【正文】 I39。為此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學表示由衷的感謝 ! 特別感謝我的師兄以及師姐對我的學習和生活所提供的大力支持和關心 !還要感謝一直關心幫助我成長的室友！ 在我即將完成學業(yè)之際，我 深深地感謝我的家人給予我的全力支持！ 最后，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、教授 ! 參考文獻 [1].張毅剛 .彭喜源，譚曉鈞，曲春波 .MCS51 單片機應用設計，哈爾濱工業(yè)大學出版社 [2].周明珠 .王煒，王福源，無觸點開關在控制中的應用，現(xiàn)代電子技術 .2020 [3].俞海珍 .李憲章，馮浩，熱釋電紅外傳感器及其應用，電子照明技術 [4].趙海蘭 .，趙樣 .實時時鐘電路 DS1302的原理及應用 .電子元器件應用， 2020 [5].胡又農(nóng)等，可編程看門狗監(jiān)控 EEPROMX5045 及其在 8051 系統(tǒng)中的應用，電子技術應用 .1998， ， 1819 [6].瞿貴榮 .熱釋電紅外傳感器的結(jié)構原理及特性，家庭電子愛好者， [7].樊貴卿，李慶武，靳建華，串行實時時鐘芯片 DS 1302程序設計中的問題與對策，電子技術應用 [8].冀蘭風 .芯片 X5045在智能化互感器檢驗儀中的應用，電子技術， 1998 [9].劉大茂 .嚴飛 .單片機應用系統(tǒng)監(jiān)控主程序的設計方法 .福州大學 學報， 1998 附錄一 部分元器件特性介紹 一、單片機 AT89S52 AT89 系列單片機是由美國 ATMEL 公司將閃速存儲器與 MCS51 控制器相 結(jié)合開發(fā) 生產(chǎn)的一種新型 8 位單片機，它不但具有一般 MCS51 單片機的所有特性，而且還擁 有一些獨特的優(yōu)點，使 8 位單片機更具生命力。 徐艷輝 老老師以其淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、求實的工作作風和敏捷的思維給我留下了深刻的印象，我將終生難忘。 初步試驗證明，本系統(tǒng)適用性較好，可以應用于教室、樓道和辦公室中。 本系統(tǒng)中，人體傳感器采集的信號與環(huán)境光采集的信號相互間有著密切聯(lián)系。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。 展望 由于教室大小面積各不相同、教室燈光數(shù)量不一，教室內(nèi)部安裝智能控制裝備的數(shù)量也會有所不同，特別是人體傳感器使用的數(shù)量受面積的影響更大，一套教室燈光控制系統(tǒng)的應用也只是在有限的范圍內(nèi)。軟件設計上采用多任務形式對信號的采集、處理，達到最終控制燈光的目的。系統(tǒng)的硬件及軟件設計，經(jīng)實驗初步證實了系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性，提高了電能的利用率。 第 六 章 總結(jié)與展望 總結(jié) 該教室燈光系統(tǒng)的控制是以 AT89S51 單片機芯片為核心，通過相關電路 的驅(qū)動，完成對系統(tǒng)設備 (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、關燈控制。 分析解決：硬件時鐘顯示的時間不正常。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。 4．單片機控制信號輸出后，繼電器沒按預定設計產(chǎn)生動作。 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。此問題可通過選用輸出電壓低些的變壓器，并在集成穩(wěn)壓器前串入兩只二極管降壓，同時增大散熱片來解決。 1．電源供電電路中集成穩(wěn)壓器溫度過高。 程序調(diào)試完畢后，利用編程器將程序固化到單片機中，使整個系統(tǒng)運行起來。 在應用系統(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)行目標程序，同時也可以根據(jù)需要分段設置斷點執(zhí)行程序。 (3)動態(tài)調(diào)試：控制系統(tǒng)的軟件和硬件是密切相關的，由于軟件模擬開發(fā)系統(tǒng)不能對硬件部分進行診斷，同時也不能實時在線仿真，所以用戶程序還需跟硬件連接起來進行聯(lián)調(diào)，同時對軟件和硬件進行檢查和診斷。 (2)軟件調(diào)試：在軟件調(diào)試時采用在計算機上利用模擬軟件實現(xiàn)對單片機的硬件模擬、指令模擬及運行狀態(tài)模擬，從而完成應用軟 件開發(fā)的全過程。在將芯片、傳感器等元件連接到電路板上時，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。 第 五 章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 單片機系統(tǒng)調(diào)試方法及步驟 單片機系統(tǒng)的調(diào)試應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)果是否符合設計要求 。 本系統(tǒng)在運行過程中需要顯示查看的數(shù)據(jù)有時鐘及顯示數(shù)值。