課程設(shè)計(jì)-人體感應(yīng)LED設(shè)計(jì)

1、淮北師范大學(xué)信息學(xué)院綜合性課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：人體感應(yīng)LED設(shè)計(jì) 組員： 指導(dǎo)教師：2015年5月報(bào)告內(nèi)容一、 設(shè)計(jì)的內(nèi)容或要求人體感應(yīng)燈是一款利用紅外線、熱釋電原理感應(yīng)人體活動(dòng)信息的新技術(shù)設(shè)計(jì)、研發(fā)而成的，專(zhuān)門(mén)用來(lái)檢測(cè)和感應(yīng)人體活動(dòng)信息的產(chǎn)品。 當(dāng)人或有溫度的物體進(jìn)入模塊感應(yīng)范圍內(nèi)時(shí)，感應(yīng)模塊就會(huì)輸出一個(gè)高電平脈沖信號(hào)、或高電平延時(shí)信號(hào)，輸出的感應(yīng)脈沖或延時(shí)信號(hào)可以直接驅(qū)動(dòng)LED燈指示燈。二、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖：圖原件列表：名稱(chēng)數(shù)量DSN-FIR800人體紅外熱釋電傳感器模塊1個(gè)AT89C2051單片機(jī)1個(gè)12MHz晶振1個(gè)30pF電容2個(gè)10uF電容1個(gè)1k電阻1個(gè)200電阻2個(gè)LED發(fā)光二

2、極管2個(gè)開(kāi)關(guān)1個(gè)表DSN-FIR800人體紅外熱釋電傳感器模塊：產(chǎn)品概述：DSN-FIR800是基于紅外線技術(shù)的自動(dòng)控制產(chǎn)品,靈敏度高，可靠性強(qiáng)， 超低電壓工作模式,廣泛應(yīng)用于各類(lèi)自動(dòng)感應(yīng)電器設(shè)備,尤其是干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。功能特點(diǎn)：1.全自動(dòng)感應(yīng):人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸出高電平，人離開(kāi)感應(yīng)范圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。2.光敏控制（可選擇，出廠時(shí)未設(shè)）：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。3.溫度補(bǔ)償(可選擇， 出廠時(shí)未設(shè))： 在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至3032，探測(cè)距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定的性能補(bǔ)償。4.兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇） a.不可重復(fù)觸發(fā)方式:即感應(yīng)輸出高電平后，

3、延時(shí)時(shí)間段一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖健?#160;b.可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后， 在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開(kāi)后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘?yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。5.具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置:2.5S封鎖時(shí)間)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個(gè)封鎖時(shí)間段，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)。此功能可以實(shí)現(xiàn)“感應(yīng)輸出時(shí)間”和“封鎖時(shí)間” 兩者的間隔工作， 可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過(guò)程中

4、產(chǎn)生的各種干擾。(此時(shí)間可設(shè)置在零點(diǎn)幾秒幾十秒鐘)。6.工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC4.5V-20V。7.微功耗:靜態(tài)電流<60微安，特別適合干電池供電的自動(dòng)控制產(chǎn)品。8.輸出高電平信號(hào)：可方便與各類(lèi)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)距離電位器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，感應(yīng)距離增大（約7 米），反之， 感應(yīng)距離減?。s3 米）。調(diào)節(jié)延時(shí)電位器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)， 感應(yīng)延時(shí)加長(zhǎng)（約300S），反之，感應(yīng)延時(shí)減短（約5S）。 使用說(shuō)明:1.感應(yīng)模塊通電后有一分鐘左右的初始化時(shí)間，在此期間模塊會(huì)間隔地輸出0-3次，一分鐘后進(jìn)入待機(jī)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(jìn)干擾信號(hào)產(chǎn)生誤動(dòng)作；使

5、用環(huán)境盡量避免流動(dòng)的風(fēng)，風(fēng)也會(huì)對(duì)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(zhǎng)方形，雙元（A元B元）位于較長(zhǎng)方向的兩端，當(dāng)人體從左到右或從右到左走過(guò)時(shí),紅外光譜到達(dá)雙元的時(shí)間、距離有差值，差值越大，感應(yīng)越靈敏，當(dāng)人體從正面走向探頭或從上到下或從下到上方向走過(guò)時(shí)，雙元檢測(cè)不到紅外光譜距離的變化，無(wú)差值，因此感應(yīng)不靈敏或不工作；所以安裝感應(yīng)器時(shí)應(yīng)使探頭雙元的方向與人體活動(dòng)最多的方向盡量相平行，保證人體經(jīng)過(guò)時(shí)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(gè)方向感應(yīng)范圍大、靈敏度強(qiáng)，安裝時(shí)仍須盡量按以上要求。技術(shù)參數(shù)：工作電壓范圍

