【導(dǎo)讀】傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的常規(guī)電子線路。同時(shí)樓宇智能化的發(fā)展與成熟，也為基于單片機(jī)的。照明控制系統(tǒng)的普及與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。該系統(tǒng)采用了當(dāng)今比較成熟的傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，利用多參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)學(xué)校教室室內(nèi)照明的控制。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。器分別是以AT89C51單片機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了通信、控制與顯示等功能。電路以及看門(mén)狗電路等。對(duì)于軟件設(shè)計(jì)主要有主控制器、分控制器的有線通信程序設(shè)。計(jì)以及燈光控制、定時(shí)控制、鍵盤(pán)掃描與LED顯示等程序設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 器對(duì)紅外線的敏感程度主要表現(xiàn)在傳感器敏感單元的溫度所發(fā)生的變化，而溫度的變化導(dǎo)致電信號(hào)的產(chǎn)生。環(huán)境與自身的溫度變化由其內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定了它不向外輸出信號(hào)；而傳感器的低頻響應(yīng)（一般為 ~10Hz）和對(duì)特定波長(zhǎng)紅外線（一般為 5~15um）的響應(yīng)決定了傳感器只對(duì)外界的紅外線的輻射而引起傳感器的溫度的變化而敏感，而這種變化對(duì)人體而言就是移動(dòng)。所以，傳感器對(duì)人體的移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)敏感，對(duì)靜止或移動(dòng)很緩慢的人體不敏感；它可以抗可見(jiàn)光和大部分紅外線的干擾。 （ 2） 濾光窗 制造熱釋電紅外探測(cè)元的高熱電材料是一種廣譜材料，它的探測(cè)波長(zhǎng)范圍為 ～20μ m。為了對(duì)某一波長(zhǎng)范圍的紅外輻射有較高的敏感度，通常在傳感器上加裝了一塊圖 212 傳感器頂 圖 213 傳感器低 圖 214 傳感器側(cè) 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 18 干涉濾光窗。濾光窗是由一塊薄玻璃片鍍上多層濾光層薄膜而成的， 濾光窗能有效地濾除 ~14um 波長(zhǎng)以外的紅外線。例如， SCA021 對(duì) ~14um 波長(zhǎng)的紅外線的穿透量為 70%，在 處時(shí)下降為 65%，而在 處時(shí)陡降為 %； P2288 的響應(yīng)波長(zhǎng)為 6~14um，中心波長(zhǎng)為 10um。 物體發(fā)射出的紅外線輻射能，最強(qiáng)波長(zhǎng)和溫度的關(guān)系滿足λ m*T=2989（ ）（其中λ m 為最大波長(zhǎng)， T 為絕對(duì)溫度）。人體的正常體溫為 36~℃ ，即 309~，其輻射的最強(qiáng)的紅外線的波長(zhǎng)為λ m=2989/（ 309~） =~，中心波長(zhǎng)為。因此，人體輻射的最強(qiáng)的紅外線的波長(zhǎng)正好落在濾光窗的響應(yīng)波長(zhǎng)（ 7~14um）的中心。所以，濾光窗能有效地讓人體輻射的紅外線通過(guò)，而最大限度地阻止陽(yáng) 光、燈光等可見(jiàn)光中的紅外線的通過(guò)，以免引起干擾。 比較電路 比較電路 如圖 215 所示，由兩個(gè)運(yùn)算放大器組成 ， 輸入信號(hào)來(lái)自于 紅外人體探頭輸出。比較電路中的基準(zhǔn)電壓分別由兩個(gè)獨(dú)立的分壓電路得到，供電路比較所用。即運(yùn)算放大器 D1 的 6 腳和 D2 的 1 腳電壓分別為 和 。 圖 215 人體信號(hào) 比較 電路 通過(guò)比較電路將相應(yīng) 的電壓比較結(jié)果以數(shù)字信號(hào) 輸出。 當(dāng)被動(dòng)紅外探頭在有效范圍內(nèi)感應(yīng)到人體信號(hào)后，運(yùn)算放大器的“ 2 腳”或“ 5腳”的電壓降為 ；當(dāng)被動(dòng)紅外探頭 在 有效范圍內(nèi) 沒(méi)有感應(yīng) 人體紅外信號(hào) 時(shí) ，“ 2 腳”或“ 5 腳”的電壓降為 。