【正文】 ........................................................................ 12 人體存在傳感器的優(yōu)缺點 ........................................................................... 12 數(shù)據(jù)采集軟件的實現(xiàn) ................................................................................... 12 時鐘模塊 ............................................................................................................. 13 數(shù)據(jù)輸入輸出 ............................................................................................... 13 時鐘程序設計 ............................................................................................... 14 顯示 驅(qū)動模塊 ..................................................................................................... 16 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 ............................................................................. 18 單片機系統(tǒng)調(diào)試方法及步驟 ............................................................................. 18 主要問題分析 ..................................................................................................... 19 第五章 總結(jié)與展望 ..................................................................................................... 21 總結(jié) ..................................................................................................................... 21 展望 ..................................................................................................................... 21 致 謝 ..............................................................................................錯誤 !未定義書簽。其輸入?yún)?shù)主要是人體存在信號和環(huán)境光強度信號等外界因素。 教室燈光控制器一般安裝在教室內(nèi)避開電燈直射的位置，且人體傳感器安置時應使人體活動方向與人體傳感器中兩個熱釋電元連線方向垂直，這樣可使人體存在信號采集更加靈敏、可靠，同時還要盡可能避免外界風直接吹向人體傳感器。在自然環(huán)境光較強光線足夠時，無論人是否存在，都不開燈；在自然環(huán)境光較弱時，有人存在且超過一定時間，控制器自動打開電燈，直到人離開后再 延時一定時間后關(guān)燈。 所研究的教室燈光控制器主要是由硬件和軟件兩大部分組成。而軟件部分，是對硬件端口所體現(xiàn)的信號，加以采集、分析、處理，最終實現(xiàn)控制器所要實現(xiàn)的各項功能，達到設計目的。 圖 21 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖 環(huán)境光模塊采用光敏 三極管 來檢測環(huán)境光的強度，有光照時，電阻減小，隨著光照強度的減弱，電阻逐漸增大，把光信號轉(zhuǎn)化成電信號，實現(xiàn)對光強度的檢測。 硬 件時鐘模塊采用具有充電能力的低功耗，具有臨時性存放數(shù)據(jù)的 RAM 寄存器的實時時鐘芯片 DS1302。 系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲及故障保護部分由 X5045 組成， X5045 是一種串行通訊的 512字節(jié) EEPROM，同時兼有看門狗和電源監(jiān)控功能鍵盤模塊。 系統(tǒng)主控電路 本系統(tǒng)的主控模塊采用 AT89S51 作為主控芯片，它是一種低功耗， 8 位 CMOS工藝處理器，具有 8K 在線可編程 Flash 存儲器，片內(nèi)的 Flash 可多次編程，為在線編程提供了方便。