【正文】 EA /VP：當(dāng) EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 ：單片機(jī)引腳圖 STC89C52RC 引腳圖見圖 ：產(chǎn)品特點(diǎn) HCSR501 是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制模塊 ，采用德國原裝進(jìn)口 LH1778 探頭設(shè)計(jì)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)。 （ 2）兩種觸發(fā)方式： a:不可重復(fù)觸發(fā)方式：感應(yīng)輸出高電平后延時(shí)一段時(shí)間，延時(shí)結(jié)束后輸出低電平。 圖 ： STC89C52RC 引腳圖 :HCSR501 介紹 （ 3）具有封鎖時(shí)間：模塊感應(yīng)人體后一段時(shí)間內(nèi)不接受任何信號(hào)（默認(rèn) ），此功能可以實(shí)現(xiàn)感應(yīng)輸出時(shí)間和封鎖時(shí)間兩者的間隔工作，有利于抑制各種干擾信號(hào)。 ：工作原理 HCSR501 由 LH1778 熱釋電紅外傳感器和 BISS0001 組成，LH1778 通過目標(biāo)與背景的溫差來探測目標(biāo)，其工作原理是利用熱釋電效應(yīng)，即在鈦酸鋇一類晶體的上、下表面設(shè)置電極，在上表面覆以黑色膜，若有紅外 線間歇地照射，其表面溫度上升△ T，其晶體內(nèi)部的原子排列將產(chǎn)生變化，引起自發(fā)極化電荷，在上下電極之間產(chǎn)生電壓△ U。 熱釋電紅外傳感器內(nèi)部由光學(xué)濾鏡、場效應(yīng)管、紅外感應(yīng)源 (熱釋電元件 )、偏置電阻、 EMI 電容等元器件組成。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)。 圖 : 組合電路 圖 ： HCSR501 實(shí)物圖 .： PCF8591 的介紹 ： PCF8591 簡介 PCF8591 是一個(gè)單片集成、單獨(dú)供電、低功耗、 8bit CMOS數(shù)據(jù)獲取器件。 PCF8591 的 3 個(gè)地址引腳 A0, A1 和 A2 可用于硬件地址編程，允許在同個(gè) I2C 總線上接入 8 個(gè) PCF8591 器件，而無需額外的硬件。 ：功能 PCF8591 的功能包括多路模擬輸入、內(nèi)置跟蹤保持、 8bit 模數(shù)轉(zhuǎn)換和 8bit 數(shù)模轉(zhuǎn)換。本設(shè)計(jì)利用 PCF8591 的模數(shù)轉(zhuǎn)化功能，將采集的模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)以便進(jìn)行光強(qiáng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。 A0～ A2：引腳地址端。（ ～ 6V） SDA、 SCL： I2C 總線的數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線。 EXT：內(nèi)部、外部時(shí)鐘選擇線，使用內(nèi)部時(shí)鐘時(shí) EXT 接地。 AOUT： D/A 轉(zhuǎn)換輸出端。 該芯片的引腳圖如圖 圖 ： PCF8591 ：總線收發(fā)器 74HC245 介紹 ： 74HC245 簡介 74HC245 是方向可控的八路緩沖器，主要用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)總線的雙向異步通信。當(dāng)主控芯片與受控設(shè)備之間需要實(shí)現(xiàn)雙向異步通信時(shí)，自然就得選用雙向的八路緩沖器了， 245 就是面 向這種需求的。本次設(shè)計(jì)中運(yùn)用這個(gè)芯片做驅(qū)動(dòng)電路。 第 2~9 腳“ A”信號(hào)輸入輸出端， A0=B0， A7=B7， A0 與 B0是一組，如果 DIR=“ 1” OE=“ 0”則 A1 輸入 B1 輸出，其他類同。 第 11~18 腳“ B”信號(hào)輸入輸出端，功能與“ A”端一樣，不再描述。 第 10 腳 GND，電源地。 