【正文】 4型硅整流二極管。 R采用 RTX1/8W 型碳膜電阻器。將本機(jī)放置到暗處， LED 即亮，放置到亮處，LED 即滅。本機(jī)可作為停電備用燈，當(dāng)然也可以應(yīng)用到其它場(chǎng)合，請(qǐng)讀 9 者朋友根據(jù)需要自行擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域。焊接時(shí)注意，各元件引腳均套上電工用絕緣套管，以免在使用過(guò)程中發(fā)生短路故障。此開(kāi)關(guān)只要 元器件質(zhì)量保證，焊接無(wú)誤，無(wú)須調(diào)試便可投入使用。實(shí)際安裝時(shí)，只需把開(kāi)關(guān)的兩個(gè)接線(xiàn)端 X X2不分順序串入電燈相線(xiàn)（火線(xiàn)）一側(cè)回路即行。 光控電子開(kāi)關(guān)，它的 “ 開(kāi) ” 和 “ 關(guān) ” 是靠可控硅的導(dǎo)通和阻斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而可控硅的導(dǎo)通和阻斷又是受自然光的亮度（或人為亮度）的大小所控制的。 工作原理：電路如上圖所示， 220V 交流電通過(guò)燈泡 H及整流全橋后，變成直流脈動(dòng)電壓，作為正向偏壓，加在可控硅 VS及 R支路上。此時(shí)流過(guò)燈泡 H的電流 ≤, 燈泡 H不能發(fā)光。夜晚，亮度小于一定程度時(shí)，光敏二極管 D 呈現(xiàn)高阻狀態(tài) ≥10 0KΩ ，使三極管 V 正向?qū)?，發(fā)射極約有 的電壓，使可控硅 VS 觸發(fā)導(dǎo)通，燈泡 H 發(fā)光。 安裝與調(diào)試：安裝時(shí)，將裝焊好的印制板放入透明塑料盒內(nèi)并固定好，將它與受控電燈 H串聯(lián)，并讓它正對(duì)著天幕或房子采光窗前較明亮的空間，避免 3米以?xún)?nèi)夜間燈光的直接照射。 11 第 4 章 光電可逆計(jì)數(shù)器 光電技術(shù)已滲透到許多科學(xué)領(lǐng)域 , 并得到迅猛發(fā)展。 光電陰極的光電倍增管和第 3 代微光像增強(qiáng)器件的實(shí)用化 , 超大規(guī)模的 CCD 面陣的固體攝像器件已在工業(yè)和民用領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用 , 在熱成像光電中的紅外焦平面技術(shù)的應(yīng)用等等。 在動(dòng)態(tài)測(cè)試中測(cè)試元件需正反兩個(gè)方面移動(dòng) ,利用可逆計(jì)數(shù)器 , 對(duì)一個(gè)方向移動(dòng)的信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算 , 而對(duì)相反方向移動(dòng)的信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算 , 從而實(shí)現(xiàn)了可逆計(jì)數(shù)器。 圖 41 光電可逆計(jì)數(shù)器系統(tǒng)原理框圖 1) 接收電路。 2) 放大電路。 3 ) 波形整形電路?；谟?jì)數(shù)器工作時(shí)鐘脈沖需要高低相間的電平 , 然而 , 經(jīng)過(guò)光電二極管又經(jīng)放大的電壓信號(hào)是正弦曲線(xiàn) , 所以電壓比較器在此的作用非常重要。這是整個(gè)裝置的核心部分。若產(chǎn)生進(jìn)位溢出則輸入到下一個(gè)計(jì)數(shù)單元 , 從而又產(chǎn)生一個(gè)高位 4 位二進(jìn)制數(shù)。將計(jì)數(shù)器輸出的二進(jìn)制數(shù)譯成 7 段顯示碼信號(hào)。接收七段顯示碼信號(hào)觸動(dòng)數(shù)碼管各端顯示出所計(jì)脈沖個(gè)數(shù)的數(shù)字。對(duì)計(jì)數(shù)器的工作產(chǎn)生置位與復(fù)位 , 復(fù)位讓計(jì)數(shù)器的各輸入端清除原來(lái)的狀態(tài)為 “0” 狀態(tài)。 在數(shù)字電路的家族中 , CMO S 系列產(chǎn)品取得了引人注目的發(fā)展。從電子手表的選擇到生產(chǎn)線(xiàn)的自動(dòng)控制 , 其應(yīng)用愈來(lái)愈廣。 接收電路 其主體就是一個(gè)光電探測(cè)器 , 光電探測(cè)器有兩類(lèi) , 真空光電器件與固體光電器件。對(duì)于大多數(shù)微弱信號(hào)的檢測(cè) , 須接放大電路。兩者的典型連接方式有 3 種 : 電流放大型 , 電壓放大型 ,阻抗放大型。 13 圖 42 電壓放大型 IC變換電路 硅光電二極管的正端接在運(yùn)算放大器的同相端 , 運(yùn)算放大器的漏電流比暗電流多 , 有很高的輸入阻抗。 V A = (R 1+ R 2)246。本文選擇硅光電二極管 , 由于干涉 條紋寬為 1 cm , 而所設(shè)計(jì)的探測(cè)器窗口需要 0. 5 cm 2 cm. 所以選硅光電二極管S1337233BR , 其暗電流小于 25 pA. 放大整形電路 Lm 393 是低功耗的雙電壓比較器 ,Lm 339 是低功耗四電壓比較器。 