單片機光控人體感應(yīng)燈參考文獻

1、單片機路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計摘要：隨著社會需求和單片機應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴展，各類智能產(chǎn)品、控制系統(tǒng)都是以單片機技術(shù)為核心來進行開發(fā)設(shè)計的。本系統(tǒng)采用STC系列單片機STC12C5A60S2 和相關(guān)的人體檢測設(shè)備設(shè)計智能燈控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了能根據(jù)實際光線條件通過STC芯片的P2.0口控制繼電器的開關(guān)來控制開關(guān)燈的功能，并通過按鍵來設(shè)置延時開燈的時間，掉電可以保存掉電設(shè)置時間。關(guān)鍵詞：晶體三極管，人體感應(yīng)模塊，光敏電阻，STC單片機。1、 整體方案的設(shè)計本電路主要利用單片機及少數(shù)外圍元件組成光控人體感應(yīng)節(jié)能燈，白天，由于光線照射，該燈始終處于關(guān)閉狀態(tài)，一到晚上，在黑暗中，該燈只要收到一個人體紅外信號，燈就

2、自動點亮，而后人離開時，可以通過按鍵設(shè)置延時時間來控制燈的自動熄滅，可以達到節(jié)電的目的，其裝置省去了能耗大、笨重、極易產(chǎn)生熱量的電源變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡單、自耗電輕微、性能穩(wěn)定、靈敏度高、通用性強的特點。 根據(jù)設(shè)計要求，提出總體方案并畫總體程圖如如圖1-1所示人體感應(yīng)電路 倒計時延時時間 圖1-1結(jié)合上面的框圖，提出一下基本設(shè)計思路：設(shè)計一個光控電路，主要用于檢測外界光照信號；設(shè)計一個人體感應(yīng)電路，主要用與檢測人體紅外信號；另外設(shè)計一個主控電路，用于接受各模塊檢測的光信號、人體紅外信號、并對兩者進行處理；最后設(shè)計燈電路，用于照明。2、單片機介紹2.1 單片機概述單片機是一種集成電路芯片，采用超大

3、規(guī)模技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力（如算術(shù)運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微處理器（CPU）、隨機數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）、輸入/輸出電路（I/O口）等電路集成到單片芯片上，構(gòu)成一個最小而完善的計算機系統(tǒng)。有時還包括定時器/計數(shù)器，串行通信口、顯示驅(qū)動電路（LCD或LED驅(qū)動電路）、脈寬調(diào)制電路（PWM）、模擬多路轉(zhuǎn)換器以及A/D轉(zhuǎn)換器等電路，并具有獨立的指令系統(tǒng)3。這些電路能在軟件控制之下，準確、迅速、高效地完成程序設(shè)計者事先規(guī)定的任務(wù)。它能夠單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)所要求的智能化控制功能。單片機不同于單板機，芯片在沒有開發(fā)出來以前，只具有功能極其強大的超大規(guī)模集成電路，如

4、果再賦予它特定的程序，它便是一個最小的、完整的微型計算機控制系統(tǒng)。單片機的使用需要用戶了解其芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的指令系統(tǒng)以及其他一些集成電路設(shè)計技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計所需要的理論技術(shù)。在特定的程序控制下，就能使該芯片實現(xiàn)特定的功能。然而，不同單片機的硬件結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)不盡相同，即它們的技術(shù)特征也不同，硬件特征主要和單片機芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，設(shè)計人員必須熟練掌握其性能是否滿足需要的功能和應(yīng)用系統(tǒng)所要求的特性指標（功能特性、控制特性和相關(guān)的電氣參數(shù)特性等），這些信息我們可以從生產(chǎn)廠商的技術(shù)手冊中得到。指令特性則指我們熟悉的單片機尋址方式、數(shù)據(jù)處理和邏輯處理方法、輸入/輸出特性等。開發(fā)環(huán)境包括指令的

