【正文】 場，相鄰兩個單元透鏡的視場即不連續(xù)也不重疊，都相隔一個盲區(qū)。區(qū)與區(qū)之間，段與段之間，區(qū)段之間形成盲區(qū)。區(qū)段數(shù)量多被感應(yīng)人體移動幅度就小，區(qū)段數(shù)量少被感應(yīng)人體移動幅度就要大。同一行的數(shù)個同心環(huán)組成一個垂直感應(yīng)區(qū)，同心環(huán)間組 成一個水平感應(yīng)段。 17 圓環(huán)線多而密感應(yīng)角度大，焦距遠(yuǎn)；圓環(huán)線刻錄的深感應(yīng)距離遠(yuǎn)，焦距近。 紅外信號采集模塊采用紅外傳感器 PIR，采用菲涅爾透鏡原理，專門用來與熱釋電紅外傳感器配套使用。菲涅爾透鏡的作用是將人體輻射的紅外線聚焦到熱釋電紅外探測元上，同時也產(chǎn)生交替變化的紅外輻射高靈敏區(qū)和盲區(qū)，以適應(yīng)熱釋電紅外探測元要求信號不斷變化的特性，這樣可大大提高接收靈敏度，增加檢測距離及范圍。 熱釋電紅外傳感器利用熱釋電效應(yīng)，能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柾瑫r，它還能鑒別出運動的生物與其他非生物。輸出信號 VO接單片機，供其讀取。 熱釋電紅外傳感器（ PIR） RE200B 對人體信號進(jìn)行檢測，紅外傳感信號專用處理芯片 BISS0001 對所采集信號進(jìn)行初步處理。這就是該電路模塊要實現(xiàn)的功能。人體熱釋紅外信號通過菲涅爾透鏡聚焦，傳給熱釋電紅 外傳感器 PIR，然后 PIR 將物理信號轉(zhuǎn)換為微弱電信號，接著 PIR 信號處理電路將微弱電信號進(jìn)行處理，生產(chǎn)單片機可識別的數(shù)字信號。在傳感器頂端開設(shè)了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為 7～ 10μ m，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。通過檢測是否有人體 紅外信號來實現(xiàn)這一功能。時鐘頻率選用 12MHz 時， C 取 22uF,Rs 取 200Ω， R0 取 1KΩ。按鍵手動復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。 除了上電復(fù)位外，有時還需要按鍵手動復(fù)位。只要 Vcc 的上升時間不超過 1ms,就可以實現(xiàn)自動上電復(fù)位。 復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。 （二） 復(fù)位電路 AT89C51 的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。 NPO 是一種最常用的具有溫度補償特性的單片陶瓷電容器。 在設(shè)計印刷電路板時，晶體和電容應(yīng)盡可能 靠近單片機芯片安 裝，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。電容值無嚴(yán)格要求，但電容取值對振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響， C C2 可在 20pF 到 100pF 之間取值，但在 60pF 到 70pF 時振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。本設(shè)計采用最常用的內(nèi)部時鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。 14 圖 24 AT89C51 單片機最小系統(tǒng) （一） 時鐘電路 AT89C51 雖然有內(nèi)部振蕩電路，但要形成時鐘，必須外部附加電路。 內(nèi)部存儲器容量有限。由于集成度的限制，最小應(yīng)用系統(tǒng)只能用作一些小型的控制單元。 表 24 AT89C51 的極限參數(shù)： 極限參數(shù)名稱 參數(shù)值 工作溫度 55℃～ +125℃ 儲藏溫度 65℃～ +150℃ 任一引腳對地電壓 ～ + 最高工作電壓 直流輸出電壓 二、 AT89C51 單片機最小系統(tǒng) AT89C51 是片內(nèi)有 ROM/ FPEROM 的單片機，因此，這種芯片構(gòu)成的最小系統(tǒng)簡單﹑可靠。 編程接口：采用控制信號的正確組合可對 Flash 閃速存儲陣裂中的每一代 碼字節(jié)進(jìn)行寫入和存儲器的整片擦除，寫操作周期是自身定時的，初始化后它將自動定時到操作完成。 （ 032H） =FFH 聲明為 12V 編程電壓。讀簽名字節(jié)的過程和單元 030H、 031H 和 032H 的正常校驗相仿，只需將 、 保持低電平，返回值意義如下： （ 030H） =1EH 聲明產(chǎn)品由 ATMEL 公式制造。 讀片內(nèi)簽名字節(jié)及編 程接口 13 AT89C51 單片機內(nèi)有 3 個簽名字節(jié)，地址為 030H、 031H 和 032H。用戶可從芯片上的型號和讀取芯片內(nèi)的簽名字節(jié)獲得該信息，如 表 23 所示。低電壓編程模式適合于用戶在線編程系統(tǒng)， 而高電壓編程模式可與通用 EPROM 編程器兼容。 