【正文】 問題 4:單片機(jī)控制信號輸出后，繼電器沒按預(yù)定設(shè)計(jì)。 分析解決 :有人存在的教室中，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問題。 問題 2:人體存在傳感器有人存在時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)會產(chǎn)生誤判，或采集不到正確的信號，于是在人體存在傳感器的輸出端加一個 100 千歐 的上拉電阻。分析解決 :穩(wěn)壓器溫度過高的原因之一 36 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。只有所有問題都得到解決后，才能保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。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，使整個系統(tǒng)運(yùn)行起來。對于與硬件無聯(lián)系的用戶程序，例如定時標(biāo)志等，雖然已經(jīng)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(diào)試手段發(fā)現(xiàn)邏輯錯誤，直至邏輯錯誤糾正為止。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，這時就能單步、多步或連續(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(diǎn)執(zhí)行用戶程序。 :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)不能對硬件部分進(jìn)行診斷，同時也不能實(shí)時在線仿真，所以用戶程序還需跟硬件連接起來進(jìn)行聯(lián)調(diào)，同時 對軟件和硬件進(jìn)行檢查和診斷。在軟件調(diào)試時采用軟件模擬開發(fā)系統(tǒng)對程序進(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。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。在焊接后，查看焊接是否牢固，有無虛焊或短路等。在電路搭建好后，對其進(jìn)行仔細(xì)檢查，查看端口是否正確連接，連接是否可靠。 在對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際調(diào)試時，首先應(yīng)對硬件進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，同時對系統(tǒng)軟件進(jìn)行初步調(diào)試，此后再對軟件和硬件進(jìn)行動態(tài)調(diào)試，最后才能使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作 。 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。本系統(tǒng)的調(diào)試主要分兩個步驟 :單片機(jī)系統(tǒng)調(diào)試 (硬件調(diào)試和軟件調(diào)試 )及整個控制系統(tǒng)試運(yùn)行調(diào)試。8 Ajmp Key6 。6 Ajmp Key6 。4 Ajmp Key5 。2 Ajmp Key3 。0 Ajmp Keyl 。其程序如下 : 。 系統(tǒng)鍵功能 鍵功能處理程序 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。正常工作中 8位顯示器顯示實(shí)時時鐘，時間顯示小時、分鐘和秒鐘，其中有兩位用來顯示“ ”，用以分隔小時、分鐘和秒鐘，這樣顯示更加清晰。 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。 4. 4. 2 顯示程序設(shè)計(jì) 其顯示子程序如下 : 。因此采用 ULN2803 作為共陽數(shù)碼管的段信號驅(qū)動器，而共陽數(shù)碼管的位信號驅(qū)動則采用 8個晶體管 9012來實(shí)現(xiàn)。 ULN2803 驅(qū)動器的應(yīng)用 考慮 到數(shù)碼管驅(qū)動信號要求的驅(qū)動電流較大，采用功率驅(qū)動器件 ULN2803，芯片外形如圖 4. 4. 1 所示。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)，從而便于對整個系統(tǒng)進(jìn)行必要的操作。BCD 碼轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制 。DisTimeBCD: Mov A, R0 An 1 A, 0FH Mov Rl， AInc Rl Mov A, R0 Swap A Anl A, 0FH Mov R1， A Inc Rl Inc R0 Ret 。二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為 BCD 碼 。 。 