周、日、月、年以及帶閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)； (2)與 T39。I39。L 兼容 (V=5V ) (3) (4)具有主從雙電源方式 (5)8 個中斷源 (6)自帶看門狗 看門狗芯片 X5045X5045 引腳功能如下 : CS：選輸入； SO：行輸出，數(shù)據(jù)由此引腳逐位輸出； SI：行輸入，數(shù)據(jù)或命令由此引腳逐位寫入 X5045； SCK 串行時鐘輸入，其上升沿將數(shù)據(jù)或命令寫入，下降沿將數(shù)據(jù)輸； WP：保護輸入，當(dāng)它低電平時，寫操作被禁止； Vss： 地 Vcc： 源電壓 RESET： 位輸出 X5045 在讀寫操作之前，需要先向它發(fā)出指令，指令名及指令格式如表 1 所示 表 X5045 指令及其含義 指令名 指示格式 操作 WREN 00000110 設(shè)置寫使能鎖存器（允許寫操作） WRID 00000100 復(fù)位寫使能鎖存器（禁止寫操作） RDSR 00000101 讀狀態(tài)寄存器 WRSR 00000001 寫狀態(tài)寄存器 READ 0000A801 把開始于所選地址的寄存器中的數(shù)據(jù)讀出 WRITE 0000A801 把數(shù)據(jù)寫入開始于所選地址的寄存器