探頭故障斷路時(shí)，則“ 2 腳”或“ 5 腳”的電壓降為 0V。 “ 1腳”的電壓恒定為 ，“ 2 腳”的電壓有 1V 或是 兩種狀態(tài)， “ 6腳”的電壓恒定為 ，“ 5腳”的電壓與“ 2 腳”的電壓保持一致。 探頭 將會(huì)根據(jù)有無(wú)人體信號(hào)在“ 2腳”產(chǎn)生 或 兩種電壓信號(hào)。 （由于故障或沒(méi)有安裝探頭） 第二章 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 19 “ 1腳”的電壓恒定為 ，“ 2 腳”的電壓為 0V， “ 6腳”的電壓恒定為 ，“ 5腳”的電壓為 0V。 探頭 將只會(huì)產(chǎn)生一種電壓信號(hào) 0V。 具體的比較結(jié)果如下表 21 所示。 表 21 探頭采集信號(hào)輸出狀態(tài)表 探頭工作狀態(tài) “ 1 腳” 電壓 “ 2 腳”或“ 5 腳”電壓 “ 6 腳” 電壓 正常 工作 無(wú)人狀態(tài) 1 1 有人狀態(tài) 0 1 斷路或故障 0V 1 0 通過(guò)比較電路，不僅解決了不同工作狀態(tài)時(shí)被動(dòng)紅外探頭的對(duì)外界人體紅外信號(hào)的采集，而且也實(shí)現(xiàn)了僅通過(guò)被動(dòng)紅外探頭的兩根電源線同時(shí)也傳輸了所采集的周圍環(huán)境的紅外信號(hào)，一舉兩得。 DS12887 時(shí)鐘 芯片接口電路設(shè)計(jì) 本 次系統(tǒng) 設(shè)計(jì)中， 燈光設(shè)計(jì)有以時(shí)間作為基準(zhǔn)信號(hào)，故 采用了 DALLAS 公司的DS12887 芯片。 DS12887 為 DALLAS 公司生產(chǎn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，除具有實(shí)時(shí)鐘功能外，它還具有 114 字節(jié)的通用 RAM，采用 CMOS 技術(shù)制成，具有內(nèi)部晶振和時(shí)鐘芯片備份鋰電池，而且它與目前應(yīng)用廣泛的時(shí)鐘芯片 MC146818B 和 DS1287 管腳兼容。采用 DS12887芯片設(shè)計(jì)的時(shí)鐘電路無(wú)需任何外圍電路和器件，并具有良好的微機(jī)接口。 DS12887 芯片具有微功耗，外圍接口簡(jiǎn)單，精度高，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于各種需要較高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘系統(tǒng)中。 的原理及管腳說(shuō)明 圖 216 顯示了 DS12887 管腳排列圖 ，并 分別說(shuō)明管腳功能： VCC：直流電源 +5V 電壓。當(dāng) 5V 電壓在正常范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)據(jù)可讀寫(xiě)；當(dāng) VCC 低于 ，讀寫(xiě)被禁止，計(jì)時(shí)功能仍繼續(xù)；當(dāng) VCC 下降到 3V以下時(shí)， RAM 和計(jì)時(shí)器被切換到內(nèi)部鋰電池 。 MOT(模式選擇 )： MOT 管腳接到 VCC 時(shí)，選擇 MOTOROLA 時(shí)序，當(dāng)接到 AFND 時(shí)，選擇 INTEL時(shí)序。 SQW(方波信號(hào) 輸出 )： SQW 管腳能從實(shí)時(shí)時(shí)鐘內(nèi)部 15 級(jí)分頻器的 13 個(gè)抽頭中選擇一個(gè)作圖 216 DS12887 芯片管腳圖 第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 20 為輸出信號(hào)，其輸出頻率可通過(guò)對(duì)寄存器 A編程改變。 AD0～ AD7(雙向地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用線 )：總線接口，可與 MOTOROLA 微機(jī)系列和 INTEL微機(jī)系列接口。 AS(地址選通輸入 )：用于實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離，在 AD/ALE 的下降沿把地址鎖入 DS12887。 