【正文】 初步試驗證明，本系統(tǒng)適用性較好，可以應(yīng)用于教室、樓道和辦公室中。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，使系統(tǒng)更加可靠，最好采用多個人體傳感器。軟件設(shè)計上采用多任務(wù)形式對信號的采集、處理，達(dá)到最終控制燈光的目的。 第五章 總結(jié)與展望 21 第五章 總結(jié)與展望 總結(jié) 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，完成對系統(tǒng)設(shè)備 (電燈 )的控制，采用一個二極管閃爍顯示整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，實現(xiàn)了對教室燈光的自動開燈、關(guān)燈控制。繼電器驅(qū)動電路中還需注意的是要與繼電器線圈并聯(lián)一個續(xù)流二極管，增加對驅(qū)動三 極管的保護(hù)。 3．人存在的教室中，若人體超過十秒沒有活動，人體傳感器是不會有信號輸出的，那么如何判定教室此時有人的問題。 1．電源供電電路中集成穩(wěn)壓器溫度過高。 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，這時就能單步或連續(xù) 地執(zhí)行目標(biāo)程序，同時也可以根據(jù)需要分段設(shè)置斷點執(zhí)行程序。 (2)軟件調(diào)試：在軟件調(diào)試時采用在計算機(jī)上利用模擬軟件實現(xiàn)對單片機(jī)的硬件模擬、指令模擬及運行狀態(tài)模擬，從而完成應(yīng)用 軟件開發(fā)的全過程。第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 18 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試方法及步驟 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，查看其運行結(jié) 果是否符合設(shè)計要求。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。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。0x01)； //每次傳輸?shù)妥止?jié) addr = 1； //右移一位 SCLK = 1； } //讀取數(shù)據(jù) for ( i=8； i0； i ) { ACC_7=DIO； SCLK = 1； ACC=1； SCLK = 0； } CE=0； dat1=ACC； dat2=dat1/16； //數(shù)據(jù)進(jìn)制轉(zhuǎn)換 dat1=dat1%16； //十六進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)制 dat1=dat1+dat2*10； return (dat1)； } //初始化 DS1302 void Initial(void) { Write1302 (WRITE_PROTECT， 0X00)； //禁止寫保護(hù) Write1302 (WRITE_SECOND， 0x56)； //秒位初始化 Write1302 (WRITE_MINUTE， 0x34)； //分鐘初始化 Write1302 (WRITE_HOUR， 0x12)； //小時初始化 Write1302 (WRITE_PROTECT， 0x80)； //允許寫保護(hù) } 顯示驅(qū)動模塊 系統(tǒng)運行過程中的數(shù)據(jù)顯示是人機(jī)交互對話的一個重要通道。數(shù)據(jù)在 SCLK的上升沿串行輸入，在開始的 8 個時鐘周期把命令字裝入移位寄存器之后，若跟隨的是寫命令字節(jié)，則在下 8 個 SCLK 周期的上升沿輸入數(shù)據(jù)字節(jié)，若跟隨在讀命令字節(jié)的 8 個 SCLK 周期之后，在下 8 個 SCLK 周期的下降沿輸出數(shù)據(jù)字節(jié)。在數(shù)據(jù)讀 /寫完后， RST 端應(yīng)置成低電平，以防止外部干擾對DS1302 內(nèi)部時鐘的影響。本系統(tǒng)邏輯定義為：環(huán)境光亮?xí)r為邏輯“ 0(符合光采集電 路輸出信號狀態(tài) )，暗時為“ 1，人體存在為“ 1，人體不存在為“ 0，開燈為“ 1”，關(guān)燈為“ 0，那么環(huán)境光與人體存在可以用以第三章 控制模塊軟件設(shè)計 13 下的邏輯關(guān)系表來表示，如表所示 ： 表 環(huán)境光與人體存在邏輯關(guān)系 環(huán)境光參數(shù) 人體存在參數(shù) 教室燈狀態(tài) 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 上表數(shù)據(jù)表明可將環(huán)境光參數(shù)與人體存在參數(shù)進(jìn)行與操作，又由于繼電器是低電平驅(qū)動，所以要將采集處理后的信號進(jìn)行非操作，才可以驅(qū)動繼電器工作，即可得到教室燈的狀態(tài)。由于紅外穿透力差，因此人體的紅外輻 射容易被遮擋，不易被探頭接收；易受射頻輻射的干擾；當(dāng)環(huán)境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度就會明顯下降，甚至造成短時失靈。該定時中 斷處理程序框圖如圖 31 所示： 圖 31 定時中斷處理程序框圖 本系統(tǒng)還采用了外部中斷，此外部中斷主要用來判斷是否有外來信號輸入，若有，就采集下來并加以處理；若無，則返回到主循環(huán)。 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 12 定時中斷處理設(shè)計 定時中斷是利用單片機(jī)內(nèi)部的定時器定時，時間到或計數(shù)值已滿引起的中斷，內(nèi)部定時器的計數(shù)器可以對內(nèi)部時鐘或從外部引線 T0 和 T1 輸入的外部脈沖進(jìn)行計數(shù)。 