【正文】 通過本次設(shè)計(jì)，讓我學(xué)會(huì)了從系統(tǒng)的高度來考慮設(shè)計(jì)的方方面面，對(duì)單片機(jī)的設(shè)計(jì)和研究有了更深刻的體會(huì)；讓我了解到軟件的設(shè)計(jì)是建立在對(duì)硬件了解的基礎(chǔ)上的，特別是對(duì)單片機(jī)的功能，引腳定義和內(nèi)部結(jié)構(gòu)要有較為詳細(xì)的了解，此外對(duì)電路板中所用到的各個(gè)芯片的引腳和功能，也要進(jìn)行了解；在編寫程序時(shí)，進(jìn)行模塊化設(shè) 計(jì)，以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行編程，避免出現(xiàn)低級(jí)錯(cuò)誤，養(yǎng)成為程序添加注釋和說明的好習(xí)慣，以便自己的修改和閱讀者輕松的了解程序的各部分及整體的功能。后來通過不斷的學(xué)習(xí)以及在圖書館等查閱資料，終于清楚的知道了教室自動(dòng)控制器的基本情況和設(shè)計(jì)方案。在初次見到魏芹芹老師的時(shí)候，只是對(duì)自動(dòng)控制器有一定的理解，至于怎么設(shè)計(jì)，幾乎沒有什么想法。 本次設(shè)計(jì)的過程和結(jié)果都給了我很多感觸。本次設(shè)計(jì)由于作者知識(shí)的有限，所以設(shè)計(jì)的系統(tǒng)并不是最理想的。 return 0。 if(b0){ i=0。 }else{ return 1； //沒有感應(yīng) } } } do 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 29 { d=1。//監(jiān)控次數(shù) while（ flag） { scanf(%d,a)。//檢測(cè)開關(guān)鍵 int d=0。//紅外信號(hào) ,靜態(tài)變量全局值 //int c。 include int main(int b,int c) { int a=0。以此來阻止燈的關(guān)閉。仍無人無聲，則關(guān)閉燈具電源，從而實(shí)現(xiàn)照明燈有人自啟無人自熄的目的 軟件的流程框圖 通過對(duì)該自動(dòng)控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以畫出該系統(tǒng)的流程框圖如圖 所示，該系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)思路是先開始初始化，在第三步信號(hào)為基本的前提下，與預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)做比較，若成立產(chǎn)生了高信號(hào)，則進(jìn)入第五步的紅外與聲響的檢測(cè)模塊，通過信號(hào)的高低來判斷是否有人，當(dāng)有高信號(hào)輸出的時(shí)候，通過單片機(jī)與電磁鐵的關(guān)系來控制燈的開啟。當(dāng)無光（自然光）時(shí)，若有人或者附近有異常聲響時(shí)。 16V 極低的電源漏電流（ 700μ A）基本上是獨(dú)立的電源電壓低輸入偏置電流 45 NA（溫度補(bǔ)償）低的輸入失調(diào)電壓為 2 mV 和失調(diào)電流： 5 NA。至于使用地方，那就是你需要比較器和運(yùn)算放大器的所有地方你都可以用，只是 當(dāng)你所需要用到運(yùn)算放大器的地方對(duì)運(yùn)算放大器的性能要求很高的時(shí)候那你就的看看 LM324 是不是滿足性能要求了！單位增益內(nèi)部頻率補(bǔ)償大直流電壓增益 100 dB 的高帶寬（單位增益） 1 兆赫（溫度補(bǔ)償）電源范圍寬：?jiǎn)坞娫?3V 至 32V 電源或雙電源177。 。 。 ： 3V32V。 C 放大器類型 :低功耗 溫度范圍 :商用 電源電壓最大 :32V 電源電壓最小 :3V 芯片標(biāo)號(hào) :324 表面安裝器件 :表面安裝 輸入偏移電壓 最大 :7mV 運(yùn)放特點(diǎn) :高增益頻率補(bǔ)償運(yùn)算 邏輯功能號(hào) :324 額定電源電壓 , +:15V 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 25 圖 LM324 引腳圖 特點(diǎn)： 。 C 封裝類型 :SOIC 3dB 帶寬增益乘積 : 變化斜率 :器件標(biāo)號(hào) :324 器件標(biāo)記 :LM324AD 增益帶寬 : 工作溫度最低 :0176。 