5、兼容性及可移植性，軟、硬件資源等。要利用單片機開發(fā)實際的應(yīng)用系統(tǒng)，就必須掌握其硬件結(jié)構(gòu)特征、指令系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境。單片機控制系統(tǒng)已基本取代了以前復(fù)雜的電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，用軟件來實現(xiàn)產(chǎn)品的智能化?，F(xiàn)在，單片機的控制范疇無所不在，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。單片機的應(yīng)用意義遠不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來的經(jīng)濟效益，更重要的是它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設(shè)計理念，向著嵌入式系統(tǒng)方向發(fā)展。隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展和在各行各業(yè)的深入應(yīng)用，人們的電子設(shè)備的小型化、智能化的要求也越來越高。在航空航天、機械加工、工程控制、智能儀器儀表、家用電器、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域，單片機都正在發(fā)生著非常重要的作用。

6、單片機應(yīng)用技術(shù)業(yè)已成為現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分重要的高新技術(shù)之一，是電子工程技術(shù)人員必備的知識技能，它能使你設(shè)計出更具智能化和方便的產(chǎn)品。單片機及其應(yīng)用系統(tǒng)之所以能發(fā)揮著如此重要的作用，歸納起來有如下的原因：（1）單片機具有體積小、功能強、價格低、使用靈活等特點，具有明顯的優(yōu)勢和廣闊的應(yīng)用前景。（2）單片機具有獨立的指令系統(tǒng)，可以將我們的設(shè)計思想充分表達出來，使產(chǎn)品智能化。（3）系統(tǒng)配置以滿足控制對象的要求出發(fā)點，使得系統(tǒng)具有較高的性價比。（4）應(yīng)用系統(tǒng)通常將程序駐留在片內(nèi)（外）ROM中，抗干擾能力強，可靠性高，使用方便。（5）單片機本身并不具備開發(fā)能力，一般情況下，需要借助專用的開發(fā)工具在相

7、應(yīng)的開發(fā)環(huán)境下，進行系統(tǒng)的開發(fā)和調(diào)試，但最終形成的產(chǎn)品簡單實用，成本低，效益高。（6）單片機應(yīng)用系統(tǒng)所使用的存儲芯片可選用EPROM、EEPROM、OTP芯片或利用掩膜形式生產(chǎn)，便于批量生產(chǎn)和應(yīng)用。大多數(shù)單片機如51系列，開發(fā)芯片和擴展應(yīng)用芯片相互配套，降低了系統(tǒng)成本。（7）由于系統(tǒng)小巧玲瓏，控制功能強、體積小，便于嵌入被控設(shè)備內(nèi)，大大推動了產(chǎn)品的智能化。單片微型計算機是微型計算機的一個重要分支，也是頗具生命力的機種。單片機微型計算機簡稱單片機，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。通常，單片機由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計算機的基本功能部件：中央處理器、存儲器和I/O接口電路等。因此，

8、單片機只需要和適當?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個單片機控制系統(tǒng)。單片機經(jīng)過1、2、3、4代的發(fā)展，以達到了32位單片機，是目前單片機的頂級產(chǎn)品，具有極高的運算速度。隨著微電子技術(shù)和集成電子技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機正朝著高集成度、低功耗、低電壓、多功能方向發(fā)展。STC系列單片是眾多單片機中的一種，由于它們都是基于8051內(nèi)核發(fā)展起來的，所以稱51單片機，而本次設(shè)計就是基于51單片機完成的。2.2 單片機的主要功能及應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)在的單片機功能越來越強大，集成度越來越高，有很多曾經(jīng)的外圍器件都已經(jīng)在內(nèi)部集成。它的功能很多：比較器；模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器；PWM；多種多樣的接口；LCD驅(qū)動；存儲器等等。同