各接口芯片的檢測主要檢測各芯片是否已處于準(zhǔn)備工作的就緒狀態(tài)，有無硬件故障等，如檢測各位 LED 是否正常顯示系統(tǒng)設(shè)置開機(jī)時的界面，檢測硬件時鐘 DS1302 是處于更換芯片后初次使用為起振狀態(tài)，還是處于備用電源供電振蕩保持狀態(tài)， 即檢測系統(tǒng)中控制時間表的有效性，檢測熱釋紅外傳感器輸出信號是否正常體現(xiàn)人體存在的信息，檢測光采集電路輸出的信號等。 本系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊主要包括對系統(tǒng)外圍器件輸入、輸出參數(shù)的初始化自檢，看門狗的激活，多任務(wù)操作模塊的調(diào)用 (系統(tǒng)中的信號采集處理、時鐘管理、按鍵 接收處理、驅(qū)動顯示模塊 )，實時中斷處理等。在應(yīng)用軟件的設(shè)計中，盡可能各個功能模塊寫成子程序的形式，并通過主程序調(diào)用。如果在 秒內(nèi)未檢測到其工作，出現(xiàn)故障，內(nèi)部定時器將使看門狗 WD1 處于低電平狀態(tài)，為系統(tǒng)提供保護(hù)，避免死機(jī)、程序跑飛或進(jìn)入死循環(huán)等意外的發(fā)生。 X5045 硬件部分連接如圖 212。如表 狀態(tài)寄存器所示， X5045 狀態(tài)寄存器共有 6 位。由于系統(tǒng)同時需要看門狗和 EEPROM，所以本設(shè)計中使用芯片 X5045。鍵盤工作方式采用中斷掃描方式， 4 個二極管和 10K電阻組成與門電路，當(dāng)任一鍵按下時，與門輸出 引腳的電平都會由高為低。按鍵的輸入信號分別接到 ， ， ，用二極管和與門電路將按鍵信號引到外中 斷 0 的引腳 。當(dāng) 端口為低電平，即基極為低電平時，三極管導(dǎo)通，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音，以示教室燈工作超時。繼電器的輸出端并聯(lián) 100 歐的電阻和 6800 皮法電容，目的是避免繼電器吸合與釋放期間產(chǎn)生火花。時鐘輸入端 SCLK接單片機(jī) ，進(jìn)行時鐘控制。 DS1302 由 Vcc1 和 Vcc2 兩者中較大者供電。當(dāng) Vcc2Vcc1+ 時 ，由 Vcc2 向 DS1302供電，當(dāng) Vcc2 Vcc1 時，由 Vcc1 向 DS1302 供電。此芯片采用的是串行通信方式，還可為掉電保護(hù)電源提供充電功能，也可以將此功能關(guān)閉。 (此時間可設(shè)置在零點幾秒 — 幾十秒鐘 )。其硬件連接如圖 25。其中調(diào)節(jié) R26 阻值，可使三極管 Q12 受環(huán)境光強(qiáng)度影響在適當(dāng)?shù)牧炼认聦?dǎo)通。光敏三極管具有靈敏度高，體積小，工作電壓低，工作電流小，發(fā)光均勻穩(wěn)定，響應(yīng)速度快，壽命長等特點。此外，人體存在傳感器要求靈敏度高，可靠性強(qiáng)。本設(shè)計采用輸出電壓為 9V的變壓器。該芯片的主要特征見如表 ： AT89S51 單 片 機(jī) 最 小 系 統(tǒng) 熱釋紅外傳感器 環(huán)境光采集電路 超時報警模塊 按鍵電路 數(shù)碼管顯示模塊 看門狗模塊 時鐘模塊 EEPROM 存儲器模塊 第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計 3 表 AT89S51主要特征 單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖 22 所示： 圖 22 單片機(jī)最小系統(tǒng) (1) 40（ Vcc） 20（ GND）腳間的電壓應(yīng)有 5V 。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲及故障保護(hù)部分由 X5045 組成， X5045 是一種串行通訊的 512字節(jié) EEPROM，同時兼有看門狗和電源監(jiān)控功能鍵盤模塊。 圖 21 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖 環(huán)境光模塊采用光敏 三極管 來檢測環(huán)境光的強(qiáng)度，有光照時，電阻減小，隨著光照強(qiáng)度的減弱，電阻逐漸增大，把光信號轉(zhuǎn)化成電信號，實現(xiàn)對光強(qiáng)度的檢測。 所研究的教室燈光控制器主要是由硬件和軟件兩大部分組成。 教室燈光控制器一般安裝在教室內(nèi)避開電燈直射的位置，且人體傳感器安置時應(yīng)使人體活動方向與人體傳感器中兩個熱釋電元連線方向垂直，這樣可使人體存在信號采集更加靈敏、可靠，同時還要盡可能避免外界風(fēng)直接吹向人體傳感器。 本系統(tǒng)主要應(yīng)用于教室的燈光控制，但是對于一些公共場合，如會議室、辦公室、樓道等場所，只要在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上稍加改動，也可以很好地滿足其需要，因此本系統(tǒng)的可移植性好，具有比較大的市場潛力和廣泛的應(yīng)用前景 . 目 錄 V 目 錄 摘 要 ............................................................................................................................. 1 第一章 教室燈光控制器簡介與方案分析 ................................................................... 1 教室燈光控制器簡介 ........................................................................................... 1 系統(tǒng)控制方案分析 ............................................................................................... 1 第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計 ...............