參數(shù)指標(biāo)： 運(yùn)放類型 :低功率 放大器數(shù) :4 VCCR160KC210nFC133μFDISTHRTRICONOUTVCCGND4765128MICMICROPHONE LM324第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 24 帶寬 : 針腳數(shù) :14 工作溫度范圍 :0176。例如，可直接操作的 LM324 系列，這是用來在數(shù)字系統(tǒng)中，輕松地將提供所需的接口電路，而無需額外的177。每一組運(yùn)算放大器有 5 個(gè)引出腳，其中“ +”、“ ”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“ V+”、“ V”為正、負(fù)電源端，“ Vo ”為輸出端。 LM324 是四運(yùn)放集成電路是，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 23 電路圖如圖 所示 圖 聲響 模塊 LM324 四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。拾音電路是把收集的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由于聲音微弱，即用放大電路把信號(hào)放大。 220V 交流電通過降壓、 整流、濾波和穩(wěn)壓后形成穩(wěn)定的＋ 5V 直流電壓給整個(gè)控制電路供電。其中，電源電路由電源變壓器 T、整流二極管 VD1～ VD濾波電容 C C旁路電容 C三端穩(wěn)壓集成電路 IC2 組成。常用于浴室、儲(chǔ)藏室、梳妝臺(tái)鏡前燈等自動(dòng)控制。利用 BISS0001 構(gòu)成的熱釋電紅外延時(shí)照明控制器典型電路如圖所示 。 紅外人體感應(yīng)傳感器的信號(hào)處理電路如圖 所示 圖 紅外人體感應(yīng)器信 號(hào)處理電路 技術(shù)指標(biāo)為： 工作電壓： ～ 20V 電平輸出：有人時(shí) 高電平，無人時(shí) 0V 低電平 VCIBVDD2OUT2IN －1IN+1IN －1OUT AVORR1RC1RC2RR2VSSRESET 87654321910111213141516R61MR41MR71MR510KR82MR9R347KR1110MR1010MR12GNDC11C13C?47μFC10C1210μFC15C16VCCVCCVODSCTextRE200BBISS001第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 22 感應(yīng)角度： 110 度 靜態(tài)電流：小于 40μ A 距離： 0～ 5 米 BISS0001 是采用 CMOS 數(shù)?；旌辖Y(jié)構(gòu)、具有 DIP16 和 SOIC16 兩種封裝的熱釋電紅外傳感信號(hào)處理集成電路。⑥采用 16 腳 DIP 封裝。④內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾。②數(shù)?；旌稀．?dāng)然通過這個(gè)濾鏡可以限定晶體對(duì)特定波長(zhǎng)的光線產(chǎn)生響應(yīng)，一般在 8um~14um，這樣就非常接近人體輻射的紅外線波長(zhǎng)了。這個(gè)改變的電信號(hào)可以通過場(chǎng)效應(yīng)管來進(jìn)行測(cè)量，基本就是這樣的一個(gè)原理制作了這樣的傳感器。這種傳感器是由一種晶體材料做成，當(dāng)這種晶體表面受到紅外線照射時(shí)，會(huì)在晶體表面產(chǎn)生電荷。 RE200B 是傳感器的一種， RE200B 采用熱釋電材料極化隨 溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射，并配合雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。與壓電效用不同的是，熱釋電效應(yīng)中極化的改變是由溫度變化引起的，壓電效應(yīng)中是由壓力引起的。通過與外電路的連接，則可在電路中觀測(cè)到電流。 熱釋電效應(yīng)指的是極化強(qiáng)度隨溫度改變而表現(xiàn)出的 電荷釋放現(xiàn)象宏觀上是溫度的改變使材料的兩端出現(xiàn)電壓或產(chǎn)生電流。不少單反相機(jī)焦屏可由用戶自己更換。早期 AF 單反機(jī)在光線較暗環(huán)境中對(duì)焦時(shí)，往往很難看見對(duì)焦框，就難以判斷相機(jī)是以哪一點(diǎn)來作為對(duì)焦點(diǎn)，新一代單反機(jī)對(duì)焦屏上的對(duì)焦點(diǎn)會(huì)發(fā)光，或者有對(duì)焦聲音提示，便于在復(fù)雜環(huán)境中確認(rèn)對(duì)焦。