【正文】 再一次向他表示衷心的感謝，感謝他為學(xué)生營(yíng)造的濃郁學(xué)術(shù)氛圍，以及學(xué)習(xí)、生活上的無(wú)私幫助!在學(xué)校的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，回顧兩年多來(lái)的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收獲，我感到無(wú)比欣慰。致 謝在論文完成之際，我首先向關(guān)心、幫助和指導(dǎo)我的譚偉東老師表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！在論文設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直得到譚偉東老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，使我順利的完成論文。最好能將人體傳感器與環(huán)境光采集電路集成到一起，簡(jiǎn)化電路，從而簡(jiǎn)化軟件程序。人體傳感器一般采集的是有活動(dòng)的人體，若人體靜止時(shí)，如坐著看書沒有活動(dòng)，這時(shí)人體傳感器是不會(huì)有信號(hào)輸出的，故而最好將人體傳感器裝置設(shè)計(jì)成在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中能夠擺動(dòng)。若教室面積很大，超過(guò)人體傳感器輻射范圍，這樣采集的信號(hào)可能會(huì)不夠準(zhǔn)確，進(jìn)而影響控制設(shè)備的運(yùn)行。本控制系統(tǒng)與已有的教室燈光配套使用時(shí)，不需要對(duì)原有設(shè)備電路進(jìn)行大的改動(dòng)，以降低實(shí)現(xiàn)教室燈光智能控制的成本。在保證穩(wěn)定、可靠工作的前提下，硬件設(shè)計(jì)上盡量采用性價(jià)比高的元器件，以降低成本。系統(tǒng)控制單元的硬件電路中多采用集成電路(ULN2803，DS1302，X5045 等)，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，同時(shí)節(jié)省了單片機(jī) I/O 口資源，為系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展留下了空間。解決辦法：一方面是充電電池沒有充電功能；另一方面是應(yīng)對(duì)硬件時(shí)鐘進(jìn)行自檢。5．每次開機(jī)插上電源后，硬件時(shí)鐘顯示的時(shí)間都從所設(shè)初始值開始計(jì)時(shí)。分析解決：?jiǎn)纹瑱C(jī)輸出控制信號(hào)，在控制繼電器時(shí)，必須加三極管來(lái)驅(qū)動(dòng)，否則信號(hào)電流過(guò)小將不能使繼電器產(chǎn)生吸合動(dòng)作，而且必須采用三極管的集電極來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器，最后再帶動(dòng)負(fù)載。分析解決 ：此問題在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)時(shí)，可將采集有人體信號(hào)存在的狀態(tài)適當(dāng)延長(zhǎng)保持二至五分鐘，并加以后續(xù)處理。2．人體存在傳感器有人存在時(shí)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(huì)產(chǎn)生誤判，或采集不到正確的信號(hào)，于是在人體存在傳感器的輸出端加一個(gè) 100KΩ 的上拉電阻。分析解決：穩(wěn)壓器溫度過(guò)高的原因之一是：變壓器整流濾波后加到集成穩(wěn)壓器上的電壓較高，使 7805 上的壓降過(guò)大。各模塊電路調(diào)試流程圖如下示：圖 41 電源調(diào)試 圖 42 單片機(jī)最小系統(tǒng)調(diào)試圖 43 按鍵電路調(diào)試 圖 44 顯示電路調(diào)試圖 45 采集電路調(diào)試 主要問題分析在本系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中遇到的主要問題的分析與解決方案。而對(duì)于一些與硬件相關(guān)的用戶程序，如接口驅(qū)動(dòng)程序等，則需要配合硬件，進(jìn)行在線調(diào)試，如果有邏輯錯(cuò)誤，也要及時(shí)糾正修改。整個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行在線調(diào)試時(shí)，需借助仿真開發(fā)工具來(lái)對(duì)用戶軟件及硬件電路進(jìn)行診斷、調(diào)試。調(diào)試過(guò)程中的運(yùn)行狀態(tài)、各寄存器狀態(tài)、端口狀態(tài)等都可以在指定的窗口區(qū)域顯示出來(lái)，通過(guò)這些顯示結(jié)果隨時(shí)跟蹤程序運(yùn)行狀態(tài)，以確定程序運(yùn)行無(wú)錯(cuò)誤。