【正文】 附 錄 22 參考文獻 1．張毅剛 .彭喜源，譚曉鈞，曲春波 .MCS51 單片機應(yīng)用設(shè)計，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2．周明珠 .王煒，王福源，無觸點開關(guān)在控制中的應(yīng)用，現(xiàn)代電子技術(shù) .2020 3．俞海珍 .李憲章，馮浩，熱釋電紅外傳感器及其應(yīng)用，電子照明技術(shù) 4．趙海蘭 .，趙樣 .實時時鐘電路 DS1302 的原理及應(yīng)用 .電子元器件應(yīng)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(yīng) 用，電子技術(shù)應(yīng)用 .1998， ， 1819 6．瞿貴榮 .熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)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(shè)計中的問題與對策，電子技術(shù)應(yīng)用 8．冀蘭風(fēng) .芯片 X5045在智能化互感器檢驗儀中的應(yīng)用，電子技術(shù)， 1998 9．劉大茂 .嚴飛 .單片機應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)控主程序的設(shè)計方法 .福州大學(xué)學(xué)報， 1998 。最好能將人體傳感器與環(huán)境光采集電路集成到一起， 簡化電路，從而簡化軟件程序。 人體傳感器一般采集的是有活動的人體，若人體靜止時，如坐著看書沒有活動，這時人體傳感器是不會有信號輸出的，故而最好將人體傳感器裝置設(shè)計成在系統(tǒng)運行過程中能夠擺動。若教室面積很大，超過人體傳感器輻射范圍，這樣采集的信號可能會不夠準確，進而影響控制設(shè)備的運行。 本控制系統(tǒng)與已有的教室燈光配套使用時，不需要對原有設(shè)備電路進行大的改動，以降低實現(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)計上盡量采用性價比高的元器件，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 )，簡化了電路設(shè) 計，同時節(jié)省了單片機 I/O 口資源，為系統(tǒng)進一步擴展留下了空間。 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)對硬件時鐘進行自檢。 5．每次開機插上電源后，硬件時鐘顯示的時間都從所設(shè)初始值開始計時。 分析解決：單片機輸出控制信號，在控制繼電器時，必須加三極管來驅(qū)動，否則信號電流過小將不能使繼電器產(chǎn)生吸合動作，而且必須采用三極管的集電極來驅(qū)動繼電器，最后再帶動負載。 分析解決 ：此問題在系統(tǒng)軟件設(shè)計時，可將采集有人體信號存在的狀態(tài)適當(dāng)延長保持二至五分鐘，并加以后續(xù)處理。 2．人體存在傳感器有人存在時輸出高電平的電壓偏低 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 20 分析解決：人體存在傳感器輸出高電平的電壓偏低，單片機會產(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 100KΩ 的上拉電阻。 分析解決：穩(wěn)壓器溫度過高的原因之一是：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 單片機最小系統(tǒng)調(diào)試 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 19 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)試過程中遇到的主要問題的分析與解決方案。而對于一些與硬件相關(guān)的用戶程序，如接口驅(qū)動程序等，則需要配合硬件，進行在線調(diào)試，如果有邏輯錯誤，也要及時糾正修改。整個單片機系統(tǒng)進行在線調(diào)試時，需借助仿真開發(fā)工具來對用戶軟件及硬件電路進行診斷、調(diào)試。調(diào)試過程中的運行狀態(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，通過這些顯示結(jié)果隨時跟蹤程序運行狀態(tài)，以確定程序運行無錯誤。此外，插入芯片必須在斷電的情況下進行，特別注意芯片的方向不要插反。 在對系統(tǒng)進行實際調(diào)試時，首先應(yīng)對硬件進行靜態(tài)調(diào)試，同時對系統(tǒng)軟件進行初步調(diào)試，此后再對軟件和硬件進行動態(tài)調(diào)試，最后才能使系統(tǒng)進入正常工作 . (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位顯示器顯示實時時鐘，顯示小時、分鐘、秒，其中有兩位用來顯示“ — ”，用以分隔顯示小時、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，所以數(shù)據(jù)送到單片機端口 前，應(yīng)在程序中先將數(shù)據(jù)取反。因此采用 ULN2803 共陽極數(shù)碼管的段信號驅(qū)動器。 考慮到數(shù)碼管驅(qū)動信號要求的電流較大，采用功率驅(qū)動器件 ULN2803 芯片。通過的顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)，我們才可以更好的了解系統(tǒng)運行的狀態(tài)，從而方便對整個系 統(tǒng)進行必要的操作。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 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 16 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： 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 14 圖 33數(shù)據(jù)輸入輸出 流程圖 時鐘程序設(shè)計 驅(qū)動程序 //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 時鐘信號 7 腳 sbit DIO= P3^6； // DS1302 數(shù)據(jù)信號 6 腳 第三章 控制模塊軟件設(shè)計 15 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 個寄存器中的哪個進行何種操作。 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Vcc2≥ 之前， RST 必須為邏輯 0。 數(shù)據(jù)輸入輸出 在對 DS1302 進行各種操作之前，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/O 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 的運行狀態(tài)進行判斷，當(dāng)檢測到 DS1302 處于啟動狀態(tài)時才對其進行初始化，啟動時鐘。 數(shù)據(jù)采集軟件的實現(xiàn) 本系統(tǒng)考慮到環(huán)境光足夠亮?xí)r，無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，無人體存在則不開燈。試驗也證明了這點，如果人體存在卻一定時間內(nèi)沒有活動，人體傳感器則認為沒有人體存在。而缺點是容易受各種熱源、光源干擾。 數(shù)據(jù)采集模塊 本控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集對象為環(huán)境光信號及人體存在信號，在程序設(shè)計中對這兩個數(shù)據(jù)的采集放置在多任務(wù)模塊中實施定時采集。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，無需對斷點實施現(xiàn)場保護，可直接進行多任務(wù)時間的劃分工作，使相應(yīng)的操作任務(wù)進入就緒狀態(tài)，即該中斷可以啟動有關(guān)的任務(wù)操作。計數(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，向單片機的 CPU 申請中斷。 000 單元，程序狀態(tài)字寄存器 PSW 清零，片內(nèi)存儲器選擇工作寄存器，用戶標(biāo)志位 F0 為 0 狀態(tài)，堆棧指針 SP 指向 07H,其它定時器、中斷允許寄存器 IE,累加器 ACC 等皆為 00H.。若時鐘芯片處于啟動狀態(tài)，則需要對其進行初始化并啟動實時時鐘。本系統(tǒng)中的自檢初始化主要指各接口芯片的檢測、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 系統(tǒng)自檢初始化 系統(tǒng)自檢初始化是保證整個控制系統(tǒng)能夠正常 運行的重要條件，系統(tǒng)加電復(fù)位后，直接進入自檢初始化程序，完成系統(tǒng)的自檢及初始化。監(jiān)控主程序接受和分析來自鍵盤的命令，進而把控制轉(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 11 第三章 控制模塊軟件設(shè)計