這樣的菲涅耳透鏡的入射光的頻率峰值可能僅為 10 微米（人體紅外輻射的峰值）。這是菲涅耳透鏡。 PIR 廣泛用于警報(bào)的。菲涅耳透鏡可以大大降低成本。 菲涅耳透鏡，簡(jiǎn)單的說，它是在鏡頭的一側(cè)有等距齒形，通過這些齒模，你可以達(dá)到正確指定光譜范圍內(nèi)的光學(xué)帶通（反射或折射）的作用。此外，菲涅爾透鏡又相當(dāng)于可見光的凸透鏡，但成本卻比凸透鏡來的低得多，因此它被廣泛地應(yīng)用于生活當(dāng)中。放大鏡是利用光的折射原理放大成像，折射后的路線依然是直線，而我們的菲涅爾透鏡呢，大家仔細(xì)觀察就可以發(fā)現(xiàn)，在玻璃表面布滿了細(xì)小的同心圓條紋，那么當(dāng)光線通過透鏡時(shí)，就會(huì)繞過其間的條紋，彎曲變形，產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)：一是聚焦作用；二是將探測(cè)區(qū)域內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入探測(cè)區(qū)域的移動(dòng)物體能以溫度變化的形式在 PIR（被動(dòng)紅外線探測(cè)器）上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)。菲涅爾透鏡的在很多時(shí)候相當(dāng)于紅外線及可見光的凸透鏡，效果較好，但成本比普通的凸透鏡低很多。多用于對(duì)精度要求不是很高的場(chǎng)合，如幻燈機(jī)、薄膜放大鏡、紅外探測(cè)器等。在通訊、探測(cè)、醫(yī)療、軍事等方面有廣泛的用途 ， 俗稱紅外光。覆蓋室溫下物體所發(fā)出的熱輻射的波段。否則選取高分辨率 A/D 轉(zhuǎn)換器就失去了意義。前向通道中信號(hào)源阻抗、信號(hào)帶寬、 A/D 轉(zhuǎn)換分辨率和系統(tǒng)的通過率都會(huì)影響這些誤差的計(jì)算。 (3)系統(tǒng)通過率 系統(tǒng)通過率通過輸入放大器的穩(wěn)定時(shí)間，模擬多路選擇器，采樣 /保持電第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 路的采集時(shí)間以及 A/D 轉(zhuǎn)換器的穩(wěn)定和轉(zhuǎn)換時(shí)間來確定，在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，有正常順序和重疊兩種采集方式，采用低分辨率不 A/D 減少模 /數(shù)轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)及采用重疊采集時(shí)，可獲得較大帶寬的通過濾波速度 。采樣速度由模擬信號(hào)帶寬，數(shù)據(jù)通道數(shù)和每個(gè)周期的采樣數(shù)決定，奈奎斯特，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)無損再現(xiàn)的必要條件是，采樣頻率違背采樣最高頻率的兩倍，為了保證采樣精度，可以增加每個(gè)周期的采樣數(shù)并在 A/D轉(zhuǎn)換器錢設(shè)置低通濾波，消除信號(hào)中無用的高頻信號(hào)分量。 當(dāng) LE 端施密特觸發(fā)器的輸入滯后作用，使交流和直流噪聲抗擾度被改善 400mV。 當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時(shí)， O 隨數(shù)據(jù) D 而變。 當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE 為低電平時(shí) ， O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。這是啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換的指令與上述類似，只不過 A 的內(nèi)容不能為任意數(shù)，而必須和所選輸入通道號(hào) IN0～ IN7相一致。所用的指令為 MOVX 讀指令 ， 該指令在送出有效口地址的同時(shí)，發(fā)出有效信號(hào)，使 0809 的輸出允許信號(hào) OE 有效，從而打開三態(tài)門輸出，是轉(zhuǎn)換后的 數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)總線送入 A 累加器中。 