基于單片機(jī)的節(jié)能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)分析

.z.航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕論文題目：基于單片機(jī)的節(jié)能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)所屬學(xué)院：指導(dǎo)教師：職稱：學(xué)生：班級、**:專業(yè)：航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2016年1月10日航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕任務(wù)書題目：基于單片機(jī)的節(jié)能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)任務(wù)與要求：1.白天自然光充足時(shí)，照明設(shè)備不啟動(dòng)；2.自然光不充足時(shí)，會(huì)根據(jù)人所處的位置，開啟該位置的照明設(shè)備；3.假設(shè)人在室走動(dòng)，則會(huì)依次點(diǎn)亮其行走路徑上的照明設(shè)備；4.當(dāng)人離開時(shí)，則關(guān)閉該處的照明設(shè)備。時(shí)間：2015年11月01日至2015年12月30日共8周所屬學(xué)院：學(xué)生：學(xué)號：專業(yè)：指導(dǎo)單位或教研室：指導(dǎo)教師： 職稱：航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制2016年1月10日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度方案表日期工作容執(zhí)行情況指導(dǎo)教師簽字2015.11.1—收集和查閱相關(guān)資料，對論文進(jìn)展詳細(xì)了解與分析。完成2015.11.8—理清論文思路并與指導(dǎo)教師交流。完成2015.11.16—開場論文編寫并構(gòu)建論文根本框架.完成2015．11.21—2015.11.26查閱資料，認(rèn)真思考創(chuàng)作，形成論文大綱。完成—2015.12.33分析資料，對論文進(jìn)展完善形成初稿完成—2015.12.10將形成的初稿，進(jìn)展中期檢查，修改論文。完成—2015.12.17提交論文終稿，裝訂成冊上交學(xué)院，同時(shí)為畢業(yè)論文辯論做好準(zhǔn)備。完成教師對進(jìn)度方案實(shí)施情況評價(jià)指導(dǎo)教師簽名：年月日本表作評定學(xué)生平時(shí)成績的依據(jù)之一。-.z.基于單片機(jī)的節(jié)能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【摘要】隨著電子技術(shù)的飛速開展，基于單片機(jī)的控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、電力、電子、智能樓宇等行業(yè)，微型計(jì)算機(jī)作為嵌入式控制系統(tǒng)的主體與核心，代替了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)的常規(guī)電子線路。樓宇智能化的開展與成熟，也為基于單片機(jī)的照明控制系統(tǒng)的普及與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的根底。本文介紹了基于單片機(jī)STC89C52的室燈光控制系統(tǒng)及其原理，提出了有效的節(jié)能控制方法。該系統(tǒng)采用了當(dāng)今比擬成熟的傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，利用多參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對室照明的控制。單片機(jī)通過繼電器控制照明設(shè)備的翻開或者關(guān)閉、通過光照檢測電路對照明設(shè)備周邊亮度進(jìn)展檢測，如果亮度不夠則單片機(jī)同時(shí)檢測BISS0001芯片是否采集到了人體熱釋電傳感信號，根據(jù)有無人體熱釋電傳感信號單片機(jī)立刻控制照明設(shè)備翻開或關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)照明控制,以到達(dá)節(jié)能的目的。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；傳感器；照明控制；節(jié)能控制；BISS0001TheControlSystemforIntelligentLightingBasedonSingle–chipMicroputerAbstract:Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology,thesystemofcontrolbasedonSingle-chipMicroputeriswidelyappliedinindustry,agriculture,electricpower,electron,intelligentbuildingandsoon.Microputer,asthesubjectandcoreoftheembeddedsystemofcontrol,replacesthetraditionalsystem—electroniccircuit.Atthesametime,thedevelopmentandmaturationoftheintelligentbuildinghaveestablishedthesubstantialfoundationforthepopularizationandapplicationofthecontrolsystemforlightingbasedonsingle-chipmicroputer.Inthispaper,theIndoorLightingControlSystemBasedonSTC89C52anditsprincipleareintroduced.Someeffectiveandenergysavingcontrolstrategysoflightingsystemarebroughtforward.Thecurrentsystemusesarelativelymaturesensortechnologyandputercontroltechnology,usingmulti-parametertoachievetheindoorlightingcontrol.Microputercontrolslightingequipmentopenorclosed,bytherelay,throughthelightdetectioncircuitforlightingequipmenttesting,ifsurroundingbrightnessisnotenoughthenmicroputerdetecttheBISS0001chipwhethercollectedtohumanpyroelectricsensingsignals,accordingtowhetherhavepyroelectricsensingsignalsmicrocontrollerredirectedimmediatelycontrollightingequipmentopenorclosedinordertoachievelightingcontrolstosavaenergy.KEYWORD:microcontroller；sensor；lightingcontrol；energy-saving；BISS0001-.z.目錄306301.課題研究的意義1109871.1國外研究現(xiàn)狀1326701.2系統(tǒng)研究的意義211382.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案3168622.1設(shè)計(jì)要求3265792.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)3218802.3功能描述3162332.4系統(tǒng)硬件電路框圖4134823.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)563023.1STC89C52單片機(jī)介紹5191453.2光照檢測電路524228光敏電阻的功能描述55804光照檢測電路5316743.3熱釋電紅外傳感器模塊611603功能描述77596熱釋電模塊檢測原理717573.3.3信號處理電路8326473.4時(shí)間顯示電路941033.4.1顯示器1602介紹9270113.4.2DS1302電路1132723.5輸出控制電路11250193.6電源模塊12319543.7復(fù)位電路1269554.軟件設(shè)計(jì)14309664.1軟件設(shè)計(jì)流程圖14240694.2仿真環(huán)境介紹1530905Keil介紹15152074.2.2Proteus介紹 15106654.3邏輯控制1512272完畢語193624參考文獻(xiàn)20-.z.1.課題研究的意義隨著社會(huì)的開展，人們對生活質(zhì)量的要求越來越高，為方便生活人們越來越多的在各個(gè)場所引入照明設(shè)備，照明在能耗中所占的比例日益增加。為了到達(dá)方便生活的目的，這些照明設(shè)備有時(shí)會(huì)徹夜開著，從而造成了大量電力能源的浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在樓宇能量消耗中，僅照明就占33%，因此照明節(jié)能日顯重要。近年來，人們對照明的要求也越來越高，傳統(tǒng)的手動(dòng)照明控制系統(tǒng)技術(shù)受到了時(shí)代的強(qiáng)烈沖擊，智能照明技術(shù)隨之出現(xiàn)，并迅速地向前開展。一般來說，手動(dòng)控制系統(tǒng)指的是個(gè)人通過按鈕的切換、旋轉(zhuǎn)、撳動(dòng)或遙控器和其他途徑執(zhí)行操作的單一開關(guān)或一組開關(guān)和調(diào)光裝置構(gòu)成的系統(tǒng)，小規(guī)模情況下，確實(shí)具有本錢低廉的優(yōu)點(diǎn)，但隨著照明系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，手動(dòng)控制將失去其本錢上的效益。此外，不需要照明時(shí)，是否關(guān)燈完全決定于人為因素，難免浪費(fèi)電力增大能耗，照明圍越大，問題尤其嚴(yán)重。智能照明控制系統(tǒng)指的是用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其它輔助手段，對電力照明進(jìn)展自動(dòng)控制，提供適宜的照明光環(huán)境的同時(shí)減少照明系統(tǒng)電能消耗和其它相關(guān)費(fèi)用。智能照明控制系統(tǒng)和手動(dòng)照明控制系統(tǒng)相比具有很多優(yōu)點(diǎn)，包括創(chuàng)造環(huán)境氣氛，提高工作效率，良好的節(jié)能效果，改善工作環(huán)境，延長光源壽命，管理維護(hù)方便等。相對智能照明控制系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)控制方式簡單、有效、直觀。但它過多依賴控制者的個(gè)人能力，控制相對分散和無法有效管理，其實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化程度太低。正因?yàn)榇耍彰鞯闹悄茏詣?dòng)化研究有著極其有重要的意義。