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。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際調(diào)試時(shí)，首先應(yīng)對(duì)硬件進(jìn)行靜態(tài)調(diào)試，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行初步調(diào)試，此后再對(duì)軟件和硬件進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試，最后才能使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作.(1)靜態(tài)調(diào)試：靜態(tài)調(diào)試主要是排除明顯的硬件故障。正常工作中8 位顯示器顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘，顯示小時(shí)、分鐘、秒，其中有兩位用來(lái)顯示“—” ，用以分隔顯示小時(shí)、分鐘和秒，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)，然后再送該位數(shù)碼管的地址字節(jié)，直到8 位顯示完全。又由于ULN2803 為低電平驅(qū)動(dòng)，所以數(shù)據(jù)送到單片機(jī)端口前，應(yīng)在程序中先將數(shù)據(jù)取反。因此采用 ULN2803 共陽(yáng)極數(shù)碼管的段信號(hào)驅(qū)動(dòng)器?？紤]到數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)信號(hào)要求的電流較大，采用功率驅(qū)動(dòng)器件 ULN2803 芯片。通過(guò)的顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，我們才可以更好的了解系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，從而方便對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行必要的操作。0x01)； dat = 1； SCLK = 1； } CE = 0； } //數(shù)據(jù)讀取子程序 unsigned char Read1302 ( unsigned char addr ) { unsigned char i，temp，dat1，dat2； CE=0； SCLK=0； CE = 1； //發(fā)送地址 for ( i=8； i0； i ) //循環(huán) 8 次移位 { SCLK = 0； temp = addr； DIO = (bit)(tempamp。程序流程如圖 33 所示：圖 33 數(shù)據(jù)輸入輸出流程圖 時(shí)鐘程序設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)程序 //寄存器宏定義 define WRITE_SECOND 0x80 define WRITE_MINUTE 0x82 define WRITE_HOUR 0x84 define READ_SECOND 0x81 define READ_MINUTE 0x83 define READ_HOUR 0x85 define WRITE_PROTECT 0x8E //位尋址寄存器定義 sbit ACC_7 = ACC^7； //管腳定義 sbit SCLK = P3^5； // DS1302 時(shí)鐘信號(hào) 7 腳 sbit DIO= P3^6； // DS1302 數(shù)據(jù)信號(hào) 6 腳 sbit CE = P3^7； // DS1302 片選 5 腳 //地址、數(shù)據(jù)發(fā)送子程序 void Write1302 ( unsigned char addr，dat ) { unsigned char i，temp； CE=0； //CE 引腳為低電平，數(shù)據(jù)傳送中止 SCLK=0； //清零時(shí)鐘總線 CE = 1； //CE 引腳為高電平，邏輯控制有效 //發(fā)送地址 for ( i=8； i0； i ) //循環(huán) 8 次移位 { SCLK = 0； temp = addr； DIO = (bit)(tempamp。地址/命令信息用于指明 40 個(gè)寄存器中的哪個(gè)進(jìn)行何種操作。同時(shí)，為了防止復(fù)位輸入端受到外部的干擾，要求上電時(shí)，在主電源引腳Vcc2≥ 之前，RST 必須為邏輯 0。 數(shù)據(jù)輸入輸出在對(duì) DS1302 進(jìn)行各種操作之前，必須先對(duì)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/O 引腳變?yōu)楦咦杩範(fàn)顟B(tài)。 時(shí)鐘模塊在系統(tǒng)啟動(dòng)自檢初始化時(shí)，首先會(huì)對(duì)時(shí)鐘芯片 DS1302 的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷，當(dāng)檢測(cè)到 DS1302 處于啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)才對(duì)其進(jìn)行初始化，啟動(dòng)時(shí)鐘。 