引腳圖如圖 ：紅外接收探頭 HS0038 的介紹 紅外接收探頭，接收紅外信號(hào)頻率為 38kHz，周期約 26μ s，在本次設(shè)計(jì)中作為紅外遙控的接收裝置，實(shí)物圖見圖 圖 ： 74HC245 圖 ： HS0038 第 3 章：設(shè)計(jì)思想及硬件電路設(shè)計(jì) ：設(shè)計(jì)思想 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī) STC89C52RC 的紅外感光智能 LED 臺(tái)燈，人體感應(yīng)部分的核心模塊是 HCSR501，當(dāng)人體靠近時(shí)該模塊輸出高電平，沒人時(shí)則輸出低電平，當(dāng)單片機(jī)檢測到人體信號(hào)時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)調(diào)光功能，無人時(shí)則關(guān)閉自動(dòng)調(diào)光環(huán)節(jié)。從而實(shí)現(xiàn)臺(tái)燈的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。 ：單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ：單片機(jī)最小系統(tǒng)組成 單片機(jī)最小系統(tǒng)由單片機(jī)，電源電路，晶振電路 ，復(fù)位電路四部分組成。 ：電源電路 電源信號(hào)為 5V，取自 USB 界面， USB 插座為 A 型，設(shè)計(jì)電路圖如圖 。 ：復(fù)位電路 復(fù)位電路有上電復(fù)位和按鍵手動(dòng)復(fù)位兩種。在時(shí)鐘電路工作后，在 RST 端連續(xù)給出兩個(gè)機(jī)器周期的高電平就可完成復(fù)位操作。其持續(xù)時(shí)間取決于 RC 電路的時(shí)間常數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。 圖 ：晶振電路 圖 ：復(fù)位電路 ： HCSR501 模塊電路 人體輻射的紅外線中心波長為 9～ 10um，而熱釋電紅外線傳感器的波長靈敏度在 ～ 20um 范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變，所以實(shí)際系統(tǒng)中常采用的是熱釋電紅外線傳感器。由于 HCSR501 輸出端直接接單片機(jī) I/O 口會(huì)有干擾，因此在此搭建一個(gè)三極管電路，從而消除干擾。 圖 ： HCSR501 電路 該電路具體分析如下：當(dāng)檢測到有人靠近時(shí)， OUT 輸出高電平 1，未檢測到時(shí)輸出低電平 0，當(dāng) OUT 為 1 時(shí)，三極管導(dǎo)通，hw 為 0，當(dāng) OUT 為 0 時(shí)，三極管沒有導(dǎo)通， hw 為 1，即檢測到有人時(shí)單片機(jī)口接收到低電平，反之接收到高電平。若在延時(shí)時(shí)間內(nèi)檢測到人體動(dòng)作，則重新進(jìn)入延時(shí)。 圖 ：檢測流程圖 檢測 開始 人體動(dòng)作？ 進(jìn)入調(diào)光模塊， 延時(shí)一段時(shí)間，并在 這段時(shí)間內(nèi)不斷檢測 ：調(diào)光模塊電路 調(diào)光電路由一個(gè)光敏電阻和 PCF8591 芯片組成，光敏電阻的型號(hào)選用 5516，該模塊的基礎(chǔ)是光敏電阻具有光照越強(qiáng)，電阻越小的特性，采集光 敏電阻一端的電壓值，將此電壓值送入PCF8591，通過 AD 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)范圍為 0~0XFF 。數(shù)據(jù)寫入和數(shù)據(jù)讀取過程都是通過SCL（時(shí)鐘總線）和 SDA(數(shù)據(jù)總線）實(shí)現(xiàn)的。 圖 ：調(diào)光模塊電路圖 IIC 總線協(xié)議最重要的是起始信號(hào)，終止信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。 （ 1）起始信號(hào) :在時(shí)鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線出現(xiàn)由高電平向低電平變化時(shí)啟動(dòng) IIC 總線。 (3) 應(yīng)答信號(hào) :應(yīng)答信號(hào)在第 9 個(gè)時(shí)鐘位上出現(xiàn)，接收器輸出低電平為應(yīng)答信號(hào) (A)，輸出高電平則為非應(yīng)答信號(hào) (/A)。 起始信號(hào)，終止信號(hào)時(shí)序圖如圖 所示，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖如圖 所示。