6、DC 4.5-20V靜態(tài)電流<60uA電平輸出高3.3 V /低0V觸發(fā)方式L不可重復(fù)觸發(fā)/H重復(fù)觸發(fā)（默認(rèn)）延時(shí)時(shí)間默認(rèn)5S (5-300S可調(diào))可制作零點(diǎn)幾秒-幾十分鐘封鎖時(shí)間默認(rèn)2.5S， 可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十秒電路板外形尺寸32mm*24mm感應(yīng)角度<110度錐角感應(yīng)距離7米以內(nèi)工作溫度-20-+80度感應(yīng)透鏡尺寸直徑:23mm(默認(rèn)) 表原理圖：圖圖AT89C2051資料 AT89C2051是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 by

7、tes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-5l指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大。 圖AT89C2051單片機(jī)引腳介紹： AT89C2051為20引腳小型封裝，2K內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，15個(gè)可編程I/O口線，沒(méi)有P0口和P2口的16根I/O線，內(nèi)部集成了一個(gè)模擬比較器。芯片共有20個(gè)引腳，引腳的排列順序?yàn)閺目啃酒娜笨冢ㄒ?jiàn)上圖）左邊那列引腳逆時(shí)針數(shù)起，依次為1、2、3.20，在單片機(jī)的20個(gè)引腳中，電源引腳2根，外接晶體振蕩器引腳2根，復(fù)位引腳1根以及P1、P3口可編程I/O引腳15根。 &#

8、160;1、主電源引腳（2根） VCC(Pin20)：電源輸入，接電源 GND(Pin10)：接地線 2、外接晶振引腳（2根） XTAL1(Pin5)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin4)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端  3、控制引腳（1根） RST/VPP(Pin1)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。  4、可編程輸入/輸出引腳（15根） P1口： 8位準(zhǔn)雙向I/O口線，P1.0P1.7 ，共8根   P1口是一個(gè)8位雙

9、向I/O口?？谝_P1.2P1.7提供內(nèi)部上拉電阻，P1.0和P1.1要求外部上拉電阻。P1.0和P1.1還分別作為片內(nèi)精密模擬比較器的同相輸入(ANI0)和反相輸入(AIN1)。P1口輸出緩沖器可吸收20mA電流并能直接驅(qū)動(dòng)LED顯示。當(dāng)P1口引腳寫(xiě)入“1”時(shí)，其可用作輸入端，當(dāng)引腳P1.2P1.7用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的寫(xiě)入“1”時(shí)，其可用作輸入端。當(dāng)引腳P1.2P1.7用作輸入并被外部拉低時(shí)，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流。P3口： 8位準(zhǔn)雙向I/O口線，P3.0P3.5、P3.7，共7根 P3口的P3.0P3.5、P3.7是帶有內(nèi)部上拉電阻 的七個(gè)雙向I/O口

10、引腳。P3.6用于固定輸入片內(nèi)比較器的輸出信號(hào)并且它作為一通用I/O引腳而不可訪問(wèn)。P3口緩沖器可吸收20mA電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時(shí)，被外部拉低的P3口腳將用上拉電阻而流出電流。P3口還用于實(shí)現(xiàn)AT89C2051的各種第二功能，如下表所列：引腳口功 能P3.0RXD串行輸入端口P3.1TXD串行輸出端口P3.2INT0外中斷0P3.3INT1外中斷1P3.4T0定時(shí)器0外部輸入P3.5T1定時(shí)器1外部輸入 表5、RST：復(fù)位輸入。RST一旦變成高電平所有的I/O引腳就復(fù)位到“1”。當(dāng)振蕩器正在運(yùn)行時(shí)，持續(xù)給出RST引腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平便

11、可完成復(fù)位。每一個(gè)機(jī)器周期需12個(gè)振蕩器或時(shí)鐘周期。6、XTAL1：作為振蕩器反相器的輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入。7、XTAL2：作為振蕩器反相放大器的輸出。主要性能：1、和MCS-51產(chǎn)品兼容；2、2KB可重編程FLASH存儲(chǔ)器（10000次）；3、2.7-6V電壓范圍；4、全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz；5、2級(jí)程序存儲(chǔ)器保密鎖定；6、128*8位內(nèi)部RAM；7、15條可編程I/O線；8、兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；9、6個(gè)中斷源；10、可編程串行通道；11、高精度電壓比較器（P1.0，P1.1，P3.6）；12、直接驅(qū)動(dòng)LED的輸出端口。仿真電路圖：圖源程序：#include<reg