該芯片的主要特征見如表 ： AT89S51 單 片 機 最 小 系 統(tǒng) 熱釋紅外傳感器 環(huán)境光采集電路 超時報警模塊 按鍵電路 數(shù)碼管顯示模塊 看門狗模塊 時鐘模塊 EEPROM 存儲器模塊 第二章 系統(tǒng)控制模塊的硬件設計 3 表 AT89S51主要特征 單片機最小系統(tǒng)如圖 22 所示： 圖 22 單片機最小系統(tǒng) (1) 40（ Vcc） 20（ GND）腳間的電壓應有 5V 。 (4) 31 腳 （ EA）與 20 引腳（ GND）間電壓為 5V 。本設計采用輸出電壓為 9V的變壓器。 . AT89S51 引腳 外圍器件引腳 說明 P0. 0P0. 7 ULN2803 數(shù)碼管段碼驅(qū)動接口 P2. 0P2. 7 PNP9012 基極 數(shù)碼管段碼驅(qū)動接口 P1. 0 X5045SI X5045 串行輸入端 P1. 1 X5045SCK X5045 串行時鐘端 P1. 2 X5045CS X5045 片選端 P1. 3 X504550 X5045串行輸出端 P1. 4 工作狀態(tài)指示燈 P1. 5 DS1302CLK DS1302時鐘線 DS1302I/O DS1302數(shù)據(jù)線 P1. 7 DS1302RST DS1302復位線 P3. 0 P3. 1 數(shù)據(jù)采集輸入端 P3. 3 人體存在傳感 器輸出信號端 P3. 4 超時報警信號輸入端 P3. 7 光敏三極管輸入信號端 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 4 圖 23 系統(tǒng)供電電路 數(shù)據(jù)采集電路 教室的環(huán)境光強度和人體存在與否是系統(tǒng)主要的輸入?yún)?shù)，因此教室中的環(huán)境光照強度和人體存在成為系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的主要對象。此外，人體存在傳感器要求靈敏度高，可靠性強。采用的光敏三極管除了具有光敏二極管將光信號轉(zhuǎn)化為電信號的功能外，還具有對電信號的放大功能。光敏三極管具有靈敏度高，體積小，工作電壓低，工作電流小，發(fā)光均勻穩(wěn)定，響應速度快，壽命長等特點。當環(huán)境光照強度大于一定程度時，光敏三極管 D6 呈現(xiàn)低阻狀態(tài) ≤1KΩ，三極管 Q12 的基極電壓升高， Q12 管飽和導通，集電極輸出低電平。其中調(diào)節(jié) R26 阻值，可使三極管 Q12 受環(huán)境光強度影響在適當?shù)牧炼认聦??；诩t外線技術(shù)的自動控制產(chǎn)品，靈敏度高，可靠性強，廣泛應用 于各類自動感應電器中。其硬件連接如圖 25。 兩種觸發(fā)方式： ：即感應輸出低電平后，延時時間段一結(jié)束，輸出將自動從低電平變?yōu)楦唠娖剑?：即感應輸出低電平后，在延時時間段內(nèi)，如果有人體在其感應范圍內(nèi)活動，其輸出將一 直保持低電平，直到人離開后至延時結(jié)束，低電平跳變?yōu)楦唠娖剑ǜ袘K檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點 ). 具有感應封鎖時間：感應模塊在每一次感應輸出后，待延時時間一結(jié)束，可以緊跟著設置一個封鎖時間段，在此時間段內(nèi)感應器不接受任何感應信號。 (此時間可設置在零點幾秒 — 幾十秒鐘 )。 第四章 系統(tǒng)調(diào)試運行及問題分析 6 系統(tǒng)時鐘電路 根據(jù)教室燈光使用特性，該系統(tǒng)還應受到時間的控制，因此本研究還加入硬件時鐘電路以保證系統(tǒng)的智能化運行。此芯片采用的是串行通信方式，還可為掉電保護電源提供充電功能，也可以將此功能關(guān)閉。 DS1302 只需三根線即可與單片機進行通信，體積小，使用簡單，時鐘精度較高，滿足系統(tǒng)的要求，其引腳圖如圖 26 所示。當 Vcc2Vcc1+ 時 ，由 Vcc2 向 DS1302供電，當 Vcc2 Vcc1 時，由 Vcc1 向 DS1302 供電。 DS1302 與單片機接口電路連接如圖 27，其中 Vcc2 外接 可充電的鋰電池，為 DS1302 的備用電源。 DS1302 由 Vcc1 和 Vcc2 兩者中較大者供電。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。時鐘輸入端 SCLK接單片機 ，進行時鐘控制。開機時，單片機初始化后的 、 為高電平，三極管截止，所以開機后繼電器始終 處于釋放狀態(tài)。繼電器的輸出端并聯(lián) 100 歐的電阻和 6800 皮法電容，目的是避免繼電器吸合與釋放期間產(chǎn)生火花。 圖 28 繼電器驅(qū)動電路 超時報警電路 本系統(tǒng)采用的超時報警電路如圖 29 所示。當 端口為低電平，即基極為低電平時，三極管導通，驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音，以示教室燈工作超時。本系統(tǒng)采用超時報警電路方便了管理人員對教室燈的管理，能夠科學、有效地管理教室電燈。按鍵的輸入信號分別接到 ， ， ，用二極管和與門電路將按鍵信號引到外中 斷 0 的引腳 。當按鍵未按下時， — 端口的電壓接近電源電壓，為高電平，當某一按鍵按下時，對應端口被按紐開關(guān)短接到地，為低電平。鍵盤工作方式采用中斷掃描方式，