紅外發(fā)射電路如圖 所示，很顯然，當(dāng) TXD1=0 時(shí)，數(shù)據(jù)將被發(fā)射出去。 圖 ：起始信號(hào)，終止信號(hào)時(shí)序圖 圖 ：數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序圖 圖 ： 紅外發(fā)射電路 圖 ： 紅外遙控電路 ：發(fā)光電路的設(shè)計(jì) 發(fā)光電路圖如圖 （ a),(b),(c)所示。為了保護(hù)脆弱的主控芯片，通常在主控芯片的 并行界面 與外部受控設(shè)備的 并行界面 間添加 緩沖器 。常見于同并口液晶屏、 并口打印機(jī) 、并口 傳感器或通訊模塊等設(shè)備的界面上。由電路圖可知，當(dāng)單片機(jī)上 A0~A3 或者 D0~D3 上任意一個(gè) I/O口為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的 LED 就會(huì)導(dǎo)通。 ： PCF8591 的 A/D 轉(zhuǎn)化的實(shí)現(xiàn) ： PCF8591 程序介紹 PCF8591 程序是基于 IIC 協(xié)議的通信程序，它分為讀與寫兩個(gè)部分。 :iicstart 程序 iicstart 的時(shí)序圖如圖 所示，由時(shí)序圖可知，當(dāng) SCL 為高點(diǎn)平時(shí)， SDA 由高電平到低電平的跳變?yōu)槠鹗夹盘?hào)，且對(duì)高低電平持續(xù)時(shí)間有要求，具體過程如下： SDA=1， SCL=1，延時(shí) 5us，SDA=0， SCL=0，延時(shí) 5us。 圖 ： iicstop 時(shí)序圖 ： iicsendbyte 程序 SDA 上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須在 SCL 為高電平期間保持穩(wěn)定，只有當(dāng) SCL=0 時(shí) SDA 允許變化，由 IIC 協(xié)議知，寫數(shù)據(jù)總是先寫入高位，最后寫入低位。處理器發(fā)完 8bit數(shù)據(jù)后就不再驅(qū)動(dòng)總線了（ SDA引腳變輸入），而 SDA 和 SDL 硬件設(shè)計(jì)時(shí)都有上拉電阻，所以這時(shí)候 SDA 變成高電平。其時(shí)序圖如圖 所示。 ：非應(yīng)答信號(hào) ACK 在讀程序結(jié)束時(shí)設(shè)備發(fā)出非應(yīng)答信號(hào)（ ACK=1)，表明讀取結(jié)束。 圖 ： 應(yīng)答信號(hào)時(shí)序圖 圖 ：非 應(yīng)答信號(hào)時(shí)序圖 ： iicreadbyte 程序 iicresadbyte 和 iicwritebyte 一樣，也是從高位先讀取數(shù)據(jù)，最后讀低位。該地址包括固定部分和可編 程部分。 IIC 總線協(xié)議中地址必須是起始條 件 后作為第一個(gè)位元組發(fā)送。 如圖 所示，由于 A0， A1，A2 都接地，即都為 0，寫的時(shí)候最后一位為 0，即寫數(shù)據(jù)時(shí)寫的第一個(gè)位元組為 0X90。 控制寄存器的高半字 節(jié)用于允許模擬輸出，和將模擬輸入編程為單端或差分輸入。如果自動(dòng)增量（ autoincrement）標(biāo)志置 1，每次 A/D 轉(zhuǎn)換后通道號(hào)將自動(dòng) 增加。 這要求內(nèi)部振蕩器持續(xù)運(yùn)行， 因此要防止振蕩器啟動(dòng)延時(shí)的轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤結(jié)果。 選擇一個(gè)不存在的輸入通道將導(dǎo)致分配最高可用 的通道號(hào)。兩個(gè)半字節(jié)的最高有效位（即 bit 7 和 bit 3）是留給未來 的功能，必須設(shè)置為邏輯 0。 D/A 轉(zhuǎn)換器和振蕩 器在節(jié)能時(shí)被禁止。 其控制字的各個(gè)位如圖 所示，其中 D0， D1 是通道選擇位，本設(shè)計(jì)選擇 01， D2 為增量允許位，為1 時(shí)，每對(duì)一個(gè)通道轉(zhuǎn)換后自動(dòng)切換到下一個(gè)通道進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為 0是不進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 圖 ：地址 圖 ：控制字 ：讀數(shù)據(jù) readIIC 由上可知地址的讀寫方式和控制字的讀寫方式，讀數(shù)據(jù)的第一個(gè)位元組寫入 0X91，然后是讀取數(shù)據(jù)。 