【導讀】的開發(fā)與利用，然而與日俱增的能源需求和有限的資源數量形成了巨大的矛盾。室燈光進行自動控制，其節(jié)能效益和經濟效益都是相當可觀的。電控制器兩個部分組成。遙控器主要實現以下功能:通過鍵盤完成對教室節(jié)電控制器的密。碼、初始化時間、照度人數閾值和工作時間等的設定任務。定完成后，通過LCD顯示當前工作狀態(tài)和工作模式。數據采集主控制器；依據設置的控制模式和采集到的數據對燈組進行開關控制。需要實現的技術指標：搖控距離≥3m，人體探測距離≥2m。20xx年3月10日前，完成資料查詢；學習相關知識。20xx年3月20日前，完成課題的原理方案設計和方案的論證，完成開題報告。20xx年5月15日前，完成軟件的編制和調試。20xx年6月01日前，完成畢業(yè)論文的撰寫。說明：1本表一式二份，一份由學生裝訂入冊，一份教師自留。2帶*項可根據學科特點選填。設計后期，還對設計出的硬件設施進行調試和編程，最終呈現出理想的效果。良好的節(jié)電效果。

　　

【正文】 鍵過程：首先判斷控制鍵是否按下，若有控制 鍵按下則進行逐行掃描，按照 P口值查找鍵號。最后按照鍵號轉至相應的發(fā)射程序。 掃鍵開始 No 是否 按下 Yes 返回主程序 逐鍵掃描，按 P口 值查表求鍵號 按鍵號轉至相應的 發(fā)射程序 圖 鍵掃描程序流程圖 遙控接收器主程序流程圖 圖 。 開始初始化程序， 檢測 0，若為零則需調用延時程序，若不為零則繼續(xù)檢測。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 21 開始 初始化 No =0？ Yes 調用延時程序 接受 處理 圖 遙控接收器主程序流程圖 LCD 顯示模塊 系 統(tǒng)的工作狀態(tài)、工作模式、實際光強和當前人數等內容都需在 LCD顯示屏上顯示，因此，需要在軟件中對顯示內容及其位置進行設置。 LCD顯示的流程圖如圖 。 LCD初始化，設置第一行位置，顯示內容“系統(tǒng)已運行”，設置第二行位置，顯示內容“當前人數”，設置第四行位置，顯示內容“實際光強”。 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 22 圖 LCD 顯示模塊流程圖 設置第一行位置 顯示第一行內容“系統(tǒng)已運行” 設置第二行位置 顯示第二行內容“當前人數” 設置第四行位置 顯示第四行內容“實際光強” 開始 LCD 初始化 5 調試與結果分析 23 5 調試與結果分析 系統(tǒng)硬件和軟件的研制可以相互獨立的平行進行，軟件調試可以在硬件完成之前，硬件也可以在無完整應用軟件的情況下進行調試，但它們需要借助另外的工具提供調試環(huán)境。硬件和軟件分調完成之后，還要再進行軟件和硬件的聯調，在調試中找出問題，判斷故障源，修改軟硬件。 在對系統(tǒng)進行實際調試時，首先應對硬件進行靜態(tài)調試，同時對系統(tǒng)軟件進行初步調試，此后再對軟件和硬件進行動態(tài)調試，最后才能使系統(tǒng)進入正常工作。 （ 1）靜態(tài)調試：靜態(tài)調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。同時還應當用萬用表檢查電路，看應當開路的地方是否開路，應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。 （ 2）軟件調試：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，在匯編過程中出現的錯誤，要及時糾正。在軟件調試時采用軟件模擬開 發(fā)系統(tǒng)對程序進行調試，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，從而完成應用軟件開發(fā)的全過程。調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)調試：控制系統(tǒng)的軟件和硬件是密切相關的，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調，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、調試。 