【導(dǎo)讀】及人員管理忽視節(jié)電，使得電能大量浪費(fèi)和消耗。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展和科技的飛速進(jìn)步，的要求，甚至需要24小時(shí)供電照明。的同時(shí)不可忽視的一個(gè)問題。針對這一現(xiàn)象的普遍化，節(jié)能的要求日益提高?？刂葡到y(tǒng)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中，照明控制系統(tǒng)越來越普及。本文針對公共場所用電的浪。該控制系統(tǒng)通過對自然光線，人體聲音和溫度的感應(yīng)，自動(dòng)控制開關(guān)燈。的需要，從而達(dá)到省電節(jié)能的目的。智能照明控制系統(tǒng)是以自動(dòng)控制為主、人工控制為輔的。它能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)和調(diào)光功能，通過對室內(nèi)溫度，光線，以及對人聲音的采集，綜

　　

【正文】 4 數(shù)據(jù)通訊流程圖 顯示驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì) 人機(jī)交互技術(shù)是指通過計(jì)算機(jī)輸入、輸出設(shè)備，以有效的方式實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)對話的技術(shù)。它包括機(jī)器通過輸出或顯示設(shè)備給人提供大量有關(guān)信息及提示請示等，人通過輸入設(shè)備給機(jī)器輸入有關(guān)信息，回答問題及提示請示等。 為了更好的實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，要求數(shù)據(jù)顯示的準(zhǔn)確性 液晶顯示的驅(qū)動(dòng)就是用來調(diào)制施加在液晶顯示器件電極上的電位信號(hào)的相位、峰值、頻率等，以建立驅(qū)動(dòng)電場，以實(shí)現(xiàn)液晶顯示期間的顯示效果。驅(qū)動(dòng)有許多種，常用的驅(qū)動(dòng)方法有靜態(tài)驅(qū) 動(dòng)法和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法是獲得最佳顯示質(zhì)量的最基本的方法，它適用于筆段型液晶顯示器件的驅(qū)動(dòng)。這類液晶顯示器件的電極結(jié)構(gòu)是，當(dāng)多位數(shù)字組合時(shí)，各位的背電極 BP 是連在一起的。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)法的電路中，振蕩器的脈沖信號(hào)經(jīng)分頻后直接施加在液晶顯示器件的背電極上 。而段電極的脈沖信號(hào)是由顯示選擇信號(hào)與時(shí)序脈沖通過合成產(chǎn)生。 當(dāng)液晶顯示器件上的顯示像素眾多時(shí) (如點(diǎn)陣型液晶顯示器件 )，為了節(jié)省龐大的硬件驅(qū)動(dòng)電路，在液晶顯示器件電極的制作與排列上作了加工，實(shí)施了矩陣型的結(jié)構(gòu)，即把水平一組顯示像素的背電極都連在一起引出，稱之為行 電極，用 COM 符號(hào)表示 。把縱向一組顯示像素的段電極都連接起來一起引出，稱之為列電極，用 SEG 符號(hào)表示。在液晶顯示器件上每一個(gè)顯示像素都由其所在的列與行的 位置 唯一確定。在驅(qū)動(dòng)方式上相應(yīng)地采用了類同于 CRT 的光柵掃描方法。液晶顯示的動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)法是循環(huán)地給行電極施加選擇脈沖，同時(shí) 15 所有顯示數(shù)據(jù)的列電極給出相應(yīng)的選擇或非選擇的驅(qū)動(dòng)脈沖，從而實(shí)現(xiàn)某行所有顯示像素的顯示功能，這種行掃描是逐行順 序進(jìn)行的，循環(huán)周期很短，使得液晶顯示屏上呈現(xiàn)出穩(wěn)定的顯示。 采用功率驅(qū)動(dòng)器件 ULN2803 芯片。此芯片是八組 NPN 型達(dá)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(dá) 50V 。因此采用 ULN2803 共陽極數(shù)碼管的段信號(hào)驅(qū)動(dòng)器。而共陽極數(shù)碼管的位信號(hào)驅(qū)動(dòng)則采用 8個(gè)晶體管 9012 來實(shí)現(xiàn)。又由于ULN2803 為低電平驅(qū)動(dòng)，所以數(shù)據(jù)送到單片機(jī)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(jī)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(yùn)行過程中需要顯示查看的數(shù)據(jù)有時(shí)鐘及顯示數(shù)值。正常工作中 8 位顯示器顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘，顯示小時(shí)、分鐘、秒，其中有兩位用來顯示“ — ”，用以分隔顯示小時(shí)、分鐘和秒，這樣顯示更加清晰。 5 室內(nèi)照明控制系統(tǒng)的調(diào)試 室內(nèi)照明控制系統(tǒng)的調(diào)試 當(dāng)一套完整的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)好之后，非常有必要做的就是進(jìn)行全面的調(diào)試。調(diào)試的過程可以幫助我們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的漏洞與問題，保證系統(tǒng)的各項(xiàng)功能能夠可靠安全的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的調(diào)試是不可忽略的，他不僅可以提高系統(tǒng)的完整性，更可以保證系統(tǒng)整體運(yùn)行的安全可靠性。 單片機(jī)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(yùn)行結(jié)果是否符合設(shè)計(jì)要求。 在對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際調(diào)試時(shí)，首先應(yīng)對硬件進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，同時(shí)對系統(tǒng)軟件進(jìn)行初步調(diào)試，此后再對軟件和硬件進(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。 （ 2） 軟件調(diào)試：在軟件調(diào)試時(shí)采用在計(jì)算機(jī)上利用模擬軟件實(shí)現(xiàn)對單片機(jī)的硬件模擬、指令模擬及運(yùn)行狀態(tài)模擬，從而完成應(yīng)用軟件開發(fā)的全過程。 （ 3） 動(dòng)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(jìn)行診斷，同時(shí)也不能實(shí)時(shí)在線仿真，所以用戶程序還需跟硬件連接起來進(jìn)行聯(lián)調(diào)，同時(shí)對軟件和硬件進(jìn)行檢查和診斷。 