9、時它也是計算機單片微型計算機。部分單片機的計算能力已經(jīng)比早期PC的CPU強大，速度也越來越快。甚至也有類似雙核CPU的設(shè)計出現(xiàn)。因為能夠運行程序，所以可以做很多的事情。幾乎您上網(wǎng)用的計算機能做的事情，它都同樣能做。只是能力沒那么強大。比如：可以讀寫硬盤、可以接受按鍵輸入、可以顯示輸出、可以驅(qū)動打印、您甚至可以給它接個鼠標。當然這可能涉及一些接口的問題，但是CPU也不是直接做這些事情的。它的輸入輸出，如前面所說，也是多種多樣的?？梢允悄M量，也可以是數(shù)字量，標準的USB接口也已經(jīng)集成在了單片機內(nèi)部。此外，單片機的體積小、價格低、可靠性高、適用面寬、有著其本身的指令系統(tǒng)等諸多優(yōu)勢，在各行各業(yè)都得到

10、廣泛應(yīng)用。單片機的應(yīng)用領(lǐng)域可歸納為幾個方面：（1）智能化家用電器：各種家用電器普遍采用單片機智能化控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路控制，升級換代，提高檔次。如洗衣機、空調(diào)、電視機、錄像機、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽設(shè)備等。  （2）辦公自動化設(shè)備：現(xiàn)代辦公室使用的大量通信和辦公設(shè)備多數(shù)嵌入了單片機。如打印機、復(fù)印機、傳真機、繪圖機、考勤機、電話以及通用計算機中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動等。  （3）商業(yè)營銷設(shè)備：在商業(yè)營銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子秤、收款機、條形碼閱讀器、IC卡刷卡機、出租車計價器以及倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)、商場保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險系統(tǒng)等都采用了單片機控制。&#

11、160; （4）工業(yè)自動化控制：工業(yè)自動化控制是最早采用單片機控制的領(lǐng)域之一。如各種測控系統(tǒng)、過程控制、機電一體化、PLC等。在化工、建筑、冶金等各種工業(yè)領(lǐng)域都要用到單片機控制。  （5）智能化儀表：采用單片機的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強化了功能。如數(shù)據(jù)處理和存儲、故障診斷、聯(lián)網(wǎng)集控等。  （6）智能化通信產(chǎn)品：最突出的是手機，當然手機內(nèi)的芯片屬專用型單片機。  （7）汽車電子產(chǎn)品：現(xiàn)代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運行監(jiān)視器（黑匣子）等都離不開單片機。  （8）航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領(lǐng)域：單片機的應(yīng)用

12、更是不言而喻。 單片機應(yīng)用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來的經(jīng)濟效益，更重要的意義在于，單片機的應(yīng)用從根本上改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計思想和設(shè)計方法。以前采用硬件電路實現(xiàn)的大部分控制功能，正在用單片機通過軟件方法來實現(xiàn)。以前自動控制中的PID調(diào)節(jié)，現(xiàn)在可以用單片機實現(xiàn)具有智能化的數(shù)字計算控制、模糊控制和自適應(yīng)控制。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱為微控技術(shù)。隨著單片機應(yīng)用的推廣，微控制技術(shù)將不斷發(fā)展完善。2.3 單片機的發(fā)展趨勢隨著微電子技術(shù)和集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，目前各個公司研制出了能夠適用于各種領(lǐng)域的單片機。高性能單片機芯片市場也異?；钴S，采用新技術(shù)，使單片機的種類、性能不

13、斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴大4。單片機的改進和發(fā)展歸納起來有以下幾個方面：（1）CPU的改進：現(xiàn)在CPU開始采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高了芯片的處理能力。（2）存儲器的發(fā)展：增大了片內(nèi)存儲器容量；片內(nèi)采用EEPROM和Flash可在線編程，讀/寫更方便；采用了編程加密技術(shù)。（3）內(nèi)部資源增多：片內(nèi)資源越豐富，產(chǎn)品的體積就越小，可靠性就越高。（4）I/O接口形式增多，性能提高。（5）引腳的多功能化：單片機現(xiàn)在普遍采用管腳復(fù)用的設(shè)計方案。（6）低電壓和低功耗：單片機制造時普遍采用CMOS工藝。3、硬件電路設(shè)計3.1 STC12C5A60S2 單片機簡介：STC12C5A60S2 單片機是以51內(nèi)核為主的系列