應 用系統(tǒng)各電路板調試成功后，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，同時也可以根據需要分段設置斷點執(zhí)行用戶西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 24 程序。系統(tǒng)中的硬件故障 (如各個部件內部存在的故障和部件之間連接的邏輯錯誤 )主要是靠聯機仿真來排除的。對于與硬件無聯系的用戶程序，例如定時標志等，雖然已經沒有語法錯誤，但可能存在邏輯錯誤，這時，就借助于動態(tài)在線調試手段發(fā)現邏輯錯誤，直至邏輯錯誤糾正為止。而對于一些與硬件相關的用戶程序，如接口驅動程序等，則需要配合硬件，進行在線調試，如果有邏輯錯誤，也要及時糾正修改。 程序調試完畢后，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。 單片機最小系統(tǒng)測試 動態(tài)調試： PCB板焊接完成后首先利用萬用表短路檔檢查電路的電器連接是否正確，而后換到電壓檔看電源模塊供電是否正 常，經檢查后電路連接無誤，電氣連接良好。電源模塊工作正常，按下電源開關后電源指示燈亮 。 靜態(tài)調試：經檢測系統(tǒng)硬件電路無誤，可編寫簡單測試代碼對系統(tǒng)進行測試。測試時，在單片機的引腳接接蜂鳴器，程序編譯無誤，燒寫進單片機后，系統(tǒng)工作正常，蜂鳴器響。 遙控器發(fā)射和接收模塊調試 遙控器發(fā)射和接收模塊調試中，首先檢查遙控器上的每個按鍵是否正常工作，具體的做法是：按下遙控器上的按鍵，通過手機的照相機來觀察遙控器的紅外發(fā)射頭是否變亮，如果變亮，則按鍵工作正常。 圖 圖圖 遙控器測試圖 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 25 光強檢測模塊調試 由于 STC12C5A60S2內部集成有 A/D轉換，所以光敏電阻與電位器相連的結點與單片機 P1口的 CH1通道直接相連，經單片機轉換后在 LCD顯示屏上顯示十進制的光強。經檢查電氣連接良好，電路無問題。經測試光敏電阻工作穩(wěn)定，精度高 。顯示效果如圖 。 圖 光強顯示 人體紅外調試 熱釋電紅外模塊中，經檢測電路連接無誤，電氣連接良好。其中 BISS0001一級運放為電壓跟隨，用以提高輸入阻抗，二級為放大。放大倍數可通過電位器RP2調節(jié)，放大倍數從 100~200倍。在可觸發(fā)模式下，延時時間為 0~300S。 繼電器調試 繼 電器受 PNP三極管的驅動，首先檢查三極管的 e、 b、 c三個極連接是否正確，經檢查連接正確。本系統(tǒng)采用 OMRON公司生產的型號為 G5LA14 5V的直流雙通電磁繼電器，其有 5個引腳，用萬用表檢測繼電器的常開、常閉觸點，檢查電路是否連接正確，經過檢測，繼電器控制系統(tǒng)電氣連接無誤。由于繼電器在低電平時吸合從而驅動負載，編寫如下代碼進行檢測： /*************************************************************/ /* 繼電器測試 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 26 /*************************************************************/ include //51的端口和各特殊寄存器定義在此文件中 sbit RELAY = P1^4。 //定義繼電器對應單片機管腳 sbit K1 = P2^7。 //定義按鈕對應單片機管腳 main() { if (!K1) RELAY = 0。 //按鈕按下 開啟繼電器 else RELAY = 1。 //按鈕松開 關閉繼電器 } 測試代碼經編譯無誤，燒寫進單片機后，按下按鈕繼電器吸合負載亮，松開按鈕繼電器斷開負載滅。 