1.1國外研究現(xiàn)狀我國的照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)從1996年開場實(shí)施中國綠色照明工程以后，得到了社會(huì)各界和國際社會(huì)的廣泛關(guān)注和支持，在各地區(qū)有關(guān)部門、單位和企業(yè)的共同努力下以及聯(lián)合國開發(fā)方案署和全球環(huán)境基金的積極參與和資助下開展的。通過這些年的研究取得顯著成效，積累了豐富經(jīng)歷，改善了照明質(zhì)量，節(jié)約了照明用電，為建立優(yōu)質(zhì)高效、經(jīng)濟(jì)舒適、平安可靠的照明環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)開展發(fā)揮了積極作用[2]。目前國幾種常見的照明控制系統(tǒng)有以下幾種:1.Dynalite智能照明控制系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由調(diào)光模塊、開關(guān)模塊、控制面板、液晶顯示觸摸屏、智能傳感器、編程插日、時(shí)鐘管理器、手持式編程器和PC監(jiān)控機(jī)等部件組成。采用DyNet網(wǎng)絡(luò)連接，DyNet是一個(gè)分布式智能化網(wǎng)絡(luò)，使用RS-485通訊協(xié)議。2.C-Bus智能照明控制系統(tǒng)C-Bus系統(tǒng)是1994年由澳大利亞奇勝電氣公司開發(fā)的，現(xiàn)已廣泛用于很多國家和地區(qū)。C-Bus系統(tǒng)是一個(gè)二線制的總線型式的智能控制系統(tǒng)，主要用于對照明系統(tǒng)的控制。也可用于消防等系統(tǒng)中的聯(lián)動(dòng)控制。3.ABBi-busEIB智能安裝系統(tǒng)EIB智能系統(tǒng)由總線、總線電源、智能傳感器(光線傳感器、模糊開關(guān)、時(shí)間控制器、移動(dòng)傳感器)、智能開關(guān)驅(qū)動(dòng)器和其他智能元件(邏輯模塊總線禍合器)構(gòu)成。它是典型的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，每個(gè)元件就是一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)連接在一根2芯雙絞線介質(zhì)的總線上，不分主從隸屬關(guān)系實(shí)現(xiàn)相互之間的通訊從而實(shí)現(xiàn)控制和被控制。美國九十年代處就開場致力于照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的研究工作，并且各州都制訂了相應(yīng)的能耗限制標(biāo)準(zhǔn)，包括了居住、辦公、商業(yè)、體育、交通運(yùn)輸、醫(yī)院、學(xué)校等建筑。如：美國"建筑物能量標(biāo)準(zhǔn)"(ASHRAE/IESNA

90．1-1999．9)、美國2003年國際節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的照明功率密度、加州能源委員會(huì)推薦照明功率密度、美國新建筑研究所的室照明功率密度等。美國的照明能耗限制標(biāo)準(zhǔn)同樣是采用照明功率密度值，但對于不同類型的建筑根據(jù)其使用功能的不同，分別規(guī)定了整棟建筑或逐個(gè)房間照明功率密度限制值[2]。1.2系統(tǒng)研究的意義社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的開展使得人們的生活水平也不斷提高，導(dǎo)致用電負(fù)荷的加劇，又由于世界性的能源危機(jī)，而此問題對我國來說尤為嚴(yán)重。隨著各類建筑空間的擴(kuò)大，照明的需求也越來越多，而室照明的管理不到位，往往造成電能的巨大浪費(fèi)，這樣，提高室用電效率就成為首要考慮的問題。目前對燈光的智能控制，國外已經(jīng)開場采用，但對室燈光的控制，尤其是我國室燈光的智能控制尤為缺乏和不完善，依然是傳統(tǒng)式的人工管理。各類大型建筑不斷擴(kuò)建，室的用電負(fù)荷不斷加大，再者，現(xiàn)代自動(dòng)化程度不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，燈光的管理也在朝著自動(dòng)化、智能化方向開展。例如摟道燈光的自動(dòng)控制等等。所有這些使得室燈光控制應(yīng)該朝著智能的方向開展[4]。所以，開發(fā)簡便、實(shí)用的室燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)要求在一個(gè)盡可能大的環(huán)境，白天自然光充足時(shí)，照明設(shè)備不啟動(dòng)；自然光不充足時(shí)，會(huì)根據(jù)人所處的位置，開啟該位置的照明設(shè)備，假設(shè)人在室走動(dòng)，則會(huì)依次點(diǎn)亮其行走路徑上的照明設(shè)備；當(dāng)人離開時(shí)，則關(guān)閉該處的照明設(shè)備。系統(tǒng)的主要目的是對燈的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)展控制。當(dāng)光照檢測模塊和熱釋電紅外線傳感器模塊采集到光照強(qiáng)弱、室是否有人等信息送到單片機(jī)端口，單片機(jī)根據(jù)接收到的信息通過控制電路對照明設(shè)備進(jìn)展開關(guān)操作，從而實(shí)現(xiàn)照明控制，來到達(dá)節(jié)能的目的。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩局部。根據(jù)我們需要實(shí)現(xiàn)的功能，合理選擇元器件進(jìn)展設(shè)計(jì)。為了制作出想要的電路板，硬件設(shè)計(jì)主要涉及到構(gòu)造原理圖，并對原理圖用keil軟件進(jìn)展仿真，這一步最為重要，它關(guān)系到實(shí)驗(yàn)成功與否的關(guān)鍵。