表 22 空閑和掉電模式外部引腳 模式 程序存儲器 ALE PSEN P0 P1 P2 P3 空閑模式 內(nèi)部 1 1 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 空閑模式 外部 1 1 浮空 數(shù)據(jù) 地址 數(shù)據(jù) 掉電模式 內(nèi)部 0 0 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 掉電模式 外部 0 0 浮空 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù) Flash 閃速存儲器的編程 AT89C51 單片機內(nèi)部有 4K 字節(jié)的 FPEROM，這個 Flash 存儲陣列出廠時已處于擦除狀態(tài)（即所有存儲單元的內(nèi)容均為 FFH），用戶隨時可對其進(jìn)行編程。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變 RAM 中的內(nèi)容，在 VCC 恢復(fù)到正常電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時間以使振蕩器重啟動并穩(wěn)定工作。 12 為了避免可能對端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對端口或外部存儲器的寫入指令。 其二是通過硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終止。 終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件 被激活，IDL（ ）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。此時，片內(nèi) RAM 和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。 PD 是掉電模式，當(dāng) PD=1 時，激活掉電工作模式，單片機模式，即 PD 和 IOL 同時為 1，則先激活掉電模式。 （二） AT89C51 的工作特點 空閑節(jié)電模式： AT89C51 有兩種可用軟件 編程的省電模式，它們是空閑模式和掉點工作模式。這個放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路如圖 23： 圖 23 振蕩電路 外接石英晶體（或陶瓷振蕩器）及電容 C C2 接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。 XTAL2：振蕩器 3 放大器的輸出端。 Flash 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。需要注意的是：如果加 密位 LB1 被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 PSEN ：程序存儲允許（ PSEN ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89C51 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，這兩次有效的 PSEN 信號不出現(xiàn)。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。但要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。即使不訪問外部存儲器。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將單片機復(fù)位。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能， P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。對 P3 口寫入 “ 1” 時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和其他控制信號。 P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。對端口寫 “ 1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時， 因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 Flash 編程和程序校驗期間， P1 接收低 8位地址。對端口寫 “ 1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉倒高電平，此時可作輸入口。 在 Flash 編程時， P0 接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 引腳功能說明 9 Vcc：電源電壓 GND：地 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 圖 21 AT89C51 外形圖 AT89C51 主要性能參數(shù)： 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 24MHz 128179。功能強大 AT89C51 單片機可提供許多高性價比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。這次設(shè)計我就以第一種方案來設(shè)計該照明系統(tǒng)。 盡管方案一是最簡單，最基本的方案，卻也體現(xiàn)了智能照明的基本思路。 第三種方案它夠監(jiān)測當(dāng)前照度值 E1，與設(shè)定值 E0 作比較，當(dāng) E1E0 時，啟動調(diào) 光電路進(jìn)行照明補償，維持照度不低于設(shè)定值 E0。 