12、52.h>#define uint unsigned int /宏定義#define uchar unsigned charsbit FIR=P15; /傳感器接口sbit LED=P11;/led接口/*延時(shí)函數(shù)*/void delayms(uint x) uint a,b; for(a=x;a>0;a-) for(b=110;b>0;b-);/*主函數(shù)*/void main() LED=1; /關(guān)閉led while(1) /循環(huán)體 if(FIR=1) /如果有人 delayms(5); /延時(shí) if(FIR=1) /如果有人 LED=0; /打開(kāi)led else LED

13、=1; /如果沒(méi)有人 關(guān)閉led 流程圖： 圖PCB制板1. 畫(huà)出pcb圖2.打印正面鏡像打印，反面非鏡像打印。打印在黃色轉(zhuǎn)印紙上，為之后的轉(zhuǎn)印做準(zhǔn)備。3.轉(zhuǎn)印先用砂紙打磨覆銅板，清理干凈板子上面的灰塵；并把覆銅板切割成大小與PCB圖大小相等的板子，節(jié)省材料；用轉(zhuǎn)印紙包裹覆銅板，并用轉(zhuǎn)印機(jī)對(duì)其加熱。由于是雙層板，所以需要兩面都轉(zhuǎn)印。4.腐蝕把轉(zhuǎn)印成功的覆銅板放在腐蝕液中，十分鐘左右，等板子里沒(méi)被墨覆蓋的銅被腐蝕干凈為止。之后，把板子上面的墨用水和砂紙清洗干凈，再對(duì)上面沒(méi)有腐蝕完整的部分進(jìn)行修改。腐蝕液是由三氯化鐵加溫水組成的，與銅會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。5.打孔利用打孔機(jī)對(duì)PCB板進(jìn)行打孔，好為元器件

14、的焊接做準(zhǔn)備。此時(shí)，一個(gè)完整的PCB板基本就做好了。焊接1.清點(diǎn)材料；2.二極管、電容、電阻和電感的認(rèn)識(shí)；用萬(wàn)用表測(cè)量以及觀察元器件上的一些特征以去確定元器件的正負(fù)、電容大小以及阻值和感值大小。3.焊接前的準(zhǔn)備工作；準(zhǔn)備好海綿（用水濕過(guò)的），松香，電烙鐵，焊錫，以及支架；元件讀數(shù)測(cè)量、去氧化層、元件彎制、元件插放、元件焊接。4.元器件的焊接與安裝；電烙鐵加熱，在加熱的進(jìn)程中要及時(shí)給裸銅面搪錫否則會(huì)不好焊；加熱中要把斜面靠在元件腳上使加熱面積最大，焊點(diǎn)高約1.5mm直徑與焊盤(pán)一致腳高出約0.5mm，不僅要位置正確，還要焊接可靠，形狀美觀。5.開(kāi)關(guān)電源故障的排除。焊接完一類(lèi)元器件，應(yīng)檢查一遍焊接質(zhì)

15、量是否有錯(cuò)焊、漏焊，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。三、 總結(jié) 做了幾周的課程設(shè)計(jì)，回顧起此課程設(shè)計(jì)，至今我們?nèi)愿锌H多。從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說(shuō)得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，有很多的心得體會(huì)，有關(guān)于單片機(jī)方面的，更多的是關(guān)于人與人之間關(guān)系方面的。因?yàn)槲冶救藢?duì)單片機(jī)也并不是很熟悉，學(xué)的東西好像它是它，我是我的，理論聯(lián)系不了實(shí)際。以前的匯編語(yǔ)言沒(méi)學(xué)好，一開(kāi)始的程序這塊兒就要令我抓狂了。后來(lái)請(qǐng)教同學(xué)，看他邊做邊給我講解，我進(jìn)一步學(xué)習(xí)和掌握 對(duì)程序的設(shè)計(jì)和編寫(xiě)。從中體會(huì)到了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)的方便和巧妙，懂的了在進(jìn)行編寫(xiě)一個(gè)程序之前，要有明確的目標(biāo)和整體的設(shè)計(jì)思想，另外某些具體的動(dòng)手內(nèi)容也是相當(dāng)?shù)闹匾热缭谧霭宓倪^(guò)程中要非常小心，我開(kāi)始由于粗心做壞了兩個(gè)板子。 這些寶貴的編程思想和從中摸索到的經(jīng)驗(yàn)都是在實(shí)踐過(guò)程中獲得的寶貴財(cái)富，這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后會(huì)有很大的幫助的，我要好好利用。 通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