【正文】 ”信號(hào)， WDO 跳變?yōu)榈碗娖剑捎?MR 端有一個(gè)內(nèi)部 250mA 的上拉電流， D 導(dǎo)通 MR獲得有效低電平， RESET 端輸出復(fù)位脈沖，單片機(jī)復(fù)位，看門狗定時(shí)器清零， WDO 又恢復(fù)成高電平。該監(jiān)控電路的主要功能如下： 電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 （ 1）系統(tǒng)正常上電復(fù)位：電源上電時(shí)，當(dāng)電源電壓超過(guò)復(fù)位門限電壓 ， RESET 端輸出 200ms 的復(fù)位信號(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位。 1234567813121514EA/VPP31XTAL119XTAL218RESET91716GND20VCC403938373635343332212223242526272811PSEN2910ALEP30*BAT89C51VSS1VDD2VEE3RS4R/W5E6D07D18D29D310D411D512D613D714*LCD1602*.1R510KVCC 圖 3 .2 為顯示 電路 看門狗監(jiān)控電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 MAXIM 公司的低成本微處理器監(jiān)控芯片 MAX813L 構(gòu)成硬件狗，與 AT89C51 的接口電路如圖 所示。電路中使用了滑動(dòng)變阻器 R5，其所在庫(kù)類別為“ Resistors”，子類別為“ Variable” (可變的 )。其中 LM016L 與 1602 功能及用法基本相同，只是 LM016L 上沒(méi)有控制背光燈的引腳 [5]。 1234567813121514EA/VPP31XTAL119XTAL218RESET91716GND20VCC403938373635343332212223242526272810PSEN2910ALEP30*BAT89C51*WDORESETGNDMRVCCWDIMAX813LVCC/+5VDSVCC 圖 單片機(jī)與狗門電路組成的控制電路圖 嵇江坤：基于單片機(jī)的房間自動(dòng)照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 LCD 液晶顯示設(shè)計(jì) 采用 AT98C51 驅(qū)動(dòng)一片 1602 液晶顯示器，使顯示器第一行顯示“ OPEN：Χ” 。在這里主要對(duì)這三種技術(shù)的組成、功能、發(fā)展以及使用領(lǐng)域等方面進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述。它從傳統(tǒng)的方式逐步發(fā)展到能夠?qū)崿F(xiàn)智能化控制，使用戶使用起來(lái)更加方便、舒適。它所提供的復(fù)位信號(hào)為高電平，因而是應(yīng)用于復(fù)位信號(hào)為高電平場(chǎng)合的單片機(jī)系統(tǒng)的理想芯片。 （ 4） 時(shí)，第 (5)腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)。如果在 內(nèi)沒(méi)有觸發(fā)該電路（即第 (6)步無(wú)脈沖輸入），則第 (8)腳輸出一個(gè)低電平信號(hào)。系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時(shí)，第 (7)腳產(chǎn)生復(fù)位輸 出，復(fù)位脈沖寬度的典型值為 200ms，高電平有效，復(fù)位門限的典型值為 。 MAX813L 有雙列直插和貼片兩種封裝形式，引腳功能如下：第 (1)腳為手動(dòng)復(fù)位輸入，低電平有效；第 (2)、 (3)腳分別為電源和地；第 (4)腳為電源故障輸入；第 (5)腳為電源故障輸出；第 (6)腳為看門狗輸入，第 (7)腳為復(fù)位輸出，第 (8)腳為看門狗輸出。 看門狗 MAX813L 幾乎所有的單片機(jī)都需要復(fù)位電路，對(duì)復(fù)位電路的基本要求是：在單片機(jī)上電時(shí)能可靠復(fù)位，在下電時(shí)能防止程序亂飛導(dǎo)致 EEPROM 中的數(shù)據(jù)被修改；另外，單片機(jī)系統(tǒng)在工作時(shí)，由于干擾等各種因素的影響，有可能出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)無(wú)法正常工作，為了克服這一現(xiàn)象，除了充分利用單片機(jī)本身的看門狗定時(shí)器（有些單片機(jī)無(wú)看門狗定時(shí)器）外，還需外加個(gè)看門狗電路；除此以外，有些單片機(jī)系統(tǒng)還要求在掉電瞬間單片機(jī)能將重要數(shù)據(jù)保存下來(lái)，因掉電的發(fā)生往往是 很隨機(jī)的，因而此類單片機(jī)系統(tǒng)需要電源監(jiān)控電路，在掉電剛發(fā)生時(shí)電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 能告知單片機(jī)。執(zhí)行顯示命令 ACALL DELAY ； 判斷液晶模塊是否忙 ? 嵇江坤：基于單片機(jī)的房間自動(dòng)照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 SETB E ； E=1 ； 顯示完成 ,程序停車 AJMP $ ENABLE： CLR RS ；寫入控制命令的子程序 CLR RW CLR E ACALL DELAY SETB E RET DELAY： MOV P1， 0FFH ；判斷液晶顯示器是否忙的子程序 CLR RS SETB RW CLR E NOP SETB E JB ， DELAY ；如果 為高電平表示忙就循環(huán)等待 RET END 程序在開(kāi)始時(shí)對(duì)液晶模塊功能進(jìn)行了初始化設(shè)置，約定了顯示格式。 