【正文】 v @R1，A Inc R1 Inc R0 Ret系統(tǒng)運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)顯示是人機(jī)交互對(duì)話的一個(gè)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(yùn)行的狀態(tài)，從而便于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行必要的操作。本系統(tǒng)中采用共陽(yáng)極的數(shù)碼管，其中采用ULN2803作為驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的段選的芯片，采用簡(jiǎn)單又便宜的9012三極管來驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的位選，節(jié)約成本，程序編寫簡(jiǎn)單。 ULN2803驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用 考慮到數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)信號(hào)要求的驅(qū)動(dòng)電流較大，采用功率驅(qū)動(dòng)器件ULN2803，芯片外形如圖4. 4. 1所示。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)50VX600mA。因此采用ULN2803作為共陽(yáng)數(shù)碼管的段信號(hào)驅(qū)動(dòng)器，而共陽(yáng)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(jī)的PO端口即可，簡(jiǎn)化軟件程序。4. 4. 2顯示程序設(shè)計(jì)其顯示子程序如下:。Display: Mov R0 , DisBufptrMov A, @R0DisPlayl: Mov Dptr, DisTabMovc A, @A+Dptr Cpl a Mov DisModPort, AMov A, DisCSPtr Mov DisCSPort, A RL A Mov DisCSPtr, AInc DisBufPtrJb Acc. 0, DisQuitInitDisO: Mov DisCSPtr, 11111110BMov DisBufPtr, DisBufDisQuit: 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(yùn)行過程中需要顯示察看的數(shù)據(jù)有時(shí)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(shí)時(shí)時(shí)鐘，時(shí)間顯示小時(shí)、分鐘和秒鐘，其中有兩位用來顯示“”，用以分隔小時(shí)、分鐘和秒鐘，這樣顯示更加清晰。當(dāng)然，在測(cè)試期間，數(shù)碼管用來顯示遙控器的鍵值。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(hào)，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, KeyGetRl aMov dptr, KeySubJmp @a+dptrKeySub: Ajmp Key0 。0Ajmp Keyl 。1Ajmp Key2 。2Ajmp Key3 。3Ajmp Key4 。4Ajmp Key5 。5Ajmp Key6 。6Ajmp Key6 。7Ajmp Key6 。8Ajmp Key6 。95系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問題分析 整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，要進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，排除軟件和硬件的故障，同時(shí)驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性，使系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求。本系統(tǒng)的調(diào)試主要分兩個(gè)步驟:單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試(硬件調(diào)試和軟件調(diào)試)及整個(gè)控制系統(tǒng)試運(yùn)行調(diào)試。 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。 系統(tǒng)硬件和軟件的研制可以相互獨(dú)立的平行進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際調(diào)試時(shí)，首先應(yīng)對(duì)硬件進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行初步調(diào)試，此后再對(duì)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。: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(duì)其進(jìn)行仔細(xì)檢查，查看端口是否正確連接，連接是否可靠。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)用萬用表檢查電路，看應(yīng)當(dāng)開路的地方是否開路，應(yīng)當(dāng)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、傳感器等元件插到電路板上時(shí)，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(jìn)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(duì)源程序進(jìn)行匯編，變?yōu)榭蓤?zhí)行的目標(biāo)代碼，在匯編過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，要及時(shí)糾正。在軟件調(diào)試時(shí)采用軟件模擬開發(fā)系統(tǒng)對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試，這種模擬開發(fā)系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)上利用模擬軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)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。調(diào)試過程中的運(yùn)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(shí)跟蹤程序運(yùn)行狀態(tài)，以確定程序運(yùn)行無錯(cuò)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(duì)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(duì)軟件和硬件進(jìn)行檢查和診斷。整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試時(shí)，需借助仿真開發(fā)工具來對(duì)用戶軟件及硬件電路進(jìn)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(shí)就能單步、多步或連續(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)行用戶程序。