時鐘程序設(shè)計(jì) 對 DS1302 進(jìn)行讀寫的程序流程圖如圖 所示 : 圖 讀寫程序流程圖 向該地址寫入數(shù)據(jù) 變量初始化 開始 將讀出的數(shù)據(jù)暫存，待顯示 數(shù)據(jù)寫完了 寫 DS1302 地址 RST— 端送高電平 RST— 端送高電平 去除寫保護(hù) 寫入 DS1302 讀地址 將該地址數(shù)據(jù)讀出 數(shù)據(jù)讀完了 將 DS1302 寫保護(hù) 結(jié)束 31 在對 DS1302 進(jìn)行讀操作時，讀出的數(shù)據(jù)為 BCD 碼，同樣在寫操作時，寫入的數(shù)據(jù)一也必須為 BCD 碼，這就需要在數(shù)據(jù)寫入之前、讀出之后進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換，以便與系統(tǒng)其它數(shù)據(jù)在比較時相對應(yīng)。若正常，則退出到主程序。 Two DSSec of Reading is different AJMP DSSetTime DSOK: Ret 檢查 DS1302 芯片是否正常工作，本系統(tǒng)中通過先讀取秒鐘寄存器的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲起來，且將此數(shù)據(jù)與 60H 相比較，若大于 60H，說明時鐘數(shù)據(jù)不正常，轉(zhuǎn)去設(shè)置時鐘時間 。 a59H Read DS130239。s Time 兩次讀取的秒鐘數(shù)據(jù)是否相同 讀取 DS1302 秒鐘時間 開始 返回主程序 DS1302 正常工作 再次讀取秒鐘數(shù)據(jù) 延時 秒 設(shè)置 DS1302初始時間 秒鐘大于 60H？ 30 Acall DSDelay。Second Time ACall DSRdlByte Mov DSCheckData , a Cjne a, 60H, $+3 DSCheckNext: Jnc DSSetTime。 時鐘自檢初始化 考慮剛買來的時鐘芯片處于一切未知狀態(tài)，于是必須對 DS1302 進(jìn)行自檢初始化。 29 (3)寫保護(hù) 寄存器的位 7 是寫保護(hù)位，在對時鐘進(jìn)行些操作之前，位 7 應(yīng)先置為 0,當(dāng)它是高電平時，寫保護(hù)防止對任何其它寄存器進(jìn)行寫操作。 (2)小時寄存器的位 7定義為 12 或 24 小時方式選擇位。其中秒寄存器的位 7 定義為時鐘暫停位，當(dāng)此位設(shè)置為邏輯 1 時，時鐘振蕩器停止， DS1302進(jìn)入低功耗的備份狀態(tài) 。 時鐘內(nèi)部寄存器的使用 DS1302 有控制寄存器和年、月、日、周、時、分、秒等工作寄存器組成。地址 /命令子節(jié)用于指明 40 個寄存器中的哪個進(jìn)行何種操作。 同時，為了防止復(fù)位輸入端受到外部的干擾，要求上電時，在主電源引腳 Vcc22. 5V 之前， RST 必須為邏 輯 0。 數(shù)據(jù)輸入輸出 在對 DS1302 進(jìn)行的各種操作之前，必須先對其初始化，即需要把復(fù)位輸入RST 端置為高電平，如果 RST 輸入為低電平，那么所有的數(shù)據(jù)傳送中止，且 I/0引腳變?yōu)楦咦杩範(fàn)顟B(tài)。 時鐘模塊 在系統(tǒng)啟動自檢初始化時，首先會對時鐘芯片 DS1302 的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，當(dāng)檢測到 DS1302 處于啟動狀態(tài)時才對其進(jìn)行初始化啟動時 ??7鐘 。人體存在傳感器對人體的敏感程度還和人的運(yùn)動方向關(guān)系很大。 ，否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報，有條件的最好把窗簾拉上。 ，冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。 擾 探測器正常靈敏度 范圍內(nèi)，受 3 米外 H4鹵素?zé)敉高^玻璃照射，不產(chǎn)生信號。 探測器安裝在推薦地使用高度，對探測范圍內(nèi)地面上的小動物， 不產(chǎn)生信號。no person to out Haveperson： mov SensDelayBuf, 5 。on relay 1 Mov port36, c 。本系統(tǒng)邏輯定義為環(huán)境光亮?xí)r為二進(jìn)制的 “ 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有以下的邏輯關(guān)系 表表示，如表 4. 2. 2 所示 : 表 4. 2. 2 環(huán)境光參數(shù) 人體存在參數(shù) 教室燈狀態(tài) 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 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)相與門操作，又由于繼電器是低平驅(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)，其軟件程序?yàn)?: ； Function： BodySensor and Iight to light port356 DoSensLight： Mov c, port33 ； Signal of Sensor Anl c, port37 Cpl c 。 數(shù)據(jù)采集軟件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn) 運(yùn)行 等待 休眠 就緒 26 本系統(tǒng)考慮到環(huán)境光足夠亮?xí)r，無論有否人體存在都不應(yīng)開燈 。試驗(yàn)檢測也證明了這點(diǎn)，只要人體存 在卻有巧秒左右沒有活動，人體傳感器則認(rèn)為沒有人體存在。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 。