以下是在液晶模塊的第二行第一個(gè)字符的位置顯示字母 “A”的程序： ORG 0000H RS EQU ； 確定具體硬件的連接方式 電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 DM162（及 1602）與 AT89C51 連接圖 RW EQU ； 確定具體硬件的連接方式 E EQU ； 確定具體硬件的連接方式 MOV P1， 00000001B ；清屏并光標(biāo)復(fù)位 ACALL ENABLE； 調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1， 00111000B ；設(shè)置顯示模式 ： 8 位 2 行 5x7 點(diǎn)陣 ACALL ENABLE ； 調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1， 00001111B ；顯示器開(kāi)、光標(biāo)開(kāi)、光標(biāo)允許閃爍 ACALL ENABLE ； 調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1， 00000110B ；文字不動(dòng)，光標(biāo)自動(dòng)右移 ACALL ENABLE ； 調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1， 0C0H ；寫入顯示起始地址（第二行第一個(gè)位置） ACALL ENABLE ； 調(diào)用寫入命令子程序 MOV P1， ＃ 01000001B ；字母 A 的代碼 SETB RS ； RS=1 CLR RW ； RW=0 。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符 1602 的內(nèi)部顯示地址 [6]。 指令 10：寫數(shù)據(jù) 指令 11：讀數(shù)據(jù) DM162 液晶顯示模塊可以和單片機(jī) AT89C51 直接接口，電路如圖 所示。高電平表示有效，低電平則無(wú)效 指令 4：顯示開(kāi)關(guān)控制。 它的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過(guò)指令編程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 第 7～ 14 腳： D0～ D7 為 8 位雙向數(shù)據(jù)線。當(dāng) RS 和 RW 共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng) RS 為低電平 RW為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng) RS 為高電平 RW 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。 LCD 液晶顯示 1602 采用標(biāo)準(zhǔn)的 16 腳接口，其中 : 第 1 腳： VSS 為 低 電源 第 2 腳： VDD 接 5V 正電源 第 3 腳： V0 為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “鬼影 ”，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K 的電位器調(diào)整對(duì)比度 第 4 腳： RS 為寄存器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選 擇指令寄存器。當(dāng)然，這種方法的可行性從現(xiàn)在看并不是很高，電路要改裝費(fèi)用可能很高都會(huì)影響實(shí)施。方法就是在電路中安裝計(jì)數(shù)器，使得亮度差維持一定時(shí)間才可以使日光燈強(qiáng)制關(guān)閉。 另外一種情況，如果教室外面正下雨，教室里面日光燈亮著，此時(shí)窗外一個(gè)閃電，使得外面很亮，日光燈就關(guān)閉了，這會(huì)造成麻煩。同樣造成很大浪費(fèi)。 還有一種情況，就是如果有一天天空布滿了烏云， 亮度不夠，那么日光燈可以開(kāi)啟了。采光點(diǎn)的選取是一個(gè)關(guān)鍵，因?yàn)椴⒉皇敲恳粋€(gè)教室的明亮程度都是相同的，我們可以采用多點(diǎn)取樣來(lái)達(dá)到這個(gè)要求。因此，我們可以在教室安裝一個(gè)控制電路，當(dāng)亮度達(dá)到一定程度的時(shí)候，使得教室里面和宿舍里面日光燈將無(wú)法啟動(dòng)。 在教室圖書館，很多時(shí)候日光燈白天也亮著，在宿舍里面，日光燈經(jīng)常是晝夜不息，同學(xué)們對(duì)這種浪費(fèi)已經(jīng)麻木不仁了。因?yàn)楣饷羧龢O管由于還具有放大作用，因此應(yīng)用比二極管更加廣泛。光敏晶體 管就是一種重要的衍生物。半導(dǎo)體就像 一個(gè)開(kāi)關(guān)，可以通過(guò)導(dǎo)通與截止來(lái)控制電路。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有 PNP 型和 NPN 型兩種類型。發(fā)射極箭頭向外。 發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的 PN 結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的 PN 結(jié)叫集電極。 光敏三極管 通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體二極管和三極管的學(xué)習(xí)，我了解了晶體管的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。紅外線熱釋電傳 感器對(duì)于徑向移動(dòng)反應(yīng)最不敏感 , 而對(duì)于橫切方向 (即與半徑垂直的方向 )移動(dòng)則最為敏感 .。紅外線熱釋電傳感器也不要安裝在有強(qiáng)氣流活動(dòng)的地方 [7]。 紅外線熱釋電傳感器和被探測(cè)的人體之間不得間隔家具、大型盆景、玻璃、窗簾等其 他物體。