NEC 編碼的一幀由引導(dǎo)碼，地址碼，地址反碼，數(shù)據(jù)碼，數(shù)據(jù)反碼組成，如圖 所示，把地址碼和數(shù)據(jù)碼取反的作用是加強(qiáng)數(shù)據(jù)的正確性。 當(dāng)一個(gè)鍵按下超過 36ms，振蕩器使芯片啟動(dòng)，將發(fā)射一組 108ms 的 編碼脈沖 ,這 108ms 發(fā)射代碼由一個(gè)引導(dǎo)碼 ,低 8 位地址碼（ 9ms~18ms） ,高 8 位地址碼（ 9ms~18ms） ,8 位數(shù)據(jù)碼（ 9ms~18ms）和這 8 位數(shù)據(jù)的反碼（ 9ms~18ms）組成。實(shí)際上人手的動(dòng)作是很慢的，即使你快速的按下按鍵，可能對(duì)于芯片來說還是超過 108ms，所以如何處理連發(fā)碼是很關(guān)鍵的 。這種遙控碼具有以下特征：采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “0”；以脈寬為 、間隔 、周期為 的組合表示二進(jìn)制的 “1”，其波形如圖 所示。 ：地址碼和數(shù)據(jù)碼 地址碼的作用是識(shí)別不同的遙控器，而數(shù)據(jù)碼則是指按鍵的鍵碼，值得注意的是，在 HS0038 接收端所有的碼都是以反碼形式接收到，例如引導(dǎo)碼在 HS0038 接收端為 9ms 低電平 + 高電平，如圖 所示。應(yīng)用定時(shí)器的時(shí)候我們必須設(shè)定有關(guān)的寄存器，其中 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器模式控制寄存器 TMOD是一個(gè)逐位定義的 8位寄存器，各個(gè)數(shù)據(jù)位如圖 所示。 各個(gè)位的定義與置位如下： GATE=1 時(shí) ，與 門的輸出信號(hào) K 由 INTx 輸入電平和 TRx 位的狀態(tài)一起決定 (即此時(shí) K=)，當(dāng)且僅當(dāng)TRx=1,INTx=1(高電平 )時(shí)，計(jì)數(shù)啟動(dòng)；否則，計(jì)數(shù)停止 。 GATE=0 時(shí)，或門輸出恒為 1，與門的輸出信號(hào) K 由 TRx 決定 (即此時(shí) K=TRx)，定時(shí)器不受 INTx 輸入電平的影響，由 TRx直接控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止 ，本設(shè)計(jì)選 GATE=0。 當(dāng) TR1=1,啟動(dòng)定時(shí)器 T1。 C/T=1 時(shí)為 計(jì)數(shù)功能 : 加 1 計(jì)數(shù)器對(duì)來自輸入引腳 T0()和 T1()的外信號(hào)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，每來一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器加 1，直到計(jì)時(shí)器 TFx 滿溢出 。 M1， M0：方式選擇，當(dāng) M1=M0=0 時(shí)為 13 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，此時(shí)為方式 0。當(dāng) M1=1， M0=0 時(shí)為自動(dòng)重裝 8 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，此時(shí)為方式 2。在這里選擇方式 1。 圖 ： TMOD 寄存器 TCON 是定時(shí)器控制寄存器，如圖 所示。在中斷回應(yīng)完成后轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)時(shí)，再由硬件自動(dòng)清 0。 TF0（ TF1） —— 計(jì)數(shù)溢出標(biāo)志位 當(dāng)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生計(jì)數(shù)溢出時(shí)，此位由硬件置 1。計(jì)數(shù)溢出的標(biāo)志位的使用有兩種情況：采用中斷方式時(shí)，作中 斷請(qǐng)求標(biāo)志位來使用；采用查詢方式時(shí)，作查詢