【導(dǎo)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(shù)量形成了巨大的矛盾。室燈光進(jìn)行自動(dòng)控制，其節(jié)能效益和經(jīng)濟(jì)效益都是相當(dāng)可觀的。電控制器兩個(gè)部分組成。遙控器主要實(shí)現(xiàn)以下功能:通過鍵盤完成對(duì)教室節(jié)電控制器的密。碼、初始化時(shí)間、照度人數(shù)閾值和工作時(shí)間等的設(shè)定任務(wù)。定完成后，通過LCD顯示當(dāng)前工作狀態(tài)和工作模式。數(shù)據(jù)采集主控制器；依據(jù)設(shè)置的控制模式和采集到的數(shù)據(jù)對(duì)燈組進(jìn)行開關(guān)控制。需要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)指標(biāo)：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(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。20xx年3月20日前，完成課題的原理方案設(shè)計(jì)和方案的論證，完成開題報(bào)告。20xx年5月15日前，完成軟件的編制和調(diào)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(xué)生裝訂入冊(cè)，一份教師自留。2帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。設(shè)計(jì)后期，還對(duì)設(shè)計(jì)出的硬件設(shè)施進(jìn)行調(diào)試和編程，最終呈現(xiàn)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(jìn)行逐行掃描，按照 P口值查找鍵號(hào)。最后按照鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)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(hào) 按鍵號(hào)轉(zhuǎn)至相應(yīng)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(diào)用延時(shí)程序，若不為零則繼續(xù)檢測。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 開始 初始化 No =0？ Yes 調(diào)用延時(shí)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(shí)際光強(qiáng)和當(dāng)前人數(shù)等內(nèi)容都需在 LCD顯示屏上顯示，因此，需要在軟件中對(duì)顯示內(nèi)容及其位置進(jìn)行設(shè)置。 LCD顯示的流程圖如圖 。 LCD初始化，設(shè)置第一行位置，顯示內(nèi)容“系統(tǒng)已運(yùn)行”，設(shè)置第二行位置，顯示內(nèi)容“當(dāng)前人數(shù)”，設(shè)置第四行位置，顯示內(nèi)容“實(shí)際光強(qiáng)”。 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 LCD 顯示模塊流程圖 設(shè)置第一行位置 顯示第一行內(nèi)容“系統(tǒng)已運(yùn)行” 設(shè)置第二行位置 顯示第二行內(nèi)容“當(dāng)前人數(shù)” 設(shè)置第四行位置 顯示第四行內(nèi)容“實(shí)際光強(qiáng)” 開始 LCD 初始化 5 調(diào)試與結(jié)果分析 23 5 調(diào)試與結(jié)果分析 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。 （ 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。 （ 2）軟件調(diào)試：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。 （ 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，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。 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)行用戶西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 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。 單片機(jī)最小系統(tǒng)測試 動(dòng)態(tài)調(diào)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(jīng)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(guān)后電源指示燈亮 。 靜態(tài)調(diào)試：經(jīng)檢測系統(tǒng)硬件電路無誤，可編寫簡單測試代碼對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測試。測試時(shí)，在單片機(jī)的引腳接接蜂鳴器，程序編譯無誤，燒寫進(jìn)單片機(jī)后，系統(tǒng)工作正常，蜂鳴器響。 遙控器發(fā)射和接收模塊調(diào)試 遙控器發(fā)射和接收模塊調(diào)試中，首先檢查遙控器上的每個(gè)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(jī)的照相機(jī)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(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 光強(qiáng)檢測模塊調(diào)試 由于 STC12C5A60S2內(nèi)部集成有 A/D轉(zhuǎn)換，所以光敏電阻與電位器相連的結(jié)點(diǎn)與單片機(jī) P1口的 CH1通道直接相連，經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換后在 LCD顯示屏上顯示十進(jìn)制的光強(qiáng)。經(jīng)檢查電氣連接良好，電路無問題。經(jīng)測試光敏電阻工作穩(wěn)定，精度高 。顯示效果如圖 。 圖 光強(qiáng)顯示 人體紅外調(diào)試 熱釋電紅外模塊中，經(jīng)檢測電路連接無誤，電氣連接良好。其中 BISS0001一級(jí)運(yùn)放為電壓跟隨，用以提高輸入阻抗，二級(jí)為放大。放大倍數(shù)可通過電位器RP2調(diào)節(jié)，放大倍數(shù)從 100~200倍。在可觸發(fā)模式下，延時(shí)時(shí)間為 0~300S。 繼電器調(diào)試 繼 電器受 PNP三極管的驅(qū)動(dòng)，首先檢查三極管的 e、 b、 c三個(gè)極連接是否正確，經(jīng)檢查連接正確。