不管使用上述那種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。因此可以用查詢方式，測(cè)試 EOC 的狀態(tài)，即可卻只轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送?？蓳?jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序， A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。 （ 1）定時(shí)傳送方式 對(duì)于一種 A/D 轉(zhuǎn)換其來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn) A/D 轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。 OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 14 ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。 REF（ ）：參考電壓負(fù)端。 GND：地。 IN0IN7： 8 位模擬量輸入引腳。其連接圖如圖 所示。 LX1970 轉(zhuǎn)換后的電壓信號(hào)沒有經(jīng)過運(yùn)算放大器放大，直接送 A/D 轉(zhuǎn)換。 圖 LX1970 引腳圖 51 單片機(jī)的讀寫控制信號(hào) , 分別與 經(jīng)過或非門連接到ADC0809 的啟動(dòng)端 START 和輸出允許端 OE。 ⑶微功耗，低壓供電。 ⑵兩個(gè)互補(bǔ)輸出端電流不對(duì)稱僅為177。光電二極管陣列峰值響應(yīng)波長(zhǎng)為 520mm 電流靈敏度為 A/lx,暗 電流為 10μ A。 常用的紅外發(fā)光二極管型號(hào)有： GL3S 2GLA LN303 5GLA 等 光敏元件的選擇 LX1970，包含 PIN 型光電二極管，高增益放大器和兩個(gè)互補(bǔ)電流輸出端。光敏電阻具有很高的靈敏度、很好的光譜特性，光譜響應(yīng)從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)，而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定。為了獲得很高的靈敏度，光敏電阻的電極一般采用梳狀，所以提高了光敏電阻的靈敏度。半導(dǎo)體 吸收光子而產(chǎn)生的光電效應(yīng)，僅限于光照的表面薄層。當(dāng)光敏電阻受到一定波長(zhǎng)范圍的光照時(shí)，它的阻值（亮電阻）急劇減少，因此電路中的電流迅速增加。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)可見直流偏壓，也可加交流電壓。 當(dāng) P(X)以瓦為單位時(shí)， Y(X)的單位為光瓦 .只有當(dāng) X=555nm 時(shí) ,1 瓦光輻射功率產(chǎn)生 683lm(流明）的光通量 。 V(λ)：稱為人眼相對(duì)光譜敏感度曲線，亦作視見函數(shù)曲線，是總結(jié)了眾多針對(duì)人眼的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)而得到的，它描述了人眼對(duì)不同 波長(zhǎng)的光的反應(yīng)強(qiáng)弱。 K 值使光通量的單位與輻射功率的單位得到統(tǒng)一。如果將光作為穿越空間的粒子（即光子），那么到達(dá)曲面的光束的光通量與 1 秒鐘時(shí)間間隔內(nèi)撞擊曲面的粒子數(shù)成一定比例。 。所以依標(biāo)準(zhǔn)光源及正常視力度量單位采用“流明”，符號(hào)： lm。 光通量的單位為“流明”。照度為照射到表面一點(diǎn)處的面元上的光通量除以該面元的面積。如果入射光照度產(chǎn)生變化，光生電子 空穴對(duì)的濃度也相應(yīng)變動(dòng)，通過外電路的光電強(qiáng)度也隨之變動(dòng)。在沒有光照射時(shí)，反向電阻很大，反向電流很小，稱為暗電流。光電陰極有的是貼附在玻璃泡內(nèi)壁，有的是涂在半圓筒形的金屬片上，陰極對(duì)光敏感的一面是向內(nèi)的，在陰極前裝有單根金屬絲或環(huán)狀的陽極，當(dāng)陰極受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)變發(fā)射電子，電子被帶正電位的陽極所吸引，這樣在光電內(nèi)管就