【正文】 的紅外線中心波長為9~10um，而探測元件的波長靈敏度在 ~20um 范圍內幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口，這個濾光片可通過光的波長范圍為7~10um，正好適合于人體紅外輻射的探測，而對其它波長的紅外線由濾光片 予以吸收，這樣便形成了一種專門用作探測人體輻射的 紅外線傳感器 。 優(yōu)點： 本身不發(fā)任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 12 缺點： 容易受各種熱源、光源干擾 ， 被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。 光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。常用的 光敏電阻器 硫化鎘光敏電阻器，它是由 半導體材料 制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達 1~10M 歐 ,在強光條件（ 100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數千 歐姆 [8]。光敏電阻屬半導體光敏器件，除具靈敏度高，反應速度快，光譜特性及 r 值一致性好等特點外，在高溫，多濕的惡劣 環(huán)境 下，還能保持高度的穩(wěn)定性和可靠性 。 光敏電阻的工作原理是基于內 光電效應 。在 半導體 光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。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。通常采用涂敷、噴涂、燒結等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電 阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具 有透光鏡的密封殼體內，以免受潮影響其靈敏度 1。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，并在價帶中產生一個帶 正電荷 的空穴，這種由光照產生的電子 —空穴對增加了半導體材料中載流子的數目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產生的電子 —空穴對將復合，光敏電阻的阻值也就恢復原值。在光敏電阻兩端的 金屬電極 加上電壓，其中便有電流通過，受到一定波長的光線照射時，電流就會隨光強的增大而變 大，從而實現(xiàn)光電轉換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加 直流電壓 ，也加 交流電壓 。半導體的導電能力取決于半導體導帶內載流子數目的多少 [9]。 優(yōu)點： 內部的 光電效應 和電極無關（光電二極管才有關），即可以使用直流電源 ， 靈敏度和半導體材料、以及入射光的波長有關 。 缺點： 受溫度影響較大 ， 響應速度不快，在 ms 到 s 之間，延遲時間受入射光的光照度影響 。 4 系統(tǒng)軟件設計 13 4 系統(tǒng)軟件設計 本系統(tǒng)需要兩個傳感器來分別檢測人體紅外信號和自然光強信號，需要按鍵電路來強制燈的開關，還需要指示電路來 指示系統(tǒng)的工作狀態(tài)如圖 。 圖 系統(tǒng)結構圖 總體流程圖 首先通過自然光檢測電路檢測光照強度，如果光照度足夠，則無論教室有沒有人，燈都不亮；如果光照度不夠，則通過人體紅外檢測電路檢測是否有人，有人燈亮，沒人燈滅。另外為了應對特殊情況，設置手動開關，強制燈亮燈滅如圖 為總體流程圖。西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 14 圖 總體流程圖 開 始 初始化 回位 強制 關 關燈，綠色 led亮， 黃色 led滅 回位 黃色 led滅 綠色 led亮 有人？ 光線滿足？ 開燈 燈滅 強制開 開燈，綠色 led滅， 黃色 led亮 Y N Y N Y N Y N N Y Y N 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 15 按鍵流程圖 本設計中，按鍵程序采用掃描方式的來判斷是否有鍵，也可使用中斷方式。按鍵流程里設計了 10ms 延時子程序如圖 。 圖 按鍵流程圖 系統(tǒng)主程序源代碼如下： include //52 單片機頭文件，一般不要改動，里面包含特殊功能寄存器的定義 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 16 define uchar unsigned char define uint unsigned int sbit km=P2^3。 //將 P2^3 口定義繼電器接口 也就是控制教室燈的亮滅。這里面用兩個白色的燈模擬。 sbit key1=P0^0。 //s17,強制開燈 此時黃燈亮 sbit key2=P0^1。 //s18,強制關燈 此時黃燈亮 sbit key3=P0^2。 //s19,退出強制系統(tǒng) 此時綠燈亮，黃燈滅 sbit led2=P2^1。 //黃燈 代表手動 sbit led1=P2^0。 //綠燈 代表全自動 sbit hw=P1^0。 //紅外 有人時， 1 高電平。 沒人， 0 低電平 sbit gm=P1^1。 //光敏 晚上 ， 1 高電平。 白天， 0 低電平 bit blag。 /*延時子程序 */ void hwscan() //光線檢測，如果白天時，繼電器不動作。白燈不亮。 { //如果在晚上，有人時，燈亮，無人時，燈不亮。 if((gm==1)amp。amp。(hw==1)) km=0。 else km=1。 } void keyscan() { if(!key1) {km=0。// //按鍵檢測程序 按下后。強制開燈 led1=1。 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 17 led2=0。 blag=0。 } if(!key2) //按鍵檢測程序 按下后。強制關燈 {km=1。// led1=1。 led2=0。 blag=0。 } if(!key3) //按鍵檢測程序 按下后，退出手動程序 { led1=0。 led2=1。 blag=1。 } } void main() { led1=0。 blag=1。 while(1) { if(blag==1) { hwscan()。 //紅外檢測程序 } keyscan()。 //按鍵檢測程序 } } 西安工業(yè)大學北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 18 本系統(tǒng)考慮到環(huán)境光足夠亮時，無論是否有人體存在都不開燈；而環(huán)境光不夠亮時，有人體存在才開燈，無人體存在則不開燈。本系統(tǒng)邏輯定義為：環(huán)境光亮時為邏輯“ 0(符合光采集電路輸出信號狀態(tài) )，暗時為“ 1，人體存在為“ 1，人體不存在為“ 0，開燈為“ 1”，關燈為“ 0，那么環(huán)境光與人體存在可以用以下的邏輯關系表來表示，如表 ： 表 環(huán)境光與人體存在邏輯關系 環(huán)境光參數 人體存在參數 教室燈狀態(tài) 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 上表數據表明可將環(huán)境光參數與人體存在參數進行與操作，又由于繼電器是低電平驅動，所以要將采集處理后的信號進行非操作，才可以驅動繼電器工作，即可得到教室燈的狀態(tài) [11]。5 系統(tǒng)調試及仿真 19 5 系統(tǒng)調試及仿真 軟件編輯環(huán)境 keil 簡介 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結構性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 Keil 提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN20WINXP 等操作系統(tǒng) [12]。如果使用 C 語言編程，那么 Keil 是很好的選擇。 軟件調試生成 hex 文件 在 keil 軟件上 生成 hex 文件 [13]：（ 1）雙擊 Keil uVision 圖標，打開界面后，點擊 Project 按鈕，在下拉菜單中選擇第一項 New uVision Project，出現(xiàn)如圖 所示對話框，給工程起個 chaobiao 的名字，點擊保存；點擊保存后出現(xiàn)如 5 系統(tǒng)調試及仿真 20 圖 新建工程對話框西安工業(yè)大學 北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 所示對話框，找到 Atmel 并雙擊，在下拉菜單中再選擇 AT89C51 后，點擊OK。在之后出現(xiàn)的小對話框中點否； 圖 Atmel 對話框 （ 2)在 File 中點擊 New，在出現(xiàn)的對話框中編寫程序，編寫完程序后，點擊另存為，在出現(xiàn)的對話框中的文件名欄寫 ，點擊保存，如圖 所示，然后 Keil主界面生成如圖 ，在出現(xiàn)的界面中點擊左方 Target左邊的“ +”，在出來的 Source Group 上右擊，選擇 Add Files To Group“ Source Group 1,如圖 所示；在出現(xiàn)的對話框中文件名欄選擇 ，如圖 所示，然后單擊 Add 一次，之后關閉此對話框；單擊 keil 主界面上的 圖標，出現(xiàn)如圖 所示的對話框 ，將 Xtal（ MHz）里的 24 改成 12，之后點擊 Output選項，在 Create HEX File 一欄畫對勾，如圖 所示，然后點擊 OK；回到 keil主界面，單擊 Rebuild（圖標為 ）按鈕，如果在下面的框中出現(xiàn) 0 Error（ s），說明大功告成，生成了 Protues 仿真所需的 HEX 文件 [14]，如圖 所示。 西安工業(yè)大學 北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 22 圖 c文件的生成 圖 主界面 西安工業(yè)大學 北方信息工程學院畢業(yè)設計（論文） 23 圖 Source Group 1