本系統(tǒng)采用 OMRON公司生產(chǎn)的型號(hào)為 G5LA14 5V的直流雙通電磁繼電器，其有 5個(gè)引腳，用萬用表檢測繼電器的常開、常閉觸點(diǎn)，檢查電路是否連接正確，經(jīng)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(shí)吸合從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載，編寫如下代碼進(jìn)行檢測： /*************************************************************/ /* 繼電器測試 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(duì)應(yīng)單片機(jī)管腳 sbit K1 = P2^7。 //定義按鈕對(duì)應(yīng)單片機(jī)管腳 main() { if (!K1) RELAY = 0。 //按鈕按下 開啟繼電器 else RELAY = 1。 //按鈕松開 關(guān)閉繼電器 } 測試代碼經(jīng)編譯無誤，燒寫進(jìn)單片機(jī)后，按下按鈕繼電器吸合負(fù)載亮，松開按鈕繼電器斷開負(fù)載滅。 效果如圖 、 。 圖 按鈕未按時(shí)測試結(jié)果 圖 按鈕按下時(shí)測試結(jié)果 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 人體計(jì)數(shù)模塊調(diào)試 調(diào)試人體計(jì)數(shù)電路時(shí)，用萬用表檢測電路電壓正常。調(diào)試激光發(fā)射模塊的電位器，將激光頭的射程調(diào)至 3~4米遠(yuǎn)，當(dāng)無激光照射時(shí)，激光接收管的輸出端輸出低電平，指示燈亮；當(dāng)激光對(duì)準(zhǔn)激光接 收管時(shí)，激光接收管輸出端輸出高電平，指示燈滅。則實(shí)際效果是當(dāng)無人通過時(shí)，指示燈滅，有人通過時(shí)，指示燈亮。 LCD12864顯示模塊調(diào)試 LCD12864模塊中，經(jīng)檢測電路的電氣連接正確，調(diào)整 12864 Vo腳的電位器，調(diào)節(jié) 12864的對(duì)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(jìn)行測試，代碼經(jīng)編譯后無誤 則可以顯示 。6 總結(jié)與展望 28 6 總結(jié)與展望 系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(qiáng)、是否有人和人數(shù)多少作為控制依據(jù)，可以通過人工設(shè)置參數(shù)來改變這些依據(jù)的默認(rèn)值 ，在擴(kuò)大系統(tǒng)的應(yīng)用范圍的同時(shí)，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(qiáng)的測量上采用光敏電阻測量出光的光照強(qiáng)度值；并以此為基礎(chǔ)，在控制方法上加入光強(qiáng)閾值上下限，解決了開燈后系統(tǒng)會(huì)因光強(qiáng)滿足要求而誤關(guān)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(duì)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(zhì)量的同時(shí)，省去了大量的人力勞動(dòng)，還為學(xué)校省去了大量不必要的開支。 系 統(tǒng)各區(qū)域的數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送給主機(jī)后，有看門狗系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。經(jīng)過初步試驗(yàn)，系統(tǒng)確實(shí)能按照設(shè)計(jì) 的要求智能控制開關(guān)燈，具有良好的穩(wěn)定性，達(dá)到了較好的節(jié)能效果。 完成了對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作之后，我們對(duì)電子設(shè)計(jì)的整體流程和調(diào)試有了更加具體的認(rèn)識(shí)，硬件知識(shí)以及單片機(jī)應(yīng)用知識(shí)也有了較大的提高， C 語言編程也更為熟練。通過這次設(shè)計(jì)，自己的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力有了很大幅度的提高。這次設(shè)計(jì)中所獲得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)必將為我今后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 致謝 29 致謝 本 課題 介紹的應(yīng)用于單片機(jī)系統(tǒng) 控制光強(qiáng)和人數(shù)，用于教室節(jié)電，此課題對(duì)我而言，具有很深遠(yuǎn)的意義。在這近半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，感觸頗多。起初的我對(duì)單片機(jī)沒有 太多的了解，但是通過這半年多的學(xué)習(xí)， 了解了單片機(jī)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(jìn)行簡單編程。在這個(gè)過程中遇到了很多困難，也有很多時(shí)候自己會(huì)焦頭爛額，但現(xiàn)在，一切都可以跑到九霄云外。另一方面，通過此次設(shè)計(jì)，也是自己能夠更好地面對(duì)挫折，只要一步一個(gè)腳印，終會(huì)有 守得云開見月明。 本課題 的 研究是在導(dǎo)師 杜玉軍老師 的悉心指導(dǎo)下完成的，傾注著導(dǎo)師的心血和汗水。近 半 年來，王老師無論在學(xué)習(xí)、工作和生活上都給予 本人 無微不至的關(guān)心 和幫助， 杜 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) 本人 今后的成長產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。謹(jǐn)此向?qū)熤乱宰畛绺叩木匆夂妥钪孕牡母兄x ！ 在本課題進(jìn)行期間，也感謝 茍騰飛、童孝偉 等人對(duì) 本人 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、支持和幫助我的朋友們。 參考文獻(xiàn) 30 參 考文獻(xiàn) [1] 趙洪建 .高校教室照明節(jié)點(diǎn)管理探討 .碩士學(xué)業(yè)論文 .福建：福 建農(nóng)林大學(xué)，20xx1226 [2] 張?jiān)评?，周曉平，朱雙霞 .基于單片機(jī)的教室節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究 .制造業(yè)自動(dòng)化， 20xx， 2（下） .33:103105 [3] 安鶴男 .張雷 .徐建等 .一種新穎的教室節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) .桂林電子科技大學(xué)學(xué)報(bào)， 20xx,34（ 1） :1115 [4] 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