計(jì)數(shù)器 CMOS 計(jì)數(shù)器種類(lèi)繁多 , 其中 , 只有 CC40192是 雙時(shí)鐘可預(yù)置數(shù)的十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器。 14 b. 計(jì)數(shù)單元是由與非門(mén)組成的 T 型觸發(fā)器 , 由脈沖的下降沿來(lái)觸發(fā) , 而對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)說(shuō)則是在 CPu 或 CPd 的上升沿觸發(fā)來(lái)翻轉(zhuǎn)的 。 d. 進(jìn)位輸出 QC0和借位輸出 QB0與時(shí)鐘脈沖同步 , 其輸出脈沖寬度與CP 的低電平寬度相同 。根據(jù) CC40192 的波形圖結(jié)合它的功能如表 41所示。作減計(jì)數(shù)時(shí) , CPu 端為高電平 , 時(shí)鐘脈沖由 CPd端輸入 , 在上升沿的作用下 , 計(jì)數(shù)器做減量計(jì)算。清零時(shí) , 只要在 C0 端加上高電平或正脈沖 , 則各輸出端 Q 1～ Q 4 全部 為 “0” 電位。它具有四位鎖存器 , 鎖存器在選通信號(hào) L d 為 “1” 時(shí)輸入數(shù)據(jù) ,L d 為 15 “0” 時(shí)鎖存。 電源的制作 根據(jù)在給器件選擇型號(hào)時(shí)對(duì)其參數(shù)的了解 , 整個(gè)電路對(duì)電源的要求如下： a. CMO S 器件所須單電源電壓應(yīng)在 3～ 18 V ,雙電源電壓應(yīng)在 177。 b. 電源供電電流約 100 mA。 d. 電源供電電壓穩(wěn)定 , 工作電壓的容許誤差約 0. 5 % . 為了滿(mǎn)足以上條件 , 采用 18 V , 2W 的變壓器 , 通過(guò) 3A 的全波整流電橋再經(jīng)過(guò)7815 穩(wěn)壓管后 , 輸出 + 15 V 的電壓。電路圖見(jiàn)圖 43. 圖 43 電源電路圖 光信號(hào)的放大整形電路制作 干涉條紋經(jīng)過(guò)計(jì)數(shù)器的光電探測(cè)器時(shí)產(chǎn)生的電信號(hào)太微弱 , 而且不是脈沖信號(hào) , 即不能按比較器工作也不能對(duì)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生計(jì)數(shù)信號(hào)。但是 , 16 放大多少倍呢 ?這取決于計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖信號(hào)大小的要求及微弱電信號(hào)的大小。mW , 干涉條紋寬為 1cm , 設(shè)探測(cè)器窗口為 2 cm 0. 25 cm. 所以經(jīng)光電二極管產(chǎn)生的光信號(hào)大小為 Ioc= 0. 51246。然后接一個(gè) R L = 10 k8 的負(fù)載電阻將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào) 15 LA 10 k8 = 150 mV. 放大 50 倍后為 7. 5 V 左右 , 而其最大值約為 12 V ,正好符合計(jì)數(shù)器各項(xiàng)參數(shù)的要求 [4]。只要代表低位的 CC40192的 C0端和高位的 CC40192 的CP+ 端相連 ,低位的 B0輸出端和高位的 CP 端相連就可以了 [4]。應(yīng)用廣泛和成熟的各種計(jì)數(shù)器都是利用 CMOS 集成電路塊制成的。光電可逆計(jì)數(shù)器用途很廣 ,最典型的應(yīng)用是在物理學(xué)科中對(duì)干涉條紋的計(jì)數(shù)。 18 第 5章 LED顯示屏及轉(zhuǎn)換 LED的優(yōu)點(diǎn) 現(xiàn)在的照明應(yīng)用 LED，具有普通照明所需的亮度、效率、使用壽命、色溫以及白點(diǎn)穩(wěn)定性。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣， 亮度高，壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成 為眾多顯示媒體以及戶(hù)外作業(yè)顯示的理想選擇。 LED 點(diǎn)陣電子顯示屏 目前大多數(shù)的 LED 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)自帶字庫(kù)。而實(shí)際上經(jīng)常會(huì)遇到一些特殊要求的動(dòng)態(tài)顯示，比如電梯運(yùn)行中指示箭頭的上下移動(dòng)、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中 廠(chǎng)家的商標(biāo)顯示等。 另外，由于受到存儲(chǔ)器本身的局限，其特殊字符或圖案也往往難以 19 顯示，同時(shí)顯示內(nèi)容也不能隨意更改。該方法可以對(duì)顯示內(nèi)容（包括漢字和特殊圖符）進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)諸如閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等多種動(dòng)態(tài)顯示效果。