14、單片機，STC單片機是宏晶生產(chǎn)的單時鐘/機器周期的單片機，是高速、低功耗、超強抗干擾的新一代8051單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快812倍，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電咱。4路PWM8路高速10位A、D轉(zhuǎn)換，針對電機控制，強干擾場合。STC12C5A60S2 單片機引腳如下圖：STC12C5A60S2 單片機主要性能高速：1 個時鐘/ 機器周期，增強型8051 內(nèi)核，速度比普通8051 快812 倍寬電壓：5.53.8V，2.43.8V低功耗設(shè)計：空閑模式，掉電模式（可由外部中斷喚醒）工作頻率：035MHz，相當于普通8051：0420MHz- 實際可到48MHz，相當于80

15、51： 0576MHz時鐘：外部晶體或內(nèi)部RC 振蕩器可選，在ISP 下載編程用戶程序時設(shè)置 16K 字節(jié)片內(nèi)Flash 程序存儲器，擦寫次數(shù)10 萬次以上 512 字節(jié)片內(nèi)RAM 數(shù)據(jù)存儲器芯片內(nèi)EEPROM 功能 ISP / IAP，在系統(tǒng)可編程/ 在應(yīng)用可編程,無需編程器/ 仿真器 10 位ADC，8 通道, STC12C5A60S2 系列為8 位ADC。4 路PWM 還可當4 路D/A 使用 2 個硬件16 位定時器，兼容普通8051 的定時器。4 路PCA 還可再實現(xiàn)4 個定時器硬件看門狗（WDT）高速SPI 通信端口全雙工異步串行口(UART),兼容普通8051 的串口先進的指令集

16、結(jié)構(gòu)，兼容普通8051指令集4 組8 個8 位通用工作寄存器（共32 個通用寄存器）有硬件乘法/ 除法指令通用I/O 口（27/23/15 個），復(fù)位后為： 準雙向口/ 弱上拉（普通8051 傳統(tǒng)I/O 口）可設(shè)置成四種模式：準雙向口/ 弱上拉，推挽/ 強上拉，僅為輸入/ 高阻，開漏每個I/O 口驅(qū)動能力均可達到20mA，但整個芯片最大不得超過55mA。3.2光敏電阻介紹:光敏電阻是一種特殊的電阻，其阻值隨著光線強度的變化而變化。其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)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(gòu)成光敏電阻如圖所示。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。構(gòu)成光敏電阻的材料

17、有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導(dǎo)體。 半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。當光敏電阻受到光照時，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導(dǎo)帶，成為自由電子，同時產(chǎn)生空穴，電子空穴對的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強，光生電子空穴對就越多，阻值就愈低。當光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子-空穴對逐漸復(fù)合，電阻也逐漸恢復(fù)原值，電流也逐漸減小。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。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，也可以加交流電壓。光敏電

18、阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。它在光線的作用下其阻值往往變小，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)，因此，光敏電阻又稱光導(dǎo)管。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(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)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，然后接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。光敏電阻的原理結(jié)構(gòu)如圖所示。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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電

19、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(chǎn)生的電子空穴對將逐漸復(fù)合，光敏電阻的阻值也就逐漸恢復(fù)原值9。圖4-3 光敏電阻原理圖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。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，也可以加交流電壓。3.3人體檢測模塊介紹紅外熱釋電處理芯片BISS0001: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(guān)。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自

