【正文】 其導(dǎo)通電壓后，較小的電壓波動都會導(dǎo)致工作電流的劇烈變化，從而影響 LED的正常使用，固 LED宜采用三極管驅(qū)動方式。 燈光 電路 設(shè)計 本設(shè)計 LED光源 采用相互并聯(lián)方式，共有 8只 5mm高亮度小功率的燈珠組成。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 數(shù)據(jù)讀取狀態(tài) :同樣確保片選信號 CS處于低電平，轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換結(jié)束后， INTR將由轉(zhuǎn)換器自動清零（若不用中斷處理 AD轉(zhuǎn)換器， IN角可以不接），用單片機給 RD低電平（ RD控制轉(zhuǎn)換器內(nèi)部的 鎖存器，若不給 RD電平，將無法輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果）后，我們可以將轉(zhuǎn)換結(jié)果從 AD的 D0D7引腳讀走。 8位寄存器的首位置 1（若 VINVN,則寄存器首位置 0）；再向 D/A轉(zhuǎn)換器輸入 1100 0000（首位寫 0時，輸入 0111 1111），若 VINVN 則寄存器第二位置 1（若 VINVN,則寫 0） ；再向 D/A 輸入 1110 0000（或0011 1111），若 VINVN,則寄存器第三位置 1（若 VINVN,則寫 0）；依次下去直到寄存器第八位賦值結(jié)束，控制邏輯檢測到比較放大器進行 8次后， EOC輸入信號，讓 A/D轉(zhuǎn)換器將結(jié)果通過鎖存緩存器輸出至 D0D7. 轉(zhuǎn)換狀態(tài)：首先確保片選信號 CS處于低電平（只有 CS低電平轉(zhuǎn)換器才會工作），在 ADC0804轉(zhuǎn)換期間， INTR處于高電平，當 WR 賦予一個低脈沖信號時，轉(zhuǎn)換器開始轉(zhuǎn)換，經(jīng)過一段時間（該時間長短與轉(zhuǎn)換器有關(guān)）的工作后，轉(zhuǎn)換結(jié)束。 A/D 轉(zhuǎn)換器片內(nèi)有 D/A轉(zhuǎn)換和電壓比較器。 圖 ADC0804與單片機的連接 ADC0804 的 工作原理 ： VIN(+)和 VIN()是差動模擬信號的輸入端。在選擇 A/D轉(zhuǎn)換時，先要確定 A/D轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度以及轉(zhuǎn)換位數(shù)等， A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)確定與整個測量控制系統(tǒng)所需測量控制的范圍和精度有關(guān)，在 多功能臺燈 控制系統(tǒng)中采用了 8位 A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0804。 光強采集電路如圖 。 光敏電阻器受光照時的電阻值稱為亮電阻，一般為 千歐；沒有光照時的電阻稱為暗電阻，阻值一般為1100兆歐。光照愈強，阻值愈低。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常，光敏電阻器都制成薄片結(jié)構(gòu)，以便吸收更多的光能。 光敏電阻器又叫光感電阻，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器；入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。所以光敏電阻對環(huán)境光的檢測在電路中也很重要。本文的 智能節(jié)能臺燈設(shè)計也是利用了光敏電阻的這一特性，用它來感應(yīng)環(huán)境光的強度。 數(shù)據(jù)采集 電路 設(shè)計 采集光照強度的任務(wù)在仿真電路中主要通過光敏電阻實現(xiàn)。 7805前后并接的 C3 C4和 C2 功能是一樣的，都是為了防止電路自激合并起濾波作用的。同時這個電容也具有濾波的作用， 7812的內(nèi)部也是非線性器件， 一定也會有諧波的出現(xiàn)，所以在輸出端還是要再經(jīng)過濾波才可以的。大多數(shù)在電流不是很大的場合兩者可以直接串并接。不過考慮到 7812的輸出電流 0I 小于 500mA（變壓器功率為 6W， 7812輸出端電流約為500mA）， 7805的發(fā)熱量也并不算太大，所以這個 12V的輸入電壓仍屬于可以接受的。經(jīng)過濾波電容 C1 濾波除去紋波電壓后輸出電壓為 v V? ? ? ,即輸入 7812 輸入端的電壓為 。四只整流管選用 IN4001IN4007之間均可。 7812 的輸出端分兩路輸出，一路為主電路提供 12V 的電源；另一路并接電容 C3，接入 7805 穩(wěn)壓器的輸入端， 7805 的輸出端也并接電容 C4，為主電路提供 5V電源。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。內(nèi)含過流、過熱和過載保護電路。圖 。 單片機正常工作電壓為 5V，因此設(shè)計的電源電路主要是提供單片機工作電壓。時鐘電路如圖 。