系統(tǒng)中的硬件故障(如各個(gè)部件內(nèi)部存在的故障和部件之間連接的邏輯錯(cuò)誤)主要是靠聯(lián)機(jī)仿真來排除的。對(duì)于與硬件無聯(lián)系的用戶程序，例如定時(shí)標(biāo)志等，雖然已經(jīng)沒有語(yǔ)法錯(cuò)誤，但可能存在邏輯錯(cuò)誤，這時(shí)，就借助于動(dòng)態(tài)在線調(diào)試手段發(fā)現(xiàn)邏輯錯(cuò)誤，直至邏輯錯(cuò)誤糾正為止。而對(duì)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，利用在線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。 系統(tǒng)調(diào)試一般來講是一種復(fù)雜，而仔細(xì)的工作，所以在調(diào)試過程中需要有耐心，仔細(xì)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(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)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(shí)增大散熱片來解決。問題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)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(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:有人存在的教室中，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)輸出的問題。此問題在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，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(hào)，并加以處理。 問題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端來驅(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(duì)驅(qū)動(dòng)三極管的保護(hù)。 問題5:每次開機(jī)插上電源后，硬件時(shí)鐘顯示的時(shí)間都從所設(shè)初始值開始計(jì)時(shí)。 分析解決:硬件時(shí)鐘顯示的時(shí)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(duì)硬件時(shí)鐘先進(jìn)行自檢。 本課題對(duì)適合應(yīng)用于教室燈光控制系統(tǒng)的控制部分進(jìn)行了研究。以環(huán)境光、人體存在狀況等外界環(huán)境為控制器的輸入?yún)?shù)，比單純的人員管理教室燈光更合理，更有效的降低教室燈光的資源費(fèi)用。同時(shí)還加入了時(shí)間控制參數(shù)，使教室燈光的控制更加符合學(xué)校的作息時(shí)間。本控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)于各類大、中專院校的教室燈光管理具有重要的意義，也適用于各類辦公室的燈光控制。 該教室燈光系統(tǒng)的控制是以AT89C52單片機(jī)主控單元為核心，通過相關(guān)電路的驅(qū)動(dòng)，完成對(duì)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(duì)教室燈光的自動(dòng)開燈、關(guān)燈控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)在實(shí)現(xiàn)智能化控制的同時(shí)，還設(shè)置了手動(dòng)，這樣在系統(tǒng)智能控制偶爾出現(xiàn)故障時(shí)，可采用手動(dòng)操縱，不至于影響教室燈光的正常應(yīng)用。系統(tǒng)控制單元的硬件電路中多采用簡(jiǎn)易芯片(ULN2803, DS1302, X5045等)，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，同時(shí)節(jié)省了單片機(jī)I/0口資源，為系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展留下了空間。系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)通過采用多任務(wù)模塊編寫，省去了一些不必要的延時(shí)程序，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。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，提高了電能資源的利用率。 在保證裝置能穩(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(duì)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)與己有的教室燈光配套使用時(shí)，不需要對(duì)原有設(shè)備電路進(jìn)行大的改動(dòng)，以降低成本實(shí)現(xiàn)了教室燈光的智能控制。 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(huì)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(hào)可能會(huì)不夠準(zhǔn)確，進(jìn)而影響控制設(shè)備的運(yùn)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(gè)人體傳感器。 人體傳感器一般采集的是有活動(dòng)的人體，若人體靜止時(shí)，如坐著看書沒有活動(dòng)，這時(shí)人體傳感器是不會(huì)有信號(hào)輸出的，故而最好將人體傳感器裝置制作成在系統(tǒng)運(yùn)行過程中能擺動(dòng)為宜。本系統(tǒng)中，人體傳感器采集的信號(hào)與環(huán)境光采集的信號(hào)相互間有制約關(guān)系，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(jiǎn)化電路，簡(jiǎn)化軟件程序。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 謝本課題研究是在趙協(xié)廣老師悉心指導(dǎo)下完成的，傾注著老師的心血和汗水。近半年來，趙老師無論在學(xué)習(xí)、工作和生活上都給予我無微不至的關(guān)心和幫助，趙老師實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，敏銳深刻的洞察力，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，不斷開拓的工作熱情，為科技事業(yè)忘我工作的精神，無不使筆者受益匪淺，對(duì)筆者今后的成長(zhǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。謹(jǐn)此向趙老師致以最崇高的敬意和最衷心的感謝!在本課題進(jìn)行期間，閆明法、袁博、張艷東、等同學(xué)的幫助，使課題能夠順利地完成，在此對(duì)他們表示感謝!最后，衷心感謝所有關(guān)心、幫助和支持過我的老師、同學(xué)和朋友們。還有，一直在幕后默默理解、支持和幫助我的家人和親戚