20、動門、電風(fēng)扇、烘干機和自動洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動燈光、照明和報警系統(tǒng)。 電子愛好者社區(qū) C-i(t#|特 點電子愛好者社區(qū)7 L .x0%L XCMOS工藝*k6B;FCpQx0數(shù)?；旌蟴.uW1l&q"e ch N0具有獨立的高輸入阻抗運算放大器電子愛好者社區(qū)b/b Bxd內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾9u'c5G"Mt+?bj0內(nèi)設(shè)延遲時間定時器和封鎖時間定時器U6|K!x0C A',a0采用16腳DIP封裝A1n2,cF0管腳圖!e8HgH'mcX x0管腳說明電

21、子愛好者社區(qū)(JUaLl)a W引腳名稱I/O功能說明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當A為“1”時，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā)2VOO控制信號輸出端。由VS的上跳前沿觸發(fā)，使Vo輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時間Tx之外和無VS的上跳變時，Vo保持低電平狀態(tài)。3RR1-輸出延遲時間Tx的調(diào)節(jié)端4RC1-輸出延遲時間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2-觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2-觸發(fā)封鎖時間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS-工作電源負端8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VDD，當接“0”時可使定時器復(fù)位9VCI觸發(fā)禁止端。當VcVR時允許觸發(fā)(VR0.2VDD)10IB-運算放

22、大器偏置電流設(shè)置端11VDD-工作電源正端122OUTO第二級運算放大器的輸出端132IN-I第二級運算放大器的反相輸入端141IN+I第一級運算放大器的同相輸入端151IN-I第一級運算放大器的反相輸入端161OUTO第一級運算放大器的輸出端CS3vNp9z.l d0;N#R5_nvQ0a;?o0eu Qx c H0a_p0電子愛好者社區(qū)z Z;P3c .r'f工作原理V.G-X)?)Z?0BISS0001是由運算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐贰ｋ娮訍酆谜呱鐓^(qū)4zw3I!F_%Ml"U.K4U+D0以下圖所示的不

23、可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。 不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形。A5B2KXd4Mw0首先，根據(jù)實際需要，利用運算放大器OP1組成傳感信號預(yù)處理電路，將信號放大。然后耦合給運算放大器OP2，再進行第二級放大，同時將直流電位抬高為VM(0.5VDD)后，將輸出信號V2送到由比較器COP1和COP2組成的雙向鑒幅器，檢出有效觸發(fā)信號Vs。由于VH0.7VDD、VL0.3VDD，所以，當VDD=5V時，可有效抑制±1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3是一個條件比較器。當輸入電壓VcVR時，COP3輸出為高電平，進入延時周期。 當A端接“0”電平時，在Tx時間內(nèi)任何V2

24、的變化都被忽略，直至Tx時間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當Tx時間結(jié)束時，Vo下跳回低電平，同時啟動封鎖時間定時器而進入封鎖周期Ti。在Ti時間內(nèi)，任何V2的變化都不能使Vo跳變?yōu)橛行顟B(tài)（高電平）,可有效抑制負載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。5p+w6o1?&N+0p+dzpp#TW'T'l$v0以下圖所示的可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形，來說明其工作過程。 可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形在Vc=“0”、A=“0”期間，信號Vs不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。在Vc=“1”、A=“1”時，Vs可重復(fù)觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)，并可促使Vo在Tx周期內(nèi)一直保持有效狀態(tài)。在Tx時間內(nèi)，只要Vs

25、發(fā)生上跳變，則Vo將從Vs上跳變時刻起繼續(xù)延長一個Tx周期；若Vs保持為“1”狀態(tài)，則Vo一直保持有效狀態(tài)；若Vs保持為“0”狀態(tài)，則在Tx周期結(jié)束后Vo恢復(fù)為無效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時間Ti時間內(nèi)，任何Vs的變化都不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。電子愛好者社區(qū)/xah,z8v 4、各個模塊的設(shè)計4.1光控模塊的設(shè)計 本模塊設(shè)計主要采用關(guān)敏電阻串聯(lián)一個滑動變阻器進行分壓。該模塊的基本原理：白天，光照較強；光敏電阻阻值較小與電阻比較分壓較小，單片機P1.0口電壓采樣。通過單片機內(nèi)部自帶的AD轉(zhuǎn)換功能，進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，比較每次采樣的數(shù)值不同來判斷燈的開與關(guān)。4.2人體檢測模塊采用及工作原理 熱釋電紅外傳感