然后一旦仿真測試出我們想要的結(jié)果后，就可進(jìn)展下一步原理圖的繪制。軟件設(shè)計(jì)局部，應(yīng)該結(jié)合硬件電路所要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)展設(shè)計(jì)。主要針對光電檢測電路和熱釋電傳感器輸出信號進(jìn)展處理。當(dāng)光強(qiáng)的時(shí)候，系統(tǒng)對光照進(jìn)展檢測，產(chǎn)生信號并處理控制燈的開關(guān)狀態(tài)，科學(xué)管理燈光的亮與滅，到達(dá)節(jié)約用電的目的[3]。2.3功能描述本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能照明系統(tǒng)的功能如下：1.首先通過熱釋電紅外傳感器探測室是否有人，當(dāng)人在移動(dòng)時(shí)，熱釋電傳感器輸出為高電平，沒人的時(shí)候輸出為低電平，電平值發(fā)送到單片機(jī)端口作進(jìn)一步判斷。2.當(dāng)有人在室，就已經(jīng)啟動(dòng)，啟動(dòng)后會(huì)通過光敏電阻自動(dòng)檢測室環(huán)境的光強(qiáng)，然后根據(jù)光敏傳感器來檢測光強(qiáng)，當(dāng)室光強(qiáng)大時(shí)，燈不會(huì)翻開，當(dāng)光強(qiáng)不夠時(shí)就翻開照明。如果白天的亮度到達(dá)一定程度，就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。因?yàn)椴捎霉鈴?qiáng)檢測，所以不用考慮白天黑夜時(shí)間段的問題，只要室光強(qiáng)不夠，且有人活動(dòng)就會(huì)翻開燈。所以即使是陰雨天都會(huì)根據(jù)實(shí)際光強(qiáng)來決定是否開燈。3.液晶顯示屏可以顯示系統(tǒng)的檢測情況，當(dāng)檢測到室有人走動(dòng)的時(shí)候，會(huì)顯示有人，否則顯示無人。4.時(shí)間顯示，即顯示此刻的時(shí)間。2.4系統(tǒng)硬件電路框圖系統(tǒng)以單片微型計(jì)算機(jī)為核心外加多種接口電路組成，共有七個(gè)主要局部：STC89C52芯片、光信號采集電路、人體信號采集電路、輸出控制電路、時(shí)間顯示電路和復(fù)位電路。系統(tǒng)框圖圖2-1所示：圖2-1系統(tǒng)硬件電路框圖3.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1STC89C52單片機(jī)介紹STC89C52是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)的在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用經(jīng)典的MCS-51核，但做了很多的改良使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8K字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，置4KBEEPROM，MA*810復(fù)位電路，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級中斷構(gòu)造〔兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷構(gòu)造〕，全雙工串行口。另外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停頓工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停頓，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選[5]。3.2光照檢測電路光敏電阻的功能描述光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換〔將光的變化轉(zhuǎn)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(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線〔可見光〕的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值〔暗阻〕可達(dá)1~10M歐,在強(qiáng)光條件〔100L*〕下，它阻值〔亮阻〕僅有幾千甚至數(shù)百歐姆。光照檢測電路繼電器是一種根據(jù)電量〔電壓、電流等〕或者根據(jù)非電量〔溫度、時(shí)間、轉(zhuǎn)速、壓力〕等信號的變化帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，來接通或者斷開所控制的電路或者電器，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電路或者電器設(shè)備的電器。光照檢測電路如圖3-2所示，通過用萬用表測量，可以知道，當(dāng)有光照的時(shí)候光敏電阻的大小為1.8K，光照不強(qiáng)的時(shí)候?yàn)?.2K。LM324可以當(dāng)做比擬器使用，當(dāng)有光照的時(shí)候，電阻R2分得比擬大的電壓，使得1腳輸出為低，此時(shí)三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器不閉合。當(dāng)沒有光照的時(shí)候，光敏電阻阻值較大，分壓大于R2，所以1腳輸出為高電平，繼電器閉合。圖3-1光照檢測電路3.3熱釋電紅外傳感器模塊功能描述1、全自動(dòng)感應(yīng)：人進(jìn)入其感應(yīng)圍則輸出高電平，人離開感應(yīng)圍則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。