方案二按鍵判斷與有沒有人的判斷與方案一相同，可見光照度判斷與方案一不同，其工作方式為：設(shè)照度 X2X10,當(dāng)環(huán)境照度 EX2 時，不需要人工照明：當(dāng)X1EX2 時，開一半的燈，即可滿足照明需求；當(dāng) EX1 時，燈全部打開。如果探測到有人，就接著判斷當(dāng)前照度是否滿足設(shè)定要求。 四、方案比較與確定 對于方案一 流程經(jīng)過初始化以后，先判斷有無按鍵按下，如果有則執(zhí)行相應(yīng)按鍵處理程序。從而引起照明領(lǐng)域的開始 初始化，設(shè)定 照度值 E0 有無按鍵 ? 按鍵處 理 ? 有人否？ 滅燈 Y N Y Y N N 檢測當(dāng)前照度值E1,與 E0 比較 啟動調(diào)光電路 E1≥ E0？ 6 又一次革命，而照明質(zhì)量將會有質(zhì)的飛躍。 LED 燈的結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，所以 LED 燈的抗震性能好。 就目前來看，由于大功率 LED 燈的蓬勃發(fā)展，未來使用單片機， PWM，和 LED組成的智能照明系統(tǒng)必 將成為主流。方案三的可見光檢測電路精度要高于前兩種方案，因為它的調(diào)光需要一個精確的反饋值來設(shè)定調(diào)光電路的工作。方案三的特別之處也在于它的可見光檢測電路和調(diào)光電路。 后面的方案更加明顯的體現(xiàn)了調(diào)光這一功能。按鍵判斷與有沒有人的判斷與方案一相同，可見光照度判斷與方案一不同，其工作方式為：設(shè)照度 X2X10,當(dāng)環(huán)境照度 EX2時，不需要人工照明：當(dāng) X1EX2 時，開一半的燈，即可滿足照明需求；當(dāng) EX1時，燈全部打開。 二、方案二 圖 13 流程圖二 如果設(shè)計的照明控制系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)照度，那么照明效果和節(jié)能效果將會更好。 本方案是智能照明系統(tǒng)的一種最簡單的流程圖，表現(xiàn)在什么地方呢，就是它只控制燈的亮與滅，沒有調(diào)光功能。 圖 12 流程圖一 開始 按鍵處理程序 有無按鍵？ 初始化 開燈 滅燈 N N Y Y N Y 有人？ 光照滿足？ 4 在設(shè)計系統(tǒng)流程時，是先判斷光照還是先檢測是否有人是，我遵循的原則是“以人為本，人使用燈”。如果探測到有人，就接著判斷當(dāng)前照度是否滿足設(shè)定要求。 流程經(jīng)過初始化以后，先判斷有無按鍵按下，如果有則執(zhí)行相應(yīng)按鍵處理程序。我們可以提出好幾種方案，來進(jìn)行比較，評價，最終確定一種比較合理的方案，如下是我提出的三種方案。這種產(chǎn)品對于公共場所是非常理想的。除此之外還需要電源電路把 220V 交流變成單片機及各功能電路的元件所需的電壓。晶振電路結(jié)合單片機內(nèi)部的電路，產(chǎn)生單片機所必 須的時鐘頻率，單片機的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個基礎(chǔ)上的，晶振的提供的時鐘頻率越高，那單片機的運行速度也就越快。最后由繼電器電路來控制照明電路的通斷，從而實現(xiàn)照明的自動控制。 圖 11 照明系統(tǒng)總體框圖 如圖 11，為該照明系統(tǒng)總體框圖，包括：系統(tǒng)核心 AT89C51 單片機，輸入為兩個傳感器電路即人體紅外檢測電路和自然光檢測電路，強制開關(guān)的按鍵電路。首先根據(jù)設(shè)計任務(wù)來確定所需的功能模塊；然后按照一定的作用順序把各個功能模塊連接起來。第二，“節(jié)能環(huán)?！?。比如在教室內(nèi)，晚上要演示幻燈片，現(xiàn)實條件是室內(nèi)有人，自然照度不滿足工作要求，按照系統(tǒng)的自動控制程序，是不會滅燈的，但我們確實需要燈滅，這時就可以按下強制關(guān)燈按鍵。 第三，設(shè)計按鍵 電路，設(shè)定強制開燈和強制關(guān)燈按鍵。 第二，系統(tǒng)設(shè)計自然光檢測電路，對照明現(xiàn)場的亮度進(jìn)行自動檢測。 該系統(tǒng)應(yīng)用了兩種傳感器，人體紅外傳感器和自然光線傳感器，對現(xiàn)場的自然照明情況和人員情況，實現(xiàn)實時自動檢測與控制的功能，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。 針對生活中這種照明中電能浪費的現(xiàn)象設(shè)計一套使用單片機控制的智能照明系統(tǒng)。單片機在現(xiàn)代生活和工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。廉價實用的單片機就是為此而生的。這不僅可以節(jié)約能源，而且會產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟效益。據(jù)測算，這種現(xiàn)象的耗電占其單位所有耗電的 40% 左右。 因為這些情況都造成了很多不必要的浪費。自我認(rèn)為有很多可以改進(jìn)的地方。s temperature as the test target. When people entering the detection region, the infrared sensor tests the temperature difference betw een the body and the space , and passes the signal to the processing system, t