DS(數(shù)據(jù)選通或讀輸入 )： DS/RD 客腳有兩種操作模式，取決于 MOT 管腳的電平，當(dāng)使用 MOTOROLA 時(shí)序時(shí) ， DS 是一正脈沖，出現(xiàn)在總線周期的后段，稱為數(shù)據(jù)選通；在讀周期， DS 指示 DS12887 驅(qū)動(dòng)雙向總的時(shí)刻，在寫(xiě)周期， DS的后沿使 DS12887 鎖存寫(xiě)數(shù)據(jù)。選擇 INTEL 時(shí)序時(shí)， DS 稱作 (RD)， RD 與典型存貯器的允許信號(hào) (OE)的定義相同。 R/W(讀 /寫(xiě)輸入 )： R/W 管腳也有兩種操作模式。選 MOTOROLA 時(shí)序時(shí)， R/W 是一電平信號(hào)，指示當(dāng)前周期是讀或?qū)懼芷冢?DSO 為高電平時(shí)， R/W 高電平指示讀周期， R/W低電平指示寫(xiě)周期；選 INTEL 時(shí)序， R/W 信號(hào)是一低電平信號(hào) ，稱為 WR。在此模式下，R/W 管腳與通用 RAM 的寫(xiě)允許信號(hào) (WE)的含義相同。 CS(片選輸入 )：在訪問(wèn) DS12887 的總線周期內(nèi)，片選信號(hào)必須保持為低。 IRQ(中斷申請(qǐng)輸入 )：低電平有效，可作微處理的中斷輸入。沒(méi)有中斷條件滿足時(shí)，IRQ 處于高阻態(tài)。 IRQ 線是漏極開(kāi)路輸入，要求外接上接電阻。 RESET(復(fù)位輸出 )：當(dāng)該腳保持低電平時(shí)間大于 200ms，保證 DS12887 有效復(fù)位。 2. 地址分配表及時(shí)間、日歷和鬧鐘的數(shù)據(jù)格式 表 22 時(shí)間、日歷和鬧鐘的數(shù)據(jù)格式 地址 功能 十進(jìn)制范圍 范圍 二 進(jìn)制數(shù)據(jù)模式 BCD 數(shù)據(jù)模式 0 秒 0－ 59 00－ 3B 00－ 59 1 秒鬧鐘 0－ 59 00－ 3B 00－ 59 2 分鐘 0－ 59 00－ 3B 00－ 59 3 分鐘鬧鐘 0－ 59 00－ 3B 00－ 59 4 小時(shí)（ 12進(jìn)制） 1－ 12 1－ 0CAM， 81－ 8CPM 01－ 12AM， 81－ 92PM 小時(shí)（ 24進(jìn)制） 0－ 23 00－ 17 00－ 23 5 時(shí)鬧鐘（ 12 時(shí)制） 1－ 12 01－ 0CAM， 81－ 8CPM 01－ 12AM， 81－ 92PM 時(shí)鬧鐘（ 24 時(shí)制） 0－ 23 00－ 17 00－ 23 6 星期（星期天＝ 1） 1－ 7 00－ 07 00－ 07 7 日期 1－ 31 01－ 0F 1－ 31 8 月份 112 010C 112 9 年 099 0063 0099 第二章 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 21 DS12887 內(nèi)部有 128B 的非易失 RAM，其中地址 0~9 為時(shí)間、日歷、鬧鐘信息存放單元，具體見(jiàn)表 12，地址 10~13 依次為寄存器 A、 B、 C、 D 的地址，而剩下的 114B 則作為通用的 RAM。其中寄存器 C、 D 為只讀，寄存器 A 的 D7 位為只讀 ； 114 字節(jié)的非易失性通用 RAM 沒(méi)有特殊功能，可以在任何時(shí) 候讀寫(xiě)。 0xc0、 0xff 為特殊的數(shù)。如果小時(shí)鬧鐘為 0xc0、 0xff，表示每小時(shí)中斷一次；如果小時(shí)鬧鐘和分鐘鬧鐘都是 0xc0、0xff，表示每分鐘中斷一次；如果小時(shí)鬧鐘、分鐘鬧鐘和秒鬧鐘都是 0xc0、 0xff，表示每秒中斷一次。 狀態(tài)控制寄存器 DS12887 有 4個(gè)控制寄存器，它們?cè)谌魏螘r(shí)間都可訪問(wèn)，即使更新周期也不例外。 （ 1） 寄存器 A 表 23 寄存器 A 的功能表 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 UIP DV2 DV1 DV0 RS3 RS2 RS1 RS0 UIP：更新周期正在進(jìn)行位。當(dāng) UIP 為 1，更新轉(zhuǎn)換將很快發(fā)生，當(dāng) UIP 為 0，更新轉(zhuǎn)換至少在 244181。s 內(nèi)不會(huì)發(fā)生。 DV0， DV1， DV2：用于開(kāi)關(guān)晶振和復(fù)位分頻鏈。這些位的 010 唯一組合將打開(kāi)晶振并允許 RTC 計(jì)時(shí)。 