【正文】 消費者。光敏電阻的重要特性是它的阻值大小隨著環(huán)境光的改變而改變，當環(huán)境光比較強時，它的阻值減小，相反當環(huán)境光較弱時，它的阻值就會增大，這是跟它本身的制作材料有關的。若是環(huán)境光較強的時候，比如白天時，光敏電阻的阻值就很小，傳感器信號處理電路會根據(jù)它的阻值進行相應的處理；相反當環(huán)境光較弱的時候，比如晚上或者陰天時，它的電阻值就會變大，同時熱釋電紅外傳感器要是檢測到有人在附近時，傳感器信號處理電路就會把這些信號經(jīng)過處理傳到單片機控制電路，從而啟動點亮臺燈。對光敏電阻要求也很高，要對環(huán)境光比較敏感，及時把信號傳送到信號處理檢測電路。圖34 光敏電阻實物圖光敏電阻器（photovaristor）又叫光感電阻，是利用半導體的光電效應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。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。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體。光照愈強，阻值愈低。根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：紫外光敏電阻器：對紫外線較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用于探測紫外線；紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動開關門戶，航標燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動亮滅，自動給水和自動停水裝置，機械上的自動保護裝置和“位置檢測器”，極薄零件的厚度檢測器，照相機自動曝光裝置，光電計數(shù)器，煙霧報警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當波長的光線照射時，電流就會隨光強的增加而變大，從而實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。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體。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產(chǎn)生一個帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對增加了半導體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將逐漸復合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復原值。本章首先介紹了傳感器的概念、分類以及它們的工作特性。菲涅爾透鏡作為熱釋電紅外傳感器的信號采集的輔助工具，也對其進行簡單的介紹。4 硬件電路設計及原理熱釋電紅外傳感器是一種非常有應用潛力的傳感器。早在1938年，有人就提出利用熱釋電效應探測紅外輻射，但并未受到重視。近年來，伴隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，以及對該傳感器的特性的深入研究，相關的專用集成電路處理技術(shù)也迅速增長。BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動式的熱釋電紅外開關。圖41BISS0001實物圖圖42 BISS0001引腳圖BISS0001引腳功能：引腳1 (A) :可重復觸發(fā)和不可重復觸發(fā)選擇端. 當設為“1”時,允許重復觸發(fā)。反之,允許觸發(fā).引腳10 ( IB ) :運算放大器偏置電流設置端端.引腳112 ( 2 IN 、2 OUT) :第2級運算放大器反向輸入端、輸出.引腳1116 (1 IN +、1 IN 、1 OUT) :第1級運算放大器同向輸入端、反向輸入端、輸出端.圖43 DYPME003 人體感應模塊圖44 BISS0001的熱釋電紅外開關應用電路圖電氣參數(shù)如下表所示:表41電氣參數(shù)電氣參數(shù)DYPME003 人體感應模塊工作電壓范圍DC 靜態(tài)電流50uA電平輸出 V /低0V觸發(fā)方式L 不可重復觸發(fā)/H 重復觸發(fā)延時時間5S(默認)可制作范圍零點幾秒幾十分鐘封鎖時間(默認)可制作范圍零點幾秒幾十秒電路板外形尺寸32mm*24mm感應角度100 度錐角感應距離7 米以內(nèi)工作溫度15+70 度感應透鏡尺寸直徑:23mm(默認) 功能特點:1. 全自動感應:人進入其感應范圍則輸出高電平， 人離開感應范圍則自動延時關閉高電平，輸出低電平。溫度補償可作一定的性能補償。4. 具有感應封鎖時間(默認設置:無封鎖時間)：感應模塊在每一次感應輸出后（高電平變成低電平），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)。，電路圖如下圖所示圖45 人體紅外電路燈光驅(qū)動電路是整個系統(tǒng)中硬件電路的關鍵，他決定著整個系統(tǒng)的工作性能，而且本系統(tǒng)所采用的是PWM控制自動調(diào)光，來實現(xiàn)室內(nèi)的亮度調(diào)節(jié)。L298工作電壓高，最高工作電壓可達46V；輸出電流大，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A；額定功率25W。燈光驅(qū)動電路如圖46所示。光敏電阻通過對當前環(huán)境光線的強弱來改變自己的阻值，從而改變PA0口的電壓，來達到控制LED燈亮暗的效果，還可以根據(jù)實際情況再加一個可調(diào)電阻，通過改變電阻的大小來改變光敏電阻的靈敏度。光線檢測與單片機電路如圖47所示圖47 光線檢測與單片機電路當用戶坐在臺燈面前的人頭低于一定高度時，臺燈會發(fā)出蜂鳴聲表示提醒有效的的矯正用戶的坐姿從而達到了保護視力的效果。