通常， OSC的輸出時鐘頻率 fOSC 為 ，典型值為 12MHz 或者 。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率，也稱諧振頻率。一般情況下，無論是機械振動的振幅，還是交變電場的振幅都非常小。采用外部振蕩器時，對 HMOS 單片機，該引腳接外部振。 XTAL1 接外部晶體的一個引腳， XTAL2 接外晶體的另一端。通過基準頻率來控制電路中的頻率的準確性。 圖 復(fù)位電路 晶振 電路 設(shè)計 電路中的晶振即石英晶體震蕩器。圖 RC 復(fù)位電路沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 可以實現(xiàn)上述基本功能。在復(fù)位電路中提供復(fù)位信號，等到系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，再撤銷復(fù)位信號。 復(fù)位電路的主要功能是使單片機進行初始化，在初始化的過程中需要在復(fù)位引腳上加大于 2個機器周期的高電平。當人為按下按鈕時，則 VCC的 +5V電平 就會直接加到 RST端。 手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位端 RST 上加入高電平。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機狀態(tài)。上 電時， VCC 的上升時間約為 10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如果晶振頻率為 10MHz，起振時間約為 1ms，如晶振頻率為 1MHz，起振時間為 10ms。上電復(fù)位的過程是在加電時，復(fù)位電路通過電容加給 RST 端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著 VCC 對電容的充電過程而逐漸回落，即 RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。 復(fù)位 電路 設(shè)計 STC89C52 的上電復(fù)位電路，只要在 RST 復(fù)位輸入引腳上接一電容至 VCC 端，下接一個電阻到地即可。 菲涅爾透鏡作用有兩個：一是聚焦作用，即將熱釋紅外信號折射（反射）沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 在 PIR 上，第二個作用是將探測區(qū)域內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入探測區(qū)域的移動物體能以溫度變化的形式在 PIR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號。 菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測器前方產(chǎn)生一個交替變化的“ 盲區(qū) ” 和 “ 高靈敏區(qū) ” ，以提高它的探測接收靈 敏度。 涅菲爾透鏡 菲涅爾透鏡在本次設(shè)計中的作用是輔助熱釋電紅外傳感器采集人體發(fā)出的紅外線，它可以把較遠距離的人體發(fā)出的微弱的紅外線信號光聚集起來，熱釋電傳感器在它的作用下可以探測到較遠距離人的活動。 不同于主動式紅外傳感器，被動紅外傳感器本身不發(fā)任何類型的輻射，隱蔽性好，器件功耗很小，價格低廉。紅外線通過菲涅耳濾光片增強后聚集到熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后經(jīng)檢測處理 后就能產(chǎn)生電壓信號。人體都有恒定的體溫，一般在 37176。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn) 生的電荷 ΔQ 會跟空氣中的離子所結(jié)合而消失，當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時， ΔT=0 ，傳感器無輸出。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，元件兩個表面做成電極，當傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 溫度有 ΔT 的變化時，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上會產(chǎn)生電荷 ΔQ ，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱電壓 ΔV 。當溫度變化時，晶體結(jié)構(gòu)中的正負電荷重心相對移位，自發(fā)極化發(fā)生變化，晶體表面就會產(chǎn)生電荷耗盡，電荷耗盡的狀況正比于極化程度。熱釋電效應(yīng)是指當一些晶體受熱時，在晶體兩端產(chǎn)生數(shù)量相等而符號相反的電荷，由于熱變化產(chǎn)生的電極化現(xiàn)象。本文先介紹熱釋電傳感器的原理，然后再描述相關(guān)的專用集成電路處理技術(shù)。直到六十年代，隨著激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，才又推動了對熱釋電效應(yīng)的研究和對熱釋電晶體的應(yīng)用開發(fā)。