正確的安裝應(yīng)滿足下列條件： 紅外線熱釋電傳感器應(yīng)離地面 2～ 米。 ◆ 環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)和靈敏度明顯下降，有時(shí)造成短時(shí)失靈。缺點(diǎn)是： ◆ 容易受各種熱源、光源干擾 ◆ 被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 優(yōu)點(diǎn)是本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好 。 4)人一旦侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經(jīng)信號(hào)處理而報(bào)警。 3)被動(dòng)紅外探頭，其傳感器包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元。所以熱釋電元件對(duì)波長(zhǎng)為 10 微米左 右的紅外輻射必須非常敏感。紅外感應(yīng)源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生報(bào)警信號(hào) [8]。 人體都有恒定的體溫，一般在 37 度，所以會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng) 10 微米左右的紅外線，被動(dòng)式紅外探頭就是靠探測(cè)人體發(fā)射的 10 微米左右的紅外線而進(jìn)行工作的。 另外一個(gè)器件就是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩種形式，即折射式和反射式。 被動(dòng)式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性： 在自然界，任何高于絕對(duì)溫度（ 零下 273 度）時(shí)物體都將產(chǎn)生紅外光譜，不同溫度的物體，其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。 綜上所述，傳感器只對(duì)移動(dòng)或運(yùn)動(dòng)的人體和體溫近似人體的物體起作用。因此，人體輻射的最強(qiáng)的紅外線的波長(zhǎng)正好落在濾光窗的響應(yīng)波長(zhǎng)（ 7~14um）的中心。人體的正常 體溫為 36~。這正是傳感器的獨(dú)特設(shè)計(jì)之處，因而使得它具有獨(dú)特的抗干擾性 [7]。因?yàn)檫@兩個(gè)小電容是做在同一硅嵇江坤：基于單片機(jī)的房間自動(dòng)照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 晶片上的，而它們形成的等效小電容能自身產(chǎn)生極化，極化的結(jié)果是，在電容的兩端產(chǎn)生極性相反的正、負(fù)電荷。如， SD02 的敏感單元由鋯鈦酸鉛制成； P2288由 LiTaO3 制成。 人體釋熱紅外線傳感器 人體釋熱紅外線傳感器 （及 紅外線熱釋電傳感器 ） 由敏感單元、阻抗變換器和濾光窗等三大部分組成 [7]。軟件系統(tǒng)是微機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序的總稱，人們通過(guò)它對(duì)微機(jī)進(jìn)行控制并與微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，使微機(jī)按照人的意圖完成預(yù)定的任務(wù)。其中運(yùn)算器和控制器一般做在一個(gè)集成芯片上，統(tǒng)稱中央處理單元（ Central Processing Unit） [2]，簡(jiǎn)稱 CPU，是微機(jī)的核心部件 。 單片機(jī)由硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成。因此一塊芯片就構(gòu)成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。 電力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 硬件設(shè)備的應(yīng)用 單片機(jī)的應(yīng)用技術(shù) 電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，促進(jìn)微型計(jì)算機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，單片機(jī)（單片微型計(jì)算機(jī)）的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門和領(lǐng)域，它起到了越來(lái)越重要的作用。 手動(dòng) /自動(dòng) （ 1）自動(dòng) A 全關(guān) B 開(kāi) 2 盞燈 C 開(kāi) 3 盞燈 （ 2）手動(dòng) A 全關(guān) B 開(kāi) 1 盞燈 C 開(kāi) 2 盞燈 D 開(kāi) 3 盞燈 本章小結(jié) 本章 主要從系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)性能指標(biāo)及技術(shù)要求三方面對(duì)所研究的照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架和性能進(jìn)行了闡述，該系統(tǒng)由一個(gè)主控制器與若干個(gè)分控制器組成。 系統(tǒng)性能指標(biāo)及技術(shù)要求 首先單片機(jī)通過(guò)按鈕 1 判定是自動(dòng)還是手動(dòng)，若是自動(dòng)則人體存在信號(hào)采集電路和光敏三極管采光電路先后工作判定室內(nèi)是否有人，和室內(nèi)關(guān)照度，單片機(jī)再?zèng)Q定是否開(kāi)燈，開(kāi)幾盞燈。 系統(tǒng)在單片機(jī)的控制之下完成數(shù)據(jù)的