效果如圖 、 。 圖 按鈕未按時測試結果 圖 按鈕按下時測試結果 西安工業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 27 人體計數模塊調試 調試人體計數電路時，用萬用表檢測電路電壓正常。調試激光發(fā)射模塊的電位器，將激光頭的射程調至 3~4米遠，當無激光照射時，激光接收管的輸出端輸出低電平，指示燈亮；當激光對準激光接 收管時，激光接收管輸出端輸出高電平，指示燈滅。則實際效果是當無人通過時，指示燈滅，有人通過時，指示燈亮。 LCD12864顯示模塊調試 LCD12864模塊中，經檢測電路的電氣連接正確，調整 12864 Vo腳的電位器，調節(jié) 12864的對比度至合適狀態(tài)（字符顯示清晰明顯）。編寫簡單的測試代碼進行測試，代碼經編譯后無誤 則可以顯示 。6 總結與展望 28 6 總結與展望 系 統(tǒng)的設計從 節(jié)能環(huán)保的理念出發(fā)，立足于節(jié)能，適用于高校教室燈光控制。該系統(tǒng)以光強、是否有人和人數多少作為控制依據，可以通過人工設置參數來改變這些依據的默認值 ，在擴大系統(tǒng)的應用范圍的同時，增加了系統(tǒng)的人性化。系統(tǒng)可采用分區(qū)域控制的方法，在光強的測量上采用光敏電阻測量出光的光照強度值；并以此為基礎，在控制方法上加入光強閾值上下限，解決了開燈后系統(tǒng)會因光強滿足要求而誤關燈的問題。系統(tǒng)還添加了人為控制模塊，滿足了教室多用途的需求。該系統(tǒng)對于各高校的教室燈光管理有著很大的意義，它在提高照明質量的同時，省去了大量的人力勞動，還為學校省去了大量不必要的開支。 系 統(tǒng)各區(qū)域的數據信號發(fā)送給主機后，有看門狗系統(tǒng)對系統(tǒng)進行復位，以保證系統(tǒng)的正常運行。經過初步試驗，系統(tǒng)確實能按照設計 的要求智能控制開關燈，具有良好的穩(wěn)定性，達到了較好的節(jié)能效果。 完成了對該系統(tǒng)的設計工作之后，我們對電子設計的整體流程和調試有了更加具體的認識，硬件知識以及單片機應用知識也有了較大的提高， C 語言編程也更為熟練。通過這次設計，自己的動手能力和實踐能力有了很大幅度的提高。這次設計中所獲得的知識和經驗必將為我今后的工作和學習打下堅實的基礎。 致謝 29 致謝 本 課題 介紹的應用于單片機系統(tǒng) 控制光強和人數，用于教室節(jié)電，此課題對我而言，具有很深遠的意義。在這近半年的畢業(yè)設計中，感觸頗多。起初的我對單片機沒有 太多的了解，但是通過這半年多的學習， 了解了單片機的用途， 基本可以使用 Altium Designer Release 10 繪制電路圖和 PCB 板 ，也可以使用 Keil uVision4 進行簡單編程。在這個過程中遇到了很多困難，也有很多時候自己會焦頭爛額，但現在，一切都可以跑到九霄云外。另一方面，通過此次設計，也是自己能夠更好地面對挫折，只要一步一個腳印，終會有 守得云開見月明。 本課題 的 研究是在導師 杜玉軍老師 的悉心指導下完成的，傾注著導師的心血和汗水。近 半 年來，王老師無論在學習、工作和生活上都給予 本人 無微不至的關心 和幫助， 杜 老師實事求是的科學作風，敏銳深刻的洞察力，嚴謹的治學精神，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 本人 今后的成長產生深遠影響。謹此向導師致以最崇高的敬意和最衷心的感謝 ！ 在本課題進行期間，也感謝 茍騰飛、童孝偉 等人對 本人 的幫助，使課題能夠順利地完成，在此對他們表示感謝 ！ 最后，衷心感謝所有關心、幫助和支持過我的老師、同學和朋友們。還有一直在幕后默默理解、支持和幫助我的朋友們。 參考文獻 30 參 考文獻 [1] 趙洪建 .高校教室照明節(jié)點管理探討 .碩士學業(yè)論文 .福建：福 建農林大學，20xx1226 [2] 張云莉，周曉平，朱雙霞 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