它能檢測人或某些動物發(fā)射的紅外線并轉(zhuǎn)換成電信號輸出。其次是能夠感應(yīng)較遠距離的紅外信號，這就需要借助于菲涅爾透鏡的聚焦作用。本次設(shè)計對熱釋電紅外傳感器的性能要求比較高，因為它采集回來的信號將直接影響燈光控制電路的控制行為。傳感器在電路中起著很大的作用，要利用它采集回來的信號去對燈光進行控制。經(jīng)過實驗證明其反應(yīng)速度非常靈敏，測量精度高，適合于對精度要求較高的場合。本文利沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 用 16位數(shù)字光強度傳感器 BH1750FVI和普通的 51單片機設(shè)計了數(shù)字光照強度的數(shù)據(jù)實時采集與顯示。該系統(tǒng)具有光強度采集精度較高、實時性較強等優(yōu)點，并 且電路設(shè)汁較為簡單，容易實現(xiàn)與集成。而且，光敏電阻進行光強度采集不夠理想。光敏電阻的光電特性呈非線性，因此不適宜作檢測元件，在自動控制中它常被用作丌關(guān)式光電傳感器。另一部分是用于對人體信號的檢測。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 DB0~DB7：輸出 A/D轉(zhuǎn)換后的 8位二進制結(jié)果。 AGND和 DGND：分別接模擬地和數(shù)字地。 VREF/2：參考電壓接入引腳，該引腳可外接電壓也可懸空，若外界電壓，則 ADC的參考電壓為該外界電壓的兩 倍，如不外接，則 Vref與 Vcc共用電源電壓，此時 ADC的參考電壓即為電源電壓 Vcc的值。雙邊輸入時 UIN（ +）、 UIN（ ）分別接模擬電壓信號的正端和負端。 /RD:低電平有效，即 /RD=0 時，可以通過數(shù)據(jù)端口 DB0～ DB7 讀出本次的采樣結(jié)果。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 A/D 轉(zhuǎn)換器的 選擇 本試驗采用的 A/D 芯片為 ADC0804，它是 CMOS 8 位單通道逐次漸近型的模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器，其規(guī)格及引腳圖如圖 ，我們可以得到各個引腳的大致功能如下： /CS：芯片片選信號，低電平有效，即 /CS=0,該芯片才能正常工作，在外接多個ADC0804 芯片時，該信號可以作為選擇地址使用，通過不同的地址信號使能不同的ADC0804芯片，從而可以實現(xiàn)多個 ADC通道的分時復(fù)用。 XTAL1(19引腳 )：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。為使能從 0000H 到 FFFFH 的外部程序存儲器 讀取指令，令 EA必須接 GND。 PSEN(29 引腳 )：當從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN 在每個機器周期被激活兩次，而訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， PSEN 將不被激活。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 表 2 P3 復(fù)用功能 引腳號 復(fù)用功能 RXD 串行輸入口 TXD 串行輸出口 INT0 外部中斷 0 INT1 外部中斷 1 T0 定時器 0的外部輸入 T1 定時器 1的外部輸入 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD 外部數(shù)據(jù)存儲讀選通 RST(9)引腳 ：復(fù)位輸入，當連續(xù)輸入兩個機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機的復(fù)位初始化操作。 P3口除做一般 I/O口外，還有其他 一些復(fù)用功能。 P3做輸入口使用時，因為有內(nèi)部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。 P3的輸出緩沖器可驅(qū)動（吸收或輸出電流方式） 4個 TTL輸入。 在對 Flash ROM編程或程序校驗時， P2也接受高位地址和一些控制信號。在訪問外部程序存儲器和 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行“ MOVX DPTR”指令）時， P2送出高 8位地址。對端口寫入 1時，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。 具體 功能參見表 1： 表 1 引腳號 功能特性 T2（定時器 /計數(shù)器 2外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 2捕獲 /重裝觸發(fā)和方向控制） P2端口（ ～ ， 21～ 28引腳）： P2口是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O端口。 P1