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(shí)就能單步或連續(xù)地執(zhí)行目標(biāo)程序，同時(shí)也可以根據(jù)需要分段設(shè)置斷點(diǎn)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(dòng)程序等，則需要配合硬件，進(jìn)行在線調(diào)試，如果有邏輯錯(cuò)誤，也要及時(shí)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(jī)中，使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行起來。 各模塊電路調(diào)試流程圖如下示： 16 圖 51 電源調(diào)試 圖 52 單片機(jī)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 17 圖 55 采集電路調(diào)試 問題與解決 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(shí)增大散熱片來解決。 2．人 體存在傳感器有人存在時(shí)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(jī)會(huì)產(chǎn)生誤判，或采集不到正確的信號(hào)，于是在人體存在傳感器的輸出端加一個(gè) 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(dòng)，人體傳感器是不會(huì)有信號(hào)輸出的，那么如何判定教室此時(shí)有人的問題。 分析解決 ：此問題在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，可將采集有人體信號(hào)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(jī)控制信號(hào)輸出后，繼電器沒按預(yù)定設(shè)計(jì)產(chǎn)生動(dòng)作。 分析解決：單片機(jī)輸出控制信號(hào)，在控制繼電器時(shí)，必須加三 極管來驅(qū)動(dòng)，否則信號(hào)電流過小將不能使繼電器產(chǎn)生吸合動(dòng)作，而且必須采用三極管的集電極來驅(qū)動(dòng)繼電器，最后再帶動(dòng)負(fù)載。繼電器驅(qū)動(dòng)電路中還需注意的是要與繼電器線圈并聯(lián)一個(gè)續(xù)流二極管，增加對驅(qū)動(dòng)三極管的保護(hù)。 6 總結(jié) 本系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51 為主要控制核心，通過編程的方式對各個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)控制， 18 使室內(nèi)的照明系統(tǒng)能夠通過監(jiān)測環(huán)境中的參數(shù)變化來實(shí)時(shí)調(diào)控照明燈的開關(guān)。這一 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)對于一個(gè)具有多教室，容量大，人員密集的校園來講，是非常有實(shí)踐意義的。它的應(yīng)用不僅可以有效的減少學(xué)校管理人員的統(tǒng)一調(diào)控管理，更可以節(jié)約大量 的電能，對于節(jié)約能源作出貢獻(xiàn)。同時(shí)，這套系統(tǒng)所采用的設(shè)備器材都非常的輕巧便捷，同時(shí)更具有經(jīng)濟(jì)性，將它應(yīng)用在校園的教室內(nèi)，不僅節(jié)省占地面積，更可以盡可能簡約的實(shí)現(xiàn)控制功能，不需對教室整體結(jié)構(gòu)坐太大的改變，就能保證系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行。從體來說，這一設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)對改善室內(nèi)照明環(huán)境，節(jié)約電力能源有重要的意義。 該教室燈光系統(tǒng)的控制是以 AT89S51 單片機(jī)芯片為核心，通過相關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)，完成對系統(tǒng)設(shè)備 (電燈 )的控制，采用一個(gè)二極管閃爍顯示整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了對教室燈光的自動(dòng)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(jì)，同時(shí)節(jié)省了單片機(jī) I/O 口資源，為系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展留下了空間。系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)初步證實(shí)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(jì)上盡量采用性價(jià)比高的元器件，以降低成本。軟件設(shè)計(jì)上采用多任務(wù)形式對信號(hào)的采集、處理，達(dá)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(shí)，不需要對原有設(shè)備電路進(jìn)行大的改動(dòng)，以降低實(shí)現(xiàn)教室燈光智能控制的成本。 19 參考文獻(xiàn) [1] 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) [2]. 沈瑞珠 .智能照明系統(tǒng)在智能建筑中的應(yīng)用 .低壓電器 ,2020(5) [3]. 陳歲生 ,盧建剛 .基于智能檢測技術(shù)的室內(nèi)照明系統(tǒng) .機(jī)電工程技術(shù) ,2020,37(5) [4]. 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， [5]. 張艷雯 .教室照明的經(jīng)濟(jì)性分析及節(jié)能措施閉 .岳陽示范學(xué)院學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ),2020,14(2) [6]. 趙志敏 .張柳芳 .教室照明區(qū)域化智能控制器的設(shè) 計(jì) .低壓電器 ,2020(12) [7]. 趙海蘭 .趙樣 .實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路 DS1302的原理及應(yīng)用 .電子元器件應(yīng)用， 2020 [8].劉大茂 .嚴(yán)飛 .單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控主程序的設(shè)計(jì)方法 .福州大學(xué)學(xué)報(bào)， 1998 [9]. 吳占和 ,劉尹霞 .基于光電傳感器和單片機(jī)控制的產(chǎn)品自動(dòng)裝箱系統(tǒng) 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