優(yōu)點(diǎn)便是本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉。 數(shù)據(jù)采集模塊 本控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集對象為環(huán)境光信號及人體存在信號，在程序設(shè)計(jì)中對這兩個數(shù)據(jù)的采集放置在多任務(wù)模塊中實(shí)施定時采集。就緒狀態(tài)是任務(wù)滿足所有啟動條件后所進(jìn)入的狀態(tài)。 當(dāng)某個任務(wù)獲得 CPU 的執(zhí)行權(quán)時， CPU 執(zhí)行該任務(wù)，此時任務(wù)處于運(yùn)行狀態(tài)。任務(wù)的執(zhí)行在微觀上是分時順序進(jìn)行的，但在宏觀上可以認(rèn)為是同時執(zhí)行的。多任務(wù)運(yùn)行 實(shí)現(xiàn)一般是靠 CPU運(yùn)行實(shí)時內(nèi)核，對多任務(wù)進(jìn)行分配和調(diào)度，使 CPU 不停地執(zhí)行這些任務(wù)中的某一個任務(wù)，以至能最大限度地提高 CPU 的利用率 ，加快運(yùn)行速度， 各 任務(wù) (程序 )不被耽誤運(yùn)行。 圖 412 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遙控器信號，若有，就采集下來并加以處理 ； 若無，則返回到主循環(huán)。本系統(tǒng)中設(shè)定的定時中斷主要用來構(gòu)造多任務(wù)操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)響應(yīng)中斷后，無需對斷點(diǎn)實(shí)施現(xiàn)場保護(hù)，可直接進(jìn)行多任務(wù)時間的劃分工作，使相應(yīng)的操作任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，即該中斷可以啟動有關(guān)的任務(wù)就緒。計(jì)數(shù)器的溢出信號作為中斷請求信號，去置位定時器溢出標(biāo)志位，向單片機(jī)的 CPU 申請中斷 。 系統(tǒng)內(nèi)部寄存器初始化主要是指在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)內(nèi)，各用戶定義的數(shù)據(jù)變量的系統(tǒng)初 始化 看門狗激活 設(shè)定定時器，允許定時中斷 上電 Reset 人體傳感器處理任務(wù) 環(huán)境光處理任務(wù) 定時時鐘管理 顯示刷新任務(wù) 24 初始化賦值及部分特殊功能寄存器 SFR 的復(fù)位初始化，單片機(jī)復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器 PC 指向程序存儲器的入口地址 0000 單元，程序狀態(tài)字寄存器 PSW清零，片內(nèi)存儲器選擇工區(qū)工作寄存器，用戶標(biāo)志位 F0為 0狀態(tài)，堆棧指針 SP 指向 07H，其它定時器、中斷允許寄存器 IE、累加器 ACC 等皆為 00H。 各接口芯片的檢測主要檢測各芯片是否己處于準(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，檢測人體傳感器輸 出信號是否正常體現(xiàn)人體存在的信息，檢測環(huán)境光是如何影響光采集電路輸出的信號等。初始化過程主要是對一些控制寄存器 (如中斷控制 )、數(shù)據(jù)區(qū)和外部芯片 (如時鐘芯片 DS1302 等 )進(jìn)行初始參數(shù)設(shè)置和定義。而命令處理子程序完成各種命令所規(guī)定的具體操作，它按各種命令再分為不同的子程序模塊，它 一般總是把其余部分連接起 23 來構(gòu)成一個無限循環(huán)，系統(tǒng)所有功能都在這一循環(huán)中周而復(fù)始的有選擇的執(zhí)行。子程序主要分為中斷子程序和功能子程序，它們之間可以互相嵌套和調(diào) 用，即中斷子程序可以調(diào)用功能子程序。 系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊 監(jiān)控程序按模塊分為監(jiān)控主程序和命令處理子程序。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，總體設(shè)計(jì)采用自上至下的設(shè)計(jì)思想將主程序設(shè)計(jì)好，而在各個部分 展開成從屬程序或子程序時，是將各個小模塊分別進(jìn)行設(shè)計(jì)和編程，同時在編程的過程中又用到了結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的思想。在系統(tǒng)的硬件及輸入輸出方法確定后，程序軟件就可以完全獨(dú)立的進(jìn)行設(shè)計(jì)、開發(fā)。 22 圖 超時報警的電路 4 控制模塊軟件設(shè)計(jì)與開發(fā) 在單片機(jī)硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，再配上相應(yīng)的軟件，才能構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。若 P3. 4 端口為高電平，即基極為高電平時 ，三極管截止，蜂鳴器不工作，教室燈工作正常。本系統(tǒng)采用超時報警的電路如 圖 的