26、器是一種能檢測人或動物發(fā)射的紅外線而輸出電信號的傳感器。早在1938年，有人提出過利用熱釋電效應(yīng)探測紅外輻射，但并未受到重視，直到六十年代，隨著激光、紅外技術(shù)的迅速發(fā)展，才又推動了對熱釋電效應(yīng)的研究和對熱釋電晶體的應(yīng)用。熱釋電晶體已廣泛用于紅外光譜儀、紅外遙感以及熱輻射探測器，它可以作為紅外激光的一種較理想的探測器。它目標正在被廣泛的應(yīng)用到各種自動化控制裝置中。除了在我們熟知的樓道自動開關(guān)、防盜報警上得到應(yīng)用外，在更多的領(lǐng)域應(yīng)用前景看好。比如：在房間無人時會自動停機的空調(diào)機、飲水機。電視機能判斷無人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺后自動關(guān)機的機構(gòu)。開啟監(jiān)視器或自動門鈴上的應(yīng)用。結(jié)合攝影機或數(shù)碼照相機自動記錄

27、動物或人的活動等等。您可以根據(jù)自己的奇思妙想，結(jié)合其它電路開發(fā)出更加優(yōu)秀的新產(chǎn)品。或自動化控制裝置。熱釋電傳感器基本知識熱釋電效應(yīng)同壓電效應(yīng)類似，是指由于溫度的變化而引起晶體表面荷電的現(xiàn)象。熱釋電傳感器是對溫度敏感的傳感器。它由陶瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個表面做成電極，在傳感器監(jiān)測范圍內(nèi)溫度有T的變化時，熱釋電效應(yīng)會在兩個電極上會產(chǎn)生電荷Q，即在兩電極之間產(chǎn)生一微弱的電壓V。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個場效應(yīng)管進行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷Q會被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時，T=0，則傳感器無輸出。當人體進入檢測區(qū)，因人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產(chǎn)

28、生T，則有T輸出；若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出了。所以這種傳感器檢測人體或者動物的活動傳感。 由實驗證明，傳感器不加光學(xué)透鏡(也稱菲涅爾透鏡)，其檢測距離小于2m，而加上光學(xué)透鏡后，其檢測距離可大于7m。功能特點：1.全自動感應(yīng)：當有人進入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平。輸出低電平。2.光敏控制(可選）：模塊預(yù)留有位置，可設(shè)置光敏控制，白天或光線強時不感應(yīng)。光敏控制為可選功能,出廠時未安裝光敏電阻。如果需要，請另行購3.兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)。可跳線選擇，默認為H。 A.不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時時間一結(jié)束，輸

29、出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖健?B.可重復(fù)觸發(fā)方式： 即感應(yīng)輸出高電平后，在延時時間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊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)。4.具有感應(yīng)封鎖時間(默認設(shè)置：3-4秒)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?，可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間，在此時間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號。此功能可以實現(xiàn)(感應(yīng)輸出時間和封鎖時間)兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測產(chǎn)品；同時此功能可有效抑制負載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。5.工作電壓范圍寬：默認工作電

30、壓DC5V至20V6.微功耗：靜態(tài)電流65微安，特別適合干電池供電的電器產(chǎn)品。7.輸出高電平信號：可方便與各類電路實現(xiàn)對接。使用說明：1感應(yīng)模塊通電后有一分鐘左右的初始化時間，在此時間模塊會間隔地輸出0-3次，一分鐘后進入待機狀態(tài)。2. 應(yīng)盡量避免燈光等干擾源近距離直射模塊表面的透鏡，以免引進干擾信號產(chǎn)生誤動作；使用環(huán)境盡量避免流動的風(fēng)，風(fēng)也會對感應(yīng)器造成干擾。3. 感應(yīng)模塊采用雙元探頭，探頭的窗口為長方形，雙元（A元B元）位于較長方向的兩端，當人體從左到右或從右到左走過時,紅外光譜到達雙元的時間、距離有差值，差值越大，感應(yīng)越靈敏，當人體從正面走向探頭或從上到下或從下到上方向走過時，雙元檢測不