然后將數(shù)據(jù)送到 ULN2803 輸入端相連接單片機的 P0 端口即可。而共陽極數(shù)碼管的位信號驅(qū)動則采用 8 個晶體管 9012 來實現(xiàn)。此芯片是八組 NPN 型達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 50V。本系統(tǒng)中采用共 陽極的數(shù)碼管，其中采用 ULN2803 作為驅(qū)動數(shù)碼管的段選的芯片，采用簡單又便宜的 9012 三極管來驅(qū)動數(shù)碼管的位選，節(jié)約成本，程序編寫簡單。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)進制轉(zhuǎn)換 dat1=dat1%16； //十六進制轉(zhuǎn)十進制 dat1=dat1+dat2*10； return (dat1)； } //初始化 DS1302 void Initial(void) { Write1302 (WRITE_PROTECT， 0X00)； //禁止寫保護 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 } 顯示驅(qū)動模塊 系統(tǒng)運行過程中的數(shù)據(jù)顯示是人機交互對話的一個重要通道。0x01)； //每次傳輸?shù)妥止?jié) addr = 1； //右移一位 SCLK = 1； } //發(fā)送數(shù)據(jù) for ( i=8； i0； i ) { SCLK = 0； temp = dat； DIO = (bit)(tempamp。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)。無論是讀操作還是寫操作，都必須在開頭的 8 個時鐘周期內(nèi)把提供地址和命令信息的 8 位數(shù)據(jù)裝入到 DS1302 的移位寄存器中。在數(shù)據(jù)讀 /寫完后， RST 端應置成低電平，以防止外部干擾對 DS1302 內(nèi)部時鐘的影響。實時時鐘芯片DS1302 的初始化及其讀寫程序設計的關鍵是要遵循其時序要求。本系統(tǒng)邏輯定義為：環(huán)境光亮時為邏輯“ 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”，關燈為“ 0，那么環(huán)境光與人體存在可以用以下的邏輯關系表來表示，如表所示 ： 表 環(huán)境光與人體存在邏輯關系 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)。為避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，本系統(tǒng)軟件程序中設計為有人體存在狀態(tài)后間隔 1 分鐘或更長的時間來對人體存在參數(shù)信號的采集。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。 人體存在傳感器的優(yōu)缺點 人體存在傳感器具有本身不發(fā)出任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好，價格低廉的優(yōu)點。該定時中斷處理程序框圖如圖 41 所示： 圖 41 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)。 定時中斷為周期性中斷，每隔一定的時間會中斷一次。 定時中斷處理設計 定時中斷是利用單片機內(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 輸入的外部脈沖進行計數(shù)。 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)變量的初始化賦值及部分特殊功能寄存器 SFR 的復位初始化，單片機復位后，程序計數(shù)器 PC 指向程序存儲器的入口地址。 各接口芯片的檢測主要檢測各芯片是否已處于準備工作的就緒狀態(tài)，有無硬件故障等，如檢測各位 LED 是否正常顯示系統(tǒng)設置開機時的界面，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。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 )進行初始參數(shù)設置和定義。 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。 監(jiān)控主程序是整個控制系統(tǒng)的核心部分，其它外圍模塊一般都需經(jīng)過監(jiān)控模塊實現(xiàn)其在控制系統(tǒng)中的作用。在應用軟件的設計中，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。監(jiān)控主程序的基本任務是調(diào)用子程序，一個主程序可以調(diào)用多個子程序，對于 51 系列單片機，系統(tǒng)資源有限，主程序通常是一個無限循環(huán)的過 程，即是一個反復調(diào)用子程序的過程。同時在編程的過程中又用本控制系統(tǒng)軟件模塊主要包括：系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、時鐘模塊、顯示驅(qū)動模塊及系統(tǒng)鍵功能和存儲模塊。在程序設計過程中，采用合理的程序設計結(jié)構是一項關鍵技術 。