2、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：在夏天當(dāng)環(huán)境溫度升高至30～32℃，探測距離稍變短，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，延時(shí)時(shí)間段一完畢，輸出將自動(dòng)從高電平變成低電平；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，如果有人體在其感應(yīng)圍活動(dòng)，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時(shí)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(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)間段感應(yīng)器不承受任何感應(yīng)信號。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)用于間隔探測產(chǎn)品；同時(shí)此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(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)[8]。6、工作電壓圍寬：默認(rèn)工作電壓DC4.5V-20V。7、輸出高電平信號：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對接。熱釋電模塊檢測原理熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴後岆妭鞲衅骶哂斜惧X低、不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源、靈敏度高、可流動(dòng)安裝等特點(diǎn)。實(shí)際使用時(shí)，在熱釋電傳感器前需安裝菲涅爾透鏡，這樣可大大提高接收靈敏度，增加檢測距離及圍。實(shí)驗(yàn)證明，熱釋電紅外傳感器假設(shè)不加菲涅爾透鏡，則其檢測距離僅為2m左右；而配上菲涅爾透鏡后，其檢測距離可增加到10m以上。由于熱釋電傳感器輸出的信號變化緩慢、幅值小(小于1mV)，不能直接作為照明系統(tǒng)的控制信號，因此傳感器的輸出信號必須經(jīng)過一個(gè)專門的信號處理電路，使得傳感器輸出信號的不規(guī)則波形轉(zhuǎn)變成適合于單片機(jī)處理的數(shù)字信號[3]。根據(jù)以上要求，人體熱釋電檢測電路組成框圖如圖3-2所示：圖3-2熱釋電組成框圖3.3.3信號處理電路本設(shè)計(jì)采用BISS0001來完成對熱釋電傳感器輸出信號的處理。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件就可構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開關(guān)、報(bào)警用人體熱釋電傳感器等。它能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)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，或用于平安區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。它主要由運(yùn)算放大器、電壓比擬器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成。BISS0001的引腳圖如圖3-3所示：圖3-3BISS0001的引腳圖由BISS0001構(gòu)成的信號處理電路如圖3-4所示。圖3-4BISS0001硬件電路圖圖3-4中，運(yùn)算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號作第一級放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)展第二級放大，再經(jīng)由電壓比擬器COP1和COP2構(gòu)成的雙向鑒幅器處理后，檢出有效觸發(fā)信號Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)器，輸出信號Vo經(jīng)晶體管T1放大驅(qū)動(dòng)繼電器去接通負(fù)載。R3為光敏電阻，用來檢測環(huán)境照度，當(dāng)作為照明控制時(shí)，假設(shè)環(huán)境較明亮，R3的電阻值會(huì)降低，使9腳的輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號Vs。SW1是工作方式選擇開關(guān)，當(dāng)SW1與1端連通時(shí)，芯片處于可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1與2端連通時(shí)，芯片則處于不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。輸出延遲時(shí)間T*由外部的R9和C7的大小調(diào)整，值為T*≈24576*R9C7；觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部的R10和C6的大小調(diào)整，值為Ti≈24*R10C6。3.4時(shí)間顯示電路3.4.1顯示器1602介紹1602采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第3腳：V0為液晶顯示器比照度調(diào)整端，接正電源時(shí)比照度最弱，接地電源時(shí)比照度最高，比照度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生"鬼影〞，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整比照度。