31、到紅外光譜距離的變化，無差值，因此感應(yīng)不靈敏或不工作；所以安裝感應(yīng)器時應(yīng)使探頭雙元的方向與人體活動最多的方向盡量相平行，保證人體經(jīng)過時先后被探頭雙元所感應(yīng)。為了增加感應(yīng)角度范圍，本模塊采用圓形透鏡，也使得探頭四面都感應(yīng)，但左右兩側(cè)仍然比上下兩個方向感應(yīng)范圍大、靈敏度強，安裝時仍須盡量按以上要求。模塊圖如下：4.3顯示倒計時模塊設(shè)計顯示電路采用三位位共陰LED數(shù)碼管做為時間顯示。段選接P0口，再接221歐姆上接排阻。位選分別接P2.7，P2.6，P2.5口。每次開始倒計時延時關(guān)燈時，數(shù)碼管就顯示用戶設(shè)置的時間。如沒開燈，數(shù)碼管顯示00。顯示電路如下圖： 4.4控制模塊的設(shè)計 但模塊主要采用單片機

32、；其電路圖所示 該模塊的工作原理：當同時滿足有人體紅外信號與滿足光信號時，即單片機的P2.4口檢測到低電平，同時P1.0口采樣得到的數(shù)值同時滿足通過程序是單片的另一端口P2.0輸出低電平作為驅(qū)動，控制繼電器的通段來控制燈的開關(guān)。當紅外人體檢測、光同時滿足所設(shè)置條件時繼電器工作控制外圍燈亮，這時數(shù)碼管顯示所設(shè)置的倒計時時間，開始倒計時一秒的遞減。倒計時完畢后如不滿足聲光條件，繼電器斷開，燈不亮。如滿足繼電器控制燈繼續(xù)點亮。4.5按鍵電路設(shè)計 三個輕觸開關(guān)組成按鍵電路，因為都是獨立的按鍵所以采用直接接地的方法，這樣電路比較簡單，達到了效果。三個獨立式按鍵分為設(shè)置鍵，加鍵，減鍵。分別連接P3.0、P

33、3.1、P3.2IO口。當按下設(shè)置鍵就可以對開關(guān)延時時間進行設(shè)置，通過加、減鍵對時間加減，每一次加1秒或減1秒。最高可加到100，最低可減到0。再按一次設(shè)置鍵退出倒計時時間設(shè)置。并擦寫單片機內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)單元，把設(shè)置數(shù)據(jù)保存。當?shù)綦娫偕想姇r，設(shè)置的時間不變。 5、總體工作方案電路圖將各模塊的電路圖連接起來組成總體工作電路圖如下： 該設(shè)計的原理基本思想：在黑天由于光照強較弱光敏電阻阻值較大，在與電阻串聯(lián)的支路上分的電壓較大且該支路接在比較器的負端；與另條一串有滑動變阻器分得的電壓相比較大；經(jīng)過單片機采樣進行數(shù)據(jù)比較，來判斷繼電器的通與斷；當有人體信號時，紅外人體感應(yīng)集成塊輸出高電平；兩端信號同時送

34、到單片機的P2.4口和P1.0，通過程序，當兩端口檢測到的信號同時滿足所設(shè)條件時；單片機的P2.0端口輸出低電平，從而控制繼電器的通與斷來點亮燈泡。6、C程序#include <STC12C5A60S2.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00;sbit baiwei=P27;sbit Shiwei=P26;sbit Gew