另外，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的 RS232／ 485 轉(zhuǎn)換模塊還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。而上位機(jī)（ PC 機(jī)）與單片機(jī)顯示控制部分的接口為標(biāo)準(zhǔn) RS232 通訊方式。 圖 51 LED顯示屏控制電路 具體的 LED 顯示屏控制電路如圖 51所示。該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示 10 個(gè)漢字，需要 40 個(gè) 88 LED 點(diǎn)陣模塊，可組成 16 160 的矩形點(diǎn)陣。 該電路的顯示采用逐行掃描方式。然后置行點(diǎn)陣選通端 P1． 3為 1，即置行移位寄存器的 D為高電平， STR 使能（所有 4094 的 OE 引腳接＋ 5V 電平 ），從而使列移位寄存器中的數(shù)據(jù)同時(shí)并行輸出以選通該行。需要注意的是，每次只能選通一行 數(shù)據(jù)，即要通過(guò)不斷的逐行掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)漢字或字符的顯示。單片機(jī)一般通過(guò) RS232／ 485 串行接收 PC機(jī)發(fā)出的顯示指采用定時(shí)器中斷方式進(jìn)行行掃描，每次中斷顯示一行，定時(shí)中斷時(shí)間為 ，這樣整屏的刷新率為 50Hz，因而無(wú)閃爍感。因此，本設(shè)計(jì)采用一種 “ 軟定時(shí) ” 方法，即在程序中命名一變量作為 “ 軟定時(shí)器 ” ，以用來(lái)設(shè)定兩次動(dòng)態(tài)顯示的時(shí)間間隔。為保證能夠正常顯示， “ 軟定時(shí)器 ” 的設(shè)定值必須大于 整屏顯示周期。如此循環(huán)計(jì)數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng) 21 態(tài)顯示。 單片機(jī)動(dòng)態(tài)顯示控制 以上提到的靜態(tài)、閃動(dòng)、滾動(dòng)和打字等 4 種顯示方式，實(shí)際上是單片機(jī)定時(shí)中斷程序進(jìn)行行掃描處理的不同方法。 靜態(tài)顯示只需在定時(shí)中斷處理程序中從顯示緩沖區(qū)調(diào)入 相應(yīng)的一行顯示數(shù)據(jù)，然后選中該行即可實(shí)現(xiàn)該行的顯示，如此循環(huán)，便可顯示整個(gè)內(nèi)容。 滾動(dòng)顯示要求需要顯示的內(nèi)容每隔一定時(shí)間向指定方向（這里以從右向左為例）移動(dòng)一列，這樣顯示屏可以顯示更多的內(nèi)容。具體操作方法是： 設(shè)置一個(gè) 顯示緩沖區(qū)，該區(qū)應(yīng)包括兩部分：一部分用來(lái)保存當(dāng)前 LED顯示屏上顯示的 10個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)；另一部分為點(diǎn)陣數(shù)據(jù)預(yù)裝載區(qū)，用來(lái)保 存即將進(jìn)入 LED 顯示屏的 1 個(gè)漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。當(dāng)滾動(dòng)指針移動(dòng)到需要顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的第 1 個(gè)漢字的首地址時(shí)， 顯示緩沖區(qū) LED 顯示區(qū)為空白，而預(yù)裝載區(qū)已保存了第 1個(gè)待顯示漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。（需要注意的是，要確保該操作能 在 的中斷時(shí)間內(nèi)完成。這樣，在一個(gè)掃描周期后，整個(gè)漢字將左移 22 一列，而顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容也同時(shí)更改。當(dāng)下一個(gè)滾動(dòng)到來(lái)時(shí)，滾動(dòng)指針將移動(dòng)到點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的下一個(gè)漢字的首地址，并在 預(yù)裝載區(qū)存入該漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。特殊字符或圖形的顯示與此類(lèi)似，這里不再贅述 打字顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順 序一個(gè)個(gè)的出 現(xiàn)，如同打字的效果。 PC 機(jī)控制程序 a．通訊功能的實(shí)現(xiàn)在 Windows 環(huán)境下，實(shí)現(xiàn) PC 與單片機(jī)的通訊可利用 Windows 的通訊 API 函數(shù)或者利用 VC＋＋（或其它語(yǔ)言）的標(biāo)準(zhǔn)通訊函數(shù)＿ inp、＿ outp 來(lái)實(shí)現(xiàn)。