第4腳：RS為存放器選擇，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)存放器、低電平時(shí)選擇指令存放器。第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時(shí)進(jìn)展讀操作，低電平時(shí)進(jìn)展寫操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平RW為高電平時(shí)可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平RW為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光電源正極。第16腳：背光電源負(fù)極。1602液晶模塊部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器〔CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，如表1所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比方大寫的英文字母"A〞的代碼是01000001B〔41H〕，顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母"A〞。1602顯示程序如下：#include"1602.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddelay(uintz){uint*,y;for(*=z;*>0;*--)for(y=110;y>0;y--);}voidwrite(uchar){lcdrs=0;P0=;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}voidwritedata(uchardate){lcdrs=1;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}voidinit1602(){lcden=0;write(0*38);write(0*0c);write(0*06);write(0*01);}3.4.2DS1302電路介紹美國DALLAS公司推出的具有涓細(xì)電流充電能力的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302的構(gòu)造、工作原理及其在實(shí)時(shí)顯示時(shí)間中的應(yīng)用。它可以對年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)展計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。DS1302的引腳排列,其中VCC1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。DS1302由VCC1或VCC2兩者中的較大者供電。當(dāng)VCC2大于VCC1＋0.2V時(shí)，VCC2給DS1302供電。當(dāng)VCC2小于VCC1時(shí)，DS1302由VCC1供電。*1和*2是振蕩源，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來啟動(dòng)所有的數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：首先，RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位存放器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進(jìn)展操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)行時(shí)，在VCC≥2.5V之前，RST必須保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。如下為時(shí)間顯示電路圖：圖3-5DS1302電路圖3.5輸出控制電路輸出控制電路使用一個(gè)發(fā)光二極管并串聯(lián)限流電阻，用5V電源供電，另一端接單片機(jī)端口，限流電阻作用為保護(hù)單片機(jī)和發(fā)光二極管，防止元器件或者單片機(jī)過載，燒毀發(fā)光二極管或者單片機(jī)。當(dāng)端口輸出為低電平的時(shí)候，燈亮，否則，燈不亮。圖3-6輸出局部電路圖3.6電源模塊參照設(shè)計(jì)中使用的單片機(jī)各器件的電壓參數(shù)，在滿足電路能正常工作的同時(shí)，并能保證本次設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用5V電壓供電，可以完全滿足需求。電源模塊的電路圖如下：圖3-7電源模塊3.7復(fù)位電路在含有控制器的電路系統(tǒng)中，都必須要有相應(yīng)的復(fù)位電路，這樣能夠使系統(tǒng)在上電后，很好地復(fù)位系統(tǒng)并使系統(tǒng)處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。一般簡單的復(fù)位電路可以采用RC復(fù)位，這種電路的穩(wěn)定性一般、可靠性較高。復(fù)位電路如圖3-8所示：圖3-8復(fù)位電路4.軟件設(shè)計(jì)4.1軟件設(shè)計(jì)流程圖單片機(jī)硬件電路要實(shí)現(xiàn)它的功能，必須要使用程序來對它進(jìn)展控制。軟件局部的主要任務(wù)是完成對光照檢測電路和對熱釋電傳感器信號處理電路的輸出信號進(jìn)展處理。