數(shù)據(jù)采集軟件的實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)考慮到環(huán)境光足夠亮?xí)r，無(wú)論是否有人體存在都不開燈；而環(huán)境光不夠亮?xí)r，有人體存在才開燈，無(wú)人體存在則不開燈。試驗(yàn)也證明了這點(diǎn)，如果人體存在卻一定時(shí)間內(nèi)沒有活動(dòng)，人體傳感器則認(rèn)為沒有人體存在。而缺點(diǎn)是容易受各種熱源、光源干擾。 數(shù)據(jù)采集模塊本控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集對(duì)象為環(huán)境光信號(hào)及人體存在信號(hào)，在程序設(shè)計(jì)中對(duì)這兩個(gè)數(shù)據(jù)的采集放置在多任務(wù)模塊中實(shí)施定時(shí)采集。本系統(tǒng)中設(shè)定的定時(shí)中斷主要用來(lái)構(gòu)造多任務(wù)操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)響應(yīng)中斷后，無(wú)需對(duì)斷點(diǎn)實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)，可直接進(jìn)行多任務(wù)時(shí)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(dòng)有關(guān)的任務(wù)操作。計(jì)數(shù)器的溢出信號(hào)作為中斷請(qǐng)求信號(hào)，去置位定時(shí)器溢出標(biāo)志位，向單片機(jī)的 CPU 申請(qǐng)中斷。 000 單元，程序狀態(tài)字寄存器 PSW 清零，片內(nèi)存儲(chǔ)器選擇工作寄存器，用戶標(biāo)志位 F0 為 0 狀態(tài)，堆棧指針 SP 指向07H,其它定時(shí)器、中斷允許寄存器 IE,累加器 ACC 等皆為 00H.。若時(shí)鐘芯片處于啟動(dòng)狀態(tài)，則需要對(duì)其進(jìn)行初始化并啟動(dòng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘。本系統(tǒng)中的自檢初始化主要指各接口芯片的檢測(cè)、芯片內(nèi)部設(shè)定參數(shù)的初始化及系統(tǒng)內(nèi)部寄存器的初始化。除初始化和自檢外，監(jiān)控主程序一般總是把其余部分連接起來(lái)構(gòu)成一個(gè)無(wú)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 系統(tǒng)自檢初始化系統(tǒng)自檢初始化是保證整個(gè)控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行的重要條件，系統(tǒng)加電復(fù)位后，直接進(jìn)入自檢初始化程序，完成系統(tǒng)的自檢及初始化。監(jiān)控主程序接受和分析來(lái)自鍵盤的命令，進(jìn)而把控制轉(zhuǎn)到相應(yīng)的處理子程序的入口，起引導(dǎo)作用。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，它的編程方法與功能要求及系統(tǒng)應(yīng)用密切相關(guān)。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。第三章 控制模塊軟件設(shè)計(jì) 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叫。該芯片還帶有一個(gè) 秒的看門狗定時(shí)器可用來(lái)監(jiān)控單片機(jī)的工作。圖 212 系統(tǒng)看門狗電路系統(tǒng)看門狗電路由系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及故障保護(hù)部分組成，X5045 是一種串行通信 512 字節(jié)的 EEPROM，同時(shí)兼有看門狗和電源監(jiān)控功能，X5045 有三種可編程看門狗周期，上電和 VCC 低于檢測(cè)門限時(shí)，輸出復(fù)位信號(hào)，X5045 輸出復(fù)位高電平有效，為了復(fù)位更加可靠，其復(fù)位輸出端外接一個(gè) 10K 的上拉電阻，并與 AT89S51 的復(fù)位端相連。看門狗電路的定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短可由具體應(yīng)用程序的循環(huán)周期決定，通常比系統(tǒng)正常工作時(shí)最大循環(huán)周期的時(shí)間略長(zhǎng)即可。其中 和看門狗電路有關(guān)，其余位和 EEPROM 的工作設(shè)置有關(guān)。圖 211