35、ei=P25;sbit Set_key=P30;sbit Add_key=P31;sbit Dow_key=P32;sbit Out=P20;sbit IN=P24;unsigned char num,i,m,j,TK,AD,AB,flag=0,fg;/*函數(shù)名稱：Delay_Nms功 能：延時約Nms的時間參 數(shù)：uint n返回值 ：無*/void delay(uint n) uint i;while(n-) for(i=0;i<125;i+); /*倒計時時間顯示*/ void Time_Display(void) baiwei=0; P0=tableTK/100; delay(1

36、0); baiwei=1; P0=0xff; Shiwei=0; P0=tableTK%100/10; delay(10); Shiwei=1; P0=0xff; Gewei=0; P0=tableTK%10; delay(10); Gewei=1; P0=0xff; /*函數(shù)名稱：Delay_Nms功 能：延時約Nms的時間參 數(shù)：uint n返回值 ：無*/void delay1(uint m) uint i;while(m-) for(i=0;i<125;i+); Time_Display();/*函數(shù)名稱 : AD轉(zhuǎn)換功 能：參 數(shù)：uint n返回值 ：無*/uchar ADz

37、huan(uchar Channel) uchar ADC_FLAG=0;ADC_RES=0;ADC_RESL=0;ADC_CONTR=0x80; /轉(zhuǎn)換速率 ADC_CONTR=Channel; ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x80;/開電源 /delay(2); ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x08;/0000,10000 令A(yù)DC-START=1,啟動A/D轉(zhuǎn)換打開ADC電源 /delay(2); while(ADC_FLAG=0)ADC_FLAG=(ADC_CONTR&0x10);/0001,0000,ADC _FLAG=1測試A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束ADC_

38、FLAG=(ADC_CONTR&0x10);/delay(2);ADC_CONTR=(ADC_CONTR&0xE7);/1111,0111 令A(yù)DC START=0，關(guān)閉A/D轉(zhuǎn)換，return (ADC_RES); /*EEPROM部份*/* 關(guān)閉 ISPIAP 功能 *void ISP_IAP_Disable(void)IAP_CONTR = 0x00;IAP_CMD = 0X00; IAP_TRIG = 0x00;IAP_ADDRH=0X00;IAP_ADDRL=0X00;EA = 1; /開中斷/*字節(jié)讀*uchar Byte_read(uint byte_addr)I

39、AP_CONTR = 0X85; /開啟ISP/IAP;并送等待時間 IAP_CMD = 0X01; /送字節(jié)讀命令字 IAP_ADDRH = (uchar)(byte_addr >>8); /送地址高字節(jié)IAP_ADDRL = (uchar)(byte_addr &0X00FF); /送地址低字節(jié)EA = 0; /關(guān)中斷IAP_TRIG = 0X5A; /送觸發(fā)命令字 0X46、0XB9IAP_TRIG = 0XA5;_nop_();ISP_IAP_Disable(); /關(guān)閉ISP/IAP功能EA = 1; /開中斷return (IAP_DATA);/*字節(jié)編程*vo

40、id Byte_program(uint byte_addr ,uchar isp_iap_data)IAP_CONTR = 0X85; /開啟ISP/IAP;并送等待時間IAP_CMD = 0X02; /送字節(jié)編程命令字 IAP_ADDRH = (uchar)(byte_addr >>8); /送地址高字節(jié)IAP_ADDRL = (uchar)(byte_addr &0X00FF); /送地址低字節(jié) IAP_DATA = isp_iap_data; /送數(shù)據(jù)進ISP_DATAEA = 0; /關(guān)中斷IAP_TRIG = 0X5A; /送觸發(fā)命令字 0X46、0XB9IAP_TRIG = 0XA5;_nop_();ISP_IAP_Disable(); /關(guān)閉ISP/IAP功能EA = 1; /開中斷 /* 扇區(qū)擦除*void Sector_erase(uint sector_addr) IAP_CONTR = 0X85; /開啟ISP/IAP;并送等待