在光照較強(qiáng)時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)對光照檢測電路的輸出狀態(tài)進(jìn)展檢測。光照較弱時(shí)，系統(tǒng)對信號處理電路的輸出狀態(tài)Vo進(jìn)展檢測。假設(shè)室有人時(shí)Vo為高電平，系統(tǒng)控制照明設(shè)備點(diǎn)亮并按設(shè)定的時(shí)間進(jìn)展延時(shí)。在延時(shí)時(shí)間再一次檢測到有人時(shí)，則系統(tǒng)又按設(shè)定的時(shí)間進(jìn)展延時(shí)；假設(shè)在延時(shí)時(shí)間檢測到室無人時(shí)，則系統(tǒng)控制照明設(shè)備熄滅并重新對信號處理電路的輸出狀態(tài)Vo進(jìn)展檢測[3]。根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，軟件設(shè)計(jì)流程圖如下：開場開場自然光是否充自然光是否充是否有人YNY設(shè)置延時(shí)時(shí)間flag=1點(diǎn)亮照明設(shè)備N圖4-1軟件設(shè)計(jì)流程圖4.2仿真環(huán)境介紹Keil介紹KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編語言相比，C語言在功能上、構(gòu)造性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境〔uVision〕將這些局部組合在一起。運(yùn)行Keil軟件需要WIN98、NT、WIN2000、WIN*P等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，則Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。4.2.2Proteus介紹Porteus是一款集單片機(jī)仿真與SPICE分析于一身的EDA仿真軟件，于1989年由英國LabcenterEletroniceLtd研發(fā)成功，經(jīng)過多年的發(fā)屏，現(xiàn)已成為當(dāng)前EDA性價(jià)比最高、性能最強(qiáng)的一款軟件。Proteus軟件有十多年的歷史，在全球廣泛使用，除了其具有和其它EDA工具一樣的原理布圖、PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真的功能外，其最大的特點(diǎn)是ProteusVSM(VirtualSystemModelling)實(shí)現(xiàn)了混合模式的SPICE電路仿真，它將虛擬儀器、高級圖表仿真、微處理器軟仿真器、第三方的編譯器和調(diào)試器等有機(jī)結(jié)合起來，在世界圍第一次實(shí)現(xiàn)了在硬件物理模型搭建成功之前，即可在計(jì)算機(jī)上完成原理圖設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、處理器代碼調(diào)試及實(shí)時(shí)仿真、系統(tǒng)測試，以及功能驗(yàn)證[12]。Proteus主要有兩大局部組成：ISIS——原理圖設(shè)計(jì)、仿真系統(tǒng)。它用于電路原理圖的設(shè)計(jì)以及交互式仿真。ARES——印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它主要用于印制電路板的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生最終的PCB文件。4.3邏輯控制室照明控制系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境因素來決定開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)自然光很強(qiáng)的時(shí)候，不管有沒有人，照明設(shè)備都不啟動(dòng)，當(dāng)自然光很弱的時(shí)候，如果有人就翻開照明設(shè)備，沒人就不開啟。編寫程序的時(shí)候，光照很強(qiáng)用邏輯1表示，無光照或光照較弱用邏輯0表示，有人用邏輯1表示，無人用邏輯0表示，照明設(shè)備翻開用邏輯0表示，照明設(shè)備不翻開，用邏輯1表示。根據(jù)上述要求，可以畫出系統(tǒng)邏輯功能表如表4-1所示，轉(zhuǎn)化成真值表如表4-2所示。表4-1系統(tǒng)邏輯信號光照強(qiáng)度人體信號照明狀態(tài)邏輯狀態(tài)強(qiáng)有關(guān)強(qiáng)無關(guān)弱有開弱無關(guān)表4-2系統(tǒng)邏輯真值表信號光照強(qiáng)度人體信號照明狀態(tài)邏輯狀態(tài)111101010001照明控制程序如下：#include<reg52.h>#include"1602.h"#defineuintunsignedintsbitguang=P3^0;sbitren=P2^0;sbitsc=P2^7;//照明設(shè)備端口sbitkai=P2^3;//手動(dòng)開關(guān)uintnum;ucharcodetable[]="YOUREN";//顯示有人ucharcodetable1[]="WUREN";voidmain(){init1602();while(1){if(kai==0){sc=0;}if(kai==1){if(guang==1){sc=1;if(ren==1){ write(0*80);//顯示無人for(num=0;num<15;num++){writedata(table[num]);delay(5);}delay(10000);}else{ write(0*80);//顯示有人for(num=0;num<14;num++){writedata(table1[num]);delay(5);}}delay(10000);}if(guang==0){if(ren==1){sc=0;