圖49 時間顯示電路電源電路是通過一個15V的直流電源通過穩(wěn)壓器穩(wěn)壓得到一個12V和5V的直流電壓，由于現(xiàn)在市場上銷售的直流電源輸出的電壓都不穩(wěn)定，所以不能滿足單片機的工作需求所以在電源電路上還要通過三端集成穩(wěn)壓器78L12和78L05來輸出相應的電壓。圖411 繼電器電路本章詳細介紹了以Atmega16單片機為核心芯片的硬件電路圖及其涉及到的一系列硬件。了解這些芯片的功能之后利用它們設計和在單片機控制下的燈光驅(qū)動電路并分析他們具體如何工作。本系統(tǒng)以Atmega16為控制芯片，通過傳感器把控制信息傳達到臺燈，控制臺燈的工作。5軟件程序設計 圖51 總體程序框圖/* 光敏傳感器PA0 數(shù)碼管顯示PC口 模式選擇指示燈： PA2 PA3 報警指示燈：PA4 聲音報警：PB3 繼電器驅(qū)動：PB4 模式選擇開關：PB2 有人開關：PB0 近距離開關：PB1 燈光驅(qū)動： PD4（OCR1B） PD5（OCR1A）*/include include define uint unsigned intdefine uchar unsigned chardefine ulong unsigned longdefine vref 5005 //adc算法程序uint ad_con,temp,mi,ni。 //初始計數(shù)值：0uchar Timer[2]={0x00,0x00}。/////////////////////////////延時///////////////////////////////////////////void delay_us( uint t) //us { do t。 }void delay_ms(uint t) //ms { while(t!=0) { delay_us(1142)。 } }/*****************I/O初始化*****************/void init_io() { DDRA=0XFE。 DDRB=0XF8。 DDRC=0xFF。 DDRD=0xFF。 }void adc_init(void) // A/D轉(zhuǎn)換設置 { //DDRA=0xf0。 ADCSRA=0x00。 //參考電壓AVCC（01）,轉(zhuǎn)換結(jié)果右對齊（0）通道0 ACSR=0x80。 //AD使能，啟動AD,ADC自動觸發(fā)使能，ADC中斷使能，預分頻選擇64 SFIOR=0x00。 CLI()。 m=ADCH。 ADCSRA=0x00。 //select adc input 0 通道0 ACSR=0x80。 //AD使能，啟動AD,ADC自動觸發(fā)使能，ADC中斷使能，預分頻選擇64 //SFIOR=0x00。 }void adctovol(unsigned int adc) { unsigned char i。 temp=(unsigned int)(((unsigned long)((unsigned long)adc*vref))/1024)。 CNT++。 //計數(shù)到125次，計數(shù)值復位 Timer[1]++。 }}//////////////定時器1PWM輸出初始化/////////////////////////void int_time1(){ TCCR1A=0B11110001。////////64分頻 OCR1A=255。} /////////////定時器0計時初始化//////////////////////////void init_T0() { TCCR0=0x04。 //計數(shù)初始值6 TIMSK=(1TOIE0)。 init_T0()。 int_time1()。 // PORTB|=BIT(4)。 //開全局中斷 PORTB|=BIT(4)。mi0。 /// OCR1B=mi。 }*/ for(。BIT(2)) { CLI()。 PORTC=0XFF。 PORTAamp。 PORTA|=BIT(4)。=~BIT(3)。////??? OCR1AL=155。 } else { PORTA|=BIT(3)。=~BIT(2)。BIT(1)))amp。BIT(0))) { SEI()。 PORTBamp。 Timer[1]=0。 adctovol(ad_con)。 /// OCR1BL=35。 OCR1BL=120。 OCR1BL=255。 OCR1B=255。BIT(1)))amp。BIT(0)))) { SEI()。 PORTAamp。 //PORTB|=BIT(3)。 delay_ms(60)。 } if(ni=0) { OCR1A=255。 PORTBamp。 } // } else { OCR1A=255。 } } } }結(jié) 論本系統(tǒng)的主要優(yōu)點是臺燈的功能全面同時達到了智能節(jié)能的要求，技術(shù)難點在于對人體紅外信號的采集及處理。信號經(jīng)過BISS0001后從而轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸出，便于用單片機進處理。以專門感應人體紅外信號的熱釋電紅外傳感器為基礎，以人體紅外模塊，利用單片機進行處理，以達到便于控制的目的。除了硬件部分采用防干擾技術(shù)外，在軟件中也采用了防干擾技術(shù)，當中斷0產(chǎn)生時，并不立即執(zhí)行，而是對其進行延時，防止由于不小心而進入到探測器2的范圍內(nèi)，以免產(chǎn)生誤判。因為當有多個熱釋電紅外傳感器時，就需要相應的信號檢測電路。還有一個不足之處在臺燈開啟時，產(chǎn)生的光強容易干擾光敏電阻對環(huán)境光強的判別，引起誤判，現(xiàn)在的處理方法是傳感器部分與控制部分單獨分開放置。同時智能臺燈還可以拓展一些鬧鐘或者定時提醒休息等功能。實驗首先要感謝我的導師路海龍老師。路老師在我大三大四的時候曾是我們的實驗老師，所以我們對他也很了解，他上課有一個很好的優(yōu)點值得我去學習，那就是對學生負責的態(tài)度。 其次我要感謝同學們一直以來對我無私的幫助，特別是在軟件的使用方面，我每每遇到問題都能在他們的指引下得以順利解決，正因為如此我才能順利的完成設計。在此，我再說一次謝謝！謝謝你們！