該控件用事件的方式簡(jiǎn)化了對(duì)串口操作的編程，并可設(shè)置串行通信的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，還可對(duì)串口狀態(tài)及串口通信的信息格式 和協(xié)議進(jìn)行設(shè)置。但現(xiàn)在由于采用的是 MSCOMM 控件來(lái)實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)和單片機(jī)之間的通訊，這是一種標(biāo)準(zhǔn)的 10 位串口通信方式，即 8 位標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)位和該數(shù)據(jù)的起始位、停止位各 1位。因此可考慮將單片機(jī)串口設(shè)為工作方式 1，即改為 10位異步接收／發(fā)送方式來(lái)解決 ，其通訊流程如下： 首先發(fā)通信開(kāi)始標(biāo)志，接著發(fā)送需要操作的單片機(jī)系統(tǒng)地址，然后發(fā)送顯示工作命令字，該命令包括 2 個(gè)字節(jié)，前一字節(jié)用于設(shè)定顯示方式和滾動(dòng)方向， 后一字節(jié)則用于設(shè)定顯示速度。該通訊規(guī)約非常簡(jiǎn)便，能夠較好的解決上述問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn) PC 機(jī)與多單 片機(jī)之間的主從式通訊及對(duì)顯示的控制。 漢字字模的提取非常關(guān)鍵，本文的字模數(shù)據(jù)取自 UCDOS 下的字庫(kù)文件 HZK16。對(duì)于特殊字符或圖形點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的提取，簡(jiǎn)便的方法可以先做一個(gè) BMP 文件，然后用一些取模軟件（如字模提取 v2． 1）來(lái)獲得。 b．動(dòng)態(tài)效果模擬顯示。用戶(hù)可以設(shè)定顯示的模式，并調(diào)節(jié)顯示速度，然后在界面上對(duì)顯示效果進(jìn)行預(yù)覽，同時(shí)還可以隨時(shí)修改和設(shè)定參數(shù)，因而十分方便簡(jiǎn)捷 24 為此，可先在界面上描繪出虛擬的 LED 顯示屏，由于實(shí)際的顯示屏為 16016 點(diǎn)陣，故須在界面 上設(shè)定相同的區(qū)域。對(duì)于需要滾動(dòng)的文字，可以將其設(shè)置為位圖格式，暫存于內(nèi)存中，然后利 用 VC 提供的位圖拷貝函數(shù) BitBlt 將位圖復(fù)制到顯示位置。然后在類(lèi) CLEDDlg 的 OnTimer 函數(shù)中調(diào)用該函數(shù)，以實(shí)現(xiàn)文字的滾動(dòng)顯示。 25 第 6 章 結(jié)論 良好 的工作環(huán)境是提高工作效率的一個(gè)必要條件。智能照明控制系統(tǒng)具有開(kāi)關(guān)和調(diào)光兩種控制方法，可以有效地控制照明場(chǎng)所的平均照度值，從而提高照度均勻性。為此，本文設(shè)計(jì)了一種節(jié)能照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于圖書(shū)館的照明，亦可以用于學(xué) 同時(shí)系統(tǒng)能根據(jù)不同的時(shí)間段，人們的不同需要，自動(dòng)調(diào)節(jié)照度 。 因此，這些地方的燈光照明幾乎是從上班開(kāi)始直到下班為止，不管這些地方是否有人，也不管有多少人。顯然這種照明方式，從照明的角度上來(lái)說(shuō)是非節(jié)能的；從人的角度來(lái)看，根本不 能滿(mǎn)足人的基本的照明要求。 閱覽室智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過(guò)使用光度傳感器，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，光電可逆計(jì)數(shù)器統(tǒng)計(jì)閱覽室的人數(shù)，并根據(jù)光度傳感器傳過(guò)來(lái)的電信號(hào)控制閱覽室亮燈的個(gè)數(shù)。 閱覽室智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的，通過(guò)智能照明減少了閱覽室工作人員的工作量，甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制。 26 致 謝 經(jīng)過(guò)多日的努力奮斗，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于順利的完成。特別是我的指導(dǎo)老師感謝你給予的熱忱指導(dǎo)提出的寶貴意見(jiàn)，幫助我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。真誠(chéng)的祝愿大家 前程似錦，一帆風(fēng)順！ 27 參考文獻(xiàn) [1] 沈雷 . 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