【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 21 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(shū)沒(méi)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(méi)有充電功能；另一方面是應(yīng)對(duì)硬件時(shí)鐘進(jìn)行第四章 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析 19 自檢。 5．每次開(kāi)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(kāi)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(wèn)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： 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析 17 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 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析 18 圖 45 采 集電路調(diào)試 主要問(wèn)題分析 在本系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中遇到的主要問(wèn)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(kāi)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。若不成功請(qǐng)仔細(xì)檢查有無(wú)虛假錯(cuò)焊和拖錫短路現(xiàn)象。 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析 16 如用萬(wàn)用表檢測(cè)時(shí)，只用將萬(wàn)用表兩表筆接觸電路板相應(yīng)處即可。 調(diào)試前，先將焊好的電路板對(duì)照印刷電路圖認(rèn)真核對(duì)一遍，不要有錯(cuò)焊、漏焊、短路、元件相碰等現(xiàn)象發(fā)生 。 焊接時(shí)注意先焊接無(wú)極性的阻容元件，電阻采用臥裝，電容采用直立裝，緊貼電路板，焊接有極性的元件如電解電容、話筒、整流二極管、三極管、單向可控硅等元件時(shí)千萬(wàn)不要裝反，注意極性的正確，否則電路不能正常工作甚至燒毀元器件。其它元件按圖 1 所示的標(biāo)注即可。二極管采用普通的整流二極管1n4001～ 1n4007。可控硅 t 選用 1 a／ 400v的進(jìn)口單向可控硅 1 006型，如負(fù)載電流大可選用 3a、 6a、 10a 等規(guī)格的單向可控硅，單向可控硅的外形如圖 4所示，它的測(cè)量方法是：用 r1 檔，將紅表筆接可控硅的負(fù)極，黑表筆接正極 (如印制板圖所示 )，這時(shí)表針無(wú)讀數(shù)，然后用黑表筆觸一下控制極 k，這時(shí)表針有讀數(shù)，黑表筆馬上離開(kāi)控制極 k這時(shí)表針仍有讀數(shù) (注意觸控制極時(shí)正負(fù)表筆是始終連接說(shuō)明 該可控硅是完好的。 件的選擇 ic 選用 cmos 數(shù)字集成電路 cd4011，其里面含有四個(gè)獨(dú)立的與非門(mén)電路。當(dāng) c3充電到一定電平時(shí)，信號(hào)經(jīng)與非門(mén) vd vd4后輸出為高電平，使單向可控硅導(dǎo)通，電子開(kāi)關(guān)閉合； c3 充滿電后只向 r8 放電，當(dāng)放電到一定電平時(shí)，經(jīng)與非門(mén)vd vd4 輸出為低電平，使單向可控硅截止，電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，完成一次完整的電子開(kāi)關(guān)由開(kāi)到關(guān)的過(guò)程。 為了使聲光控開(kāi)關(guān)在白天開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，即燈不亮，由光敏電阻 rg等元件組成光控電路， r5 和 rg 組成串聯(lián)分壓電路，夜晚環(huán)境無(wú)光時(shí)，光敏電阻的阻值很大，rg兩端的電壓高，即為高電平間 t=2πr 8c3，改變 r8或 c3 的值，可改變延時(shí)時(shí)間，滿足不同目的。 結(jié)合圖 2來(lái)分析圖 1。因此，整個(gè)電路的功能就是將聲音信號(hào)處理后，變 為電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)動(dòng)作。電路中的主要元器件是使用了數(shù)字集成電路 cd4011，其內(nèi)部含有 4 個(gè)獨(dú)立的與非門(mén) vd 1～ vd4，使電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠性高。聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)不僅適用于住宅區(qū)的樓道，而且也適用于工廠、辦公樓、教學(xué)樓等公共場(chǎng)所，它具有體積小、外形美觀、制作容易、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，適合廣大電子愛(ài)好者自制。 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析 13 三 光和聲控電路 用聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)代替住宅小區(qū)的樓道上的開(kāi)關(guān)，只有在天黑以后，當(dāng)有人走過(guò)樓梯通道，發(fā)出腳步聲或其它聲音時(shí)，樓道燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，提供照明 ，當(dāng)人們進(jìn)入家門(mén)或走出公寓，樓道燈延時(shí)幾分鐘后會(huì)自動(dòng)熄滅。該芯片還帶有一個(gè) 秒的看門(mén)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(mén)狗電路 系統(tǒng)看門(mén)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(mén)狗和電源監(jiān)控功能， X5045 有三種可編程看門(mén)狗周期，上電和 VCC 低于檢測(cè)門(mén)限時(shí)，輸出復(fù)位信號(hào)， X5045 輸 出復(fù)位高第四章 系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析 12 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(mén)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(mén)狗電路有關(guān)，其余位和 EEPROM 的工作設(shè)置有關(guān)。 圖 211 X5045的引腳圖 看門(mén)狗定時(shí)器的預(yù)置時(shí)間是通過(guò) X5045 的狀態(tài)寄存器的相應(yīng)位來(lái)設(shè)定的。 第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)計(jì) 11 X5045 具有三種常用的功能：看門(mén)狗定時(shí)器、復(fù)位控制和 EEPROM。為了能夠及時(shí)恢復(fù)單片機(jī)的工作，只能采用重新復(fù)位的方法，因此還應(yīng)該在硬件設(shè)計(jì)中使用看門(mén)狗電路，這樣在單片機(jī)發(fā)生死機(jī)的情況下，看門(mén)狗將產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位信號(hào)給單片機(jī)，使單片機(jī)復(fù)位，重新執(zhí)行程序。 第二功能是外部中斷 0 的輸入引腳，我們利用其電平的變化產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)程序中讀入 P2 口低 4 位信號(hào)