RS3， RS2， RS1， RS0：頻率選擇位，從 15 級(jí)頻率器 13 個(gè)抽頭中選一個(gè)，或禁止分頻器輸入，選擇好的抽頭用于產(chǎn)生方波 (SQW 管腳 )輸出和周期中斷，用戶可以： 用PIE 位允許中斷 ； 用 SQWE 位允許 SQAW 輸出；二 者同時(shí)允許并用相同的頻率； 都不允許 。 （ 2） 寄存器 B 表 24 寄存器 B 的功能表 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 SET PIE AIE UIE SQWE DM 24/12 DSE SET： SET 置 0 時(shí) ，時(shí)間更新正常進(jìn)行，每秒計(jì)數(shù)走時(shí)一次，當(dāng) SET 位寫(xiě)入 1，時(shí)間更新被禁止，程序可初始化時(shí)間和日歷字節(jié)。 PIE：周期中斷 允許 位， PIE 為 1 時(shí) ，則允許 中斷； PIE 為 0 時(shí) ，則禁止中斷。 AIE：定鬧中斷允許位， PIE 為 1，允許中斷，否則禁止中斷。 SQWE：方波允許位，置 1 時(shí) 選定頻率方波從 SQW 腳輸出；置 0 時(shí)， SQW 腳為低 電平 。 DM：數(shù)據(jù)模式位， 置“ 1”時(shí)，時(shí)間、日歷和警報(bào)的數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制形式，置“ 0”時(shí)采用 BCD 碼。 24/12：小時(shí)格式位， 置“ 1”采用 24小時(shí) 模式 ， 置“ 0”則采用 12 小時(shí) 模式 。 DSE： P 夏令時(shí)允許位，當(dāng) DSE 置 1 時(shí)允許兩個(gè)特殊的更新，在四月份的第一 個(gè)星期 日 ， 時(shí)間從 1： 59： 59AM 時(shí)改變?yōu)?1： 00： 00AM，當(dāng) DSE 位為 0，這種特殊修正不發(fā)第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 22 生。 （ 3） 寄存器 C 表 25 寄存器 C 的功能表 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 IRQF PF AF UF 0 0 0 0 IRQF：中斷申請(qǐng)標(biāo)志位。當(dāng)下列表達(dá)式中一個(gè)或多個(gè)為真時(shí)，置 1。 PF=PIE=1； AF=AIE=1； UF=UIE=1； 即： IRQF=PF178。PIE+AF178。AIE+UF178。UIE 只要 IRQF 為 1， IRQ 管腳輸出低 電平。 寄存器 C 是只讀寄存器，所有標(biāo)志位都是芯片內(nèi)部時(shí)鐘在運(yùn)行中產(chǎn)生中斷時(shí)置位， 程序讀寄存器 C 以后或 RESET 管腳為低后，所有標(biāo)志位清零。 AF：定鬧中斷標(biāo)志位，只讀， AF 為 1 表明現(xiàn)在時(shí)間與定鬧時(shí)間匹配。 UF：更新周期結(jié)束標(biāo)志位。 UF 為 1 表明更新周期結(jié)束。 BIAT0～ BIT3： 寄存器 C 未用狀態(tài)位，讀出總為 0，不能寫(xiě)入。 （ 4） 寄存器 D 表 26 寄存器 D 功能表 BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 VRT 0 0 0 0 0 0 0 VRT：內(nèi)部鋰電池狀態(tài)位，平時(shí)應(yīng)總讀出 1，如出現(xiàn) 0，表明內(nèi)部鋰電池耗盡。 BIT0～ BIT6： 寄存器 D未用狀態(tài)位，讀出總為 0，不能寫(xiě)入。 DS12887 接口設(shè)計(jì)及初始化程序 圖 2— 17 DS12887 接口設(shè)計(jì) 第二章 硬件電路設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 23 define uchar unsigned char define uint unsigned int include include include include include include include define P128870 XBYTE[0x4000] define P128871 XBYTE[0x4001] define P128872 XBYTE[0x4002] define P128873 XBYTE[0x4003] define P128874 XBYTE[0x4004] define P128875 XBYTE[0x4005] define P128876 XBYTE[0x4006] define P128877 XBYTE[0x4007]