基于單片機(jī)的節(jié)能照明控制新版專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

西安航空職業(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)節(jié)能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)所屬學(xué)院：指引教師：職稱：學(xué)生姓名：班級(jí)、學(xué)號(hào)：專業(yè)：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制1月10日西安航空職業(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)節(jié)能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)任務(wù)與規(guī)定：1.白天自然光充分時(shí)，照明設(shè)備不啟動(dòng)； 2.自然光不充分時(shí)，會(huì)依照人所處位置，啟動(dòng)該位置照明設(shè)備；3.若人在室內(nèi)走動(dòng)，則會(huì)依次點(diǎn)亮其行走途徑上照明設(shè)備；4.當(dāng)人離開時(shí)，則關(guān)閉該處照明設(shè)備。時(shí)間：年11月01日至年12月30日共8周所屬學(xué)院：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)：指引單位或教研室：指引教師： 職稱：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制1月10日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度籌劃表日期工作內(nèi)容執(zhí)行情況指引教師簽字.11.1—.11.7收集和查閱有關(guān)資料，對(duì)論文進(jìn)行詳細(xì)理解與分析。完畢.11.8—.11.15理清論文思路并與指引教師交流。完畢.11.16—.11.20開始論文編寫并構(gòu)建論文基本框架.完畢．11.21—.11.26查閱資料，認(rèn)真思考創(chuàng)作，形成論文大綱。完畢.11.27—.12.33分析資料，對(duì)論文進(jìn)行完善形成草稿完畢.12.4—.12.10將形成草稿，進(jìn)行中期檢查，修改論文。完畢.12.11—.12.17提交論文終稿，裝訂成冊(cè)上交學(xué)院，同步為畢業(yè)論文答辯做好準(zhǔn)備。完畢教師對(duì)進(jìn)度籌劃實(shí)行狀況評(píng)價(jià)指引教師簽名：年月日本表作評(píng)估學(xué)生平時(shí)成績(jī)根據(jù)之一?；趩纹瑱C(jī)節(jié)能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)【摘要】隨著電子技術(shù)飛速發(fā)展，基于單片機(jī)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)主體與核心，代替了老式控制系統(tǒng)常規(guī)電子線路。樓宇智能化發(fā)展與成熟，也為基于單片機(jī)照明控制系統(tǒng)普及與應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基本。本文簡(jiǎn)介了基于單片機(jī)STC89C52室內(nèi)燈光控制系統(tǒng)及其原理，提出了有效節(jié)能控制辦法。該系統(tǒng)采用了當(dāng)今比較成熟傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，運(yùn)用多參數(shù)來實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)照明控制。單片機(jī)通過繼電器控制照明設(shè)備打開或者關(guān)閉、通過光照檢測(cè)電路對(duì)照明設(shè)備周邊亮度進(jìn)行檢測(cè)，如果亮度不夠則單片機(jī)同步檢測(cè)BISS0001芯片與否采集到了人體熱釋電傳感信號(hào)，依照有無人體熱釋電傳感信號(hào)單片機(jī)立即控制照明設(shè)備打開或關(guān)閉，從而實(shí)現(xiàn)照明控制,以達(dá)到節(jié)能目。核心詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；傳感器；照明控制；節(jié)能控制；BISS0001TheControlSystemforIntelligentLightingBasedonSingle–chipMicrocomputerAbstract：Withtherapiddevelopmentofelectronictechnology，thesystemofcontrolbasedonSingle-chipMicrocomputeriswidelyappliedinindustry，agriculture，electricpower，electron，intelligentbuildingandsoon.Microcomputer，asthesubjectandcoreoftheembeddedsystemofcontrol，replacesthetraditionalsystem—electroniccircuit.Atthesametime，thedevelopmentandmaturationoftheintelligentbuildinghaveestablishedthesubstantialfoundationforthepopularizationandapplicationofthecontrolsystemforlightingbasedonsingle-chipmicrocomputer.Inthispaper，theIndoorLightingControlSystemBasedonSTC89C52anditsprincipleareintroduced.Someeffectiveandenergysavingcontrolstrategysoflightingsystemarebroughtforward.Thecurrentsystemusesarelativelymaturesensortechnologyandcomputercontroltechnology，usingmulti-parametertoachievetheindoorlightingcontrol.Microcomputercontrolslightingequipmentopenorclosed，bytherelay,throughthelightdetectioncircuitforlightingequipmenttesting，ifsurroundingbrightnessisnotenoughthenmicrocomputerdetecttheBISS0001chipwhethercollectedtohumanpyroelectricsensingsignals，accordingtowhetherhavepyroelectricsensingsignalsmicrocontrollerredirectedimmediatelycontrollightingequipmentopenorclosedinordertoachievelightingcontrolstosavaenergy.KEYWORD：microcontroller；sensor；lightingcontrol；energy-saving；BISS0001目錄306301.課題研究意義 1109871.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1326701.2系統(tǒng)研究意義 211382.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 3168622.1設(shè)計(jì)規(guī)定 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)簡(jiǎn)介 5191453.2光照檢測(cè)電路 5242283.2.1光敏電阻功能描述 558043.2.2光照檢測(cè)電路 5316743.3熱釋電紅外傳感器模塊 6116033.3.1功能描述 775963.3.2熱釋電模塊檢測(cè)原理 717573.3.3信號(hào)解決電路 8326473.4時(shí)間顯示電路 941033.4.1顯示屏1602簡(jiǎn)介 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)境簡(jiǎn)介 15309054.2.1Keil簡(jiǎn)介 15152074.2.2Proteus簡(jiǎn)介 15106654.3邏輯控制 1512272結(jié)束語 193624參照文獻(xiàn) 201.課題研究意義隨著社會(huì)發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量規(guī)定越來越高，為以便生活人們?cè)絹碓蕉嘣诟鱾€(gè)場(chǎng)合引入照明設(shè)備，照明在能耗中所占比例日益增長(zhǎng)。為了達(dá)到以便生活目，這些照明設(shè)備有時(shí)會(huì)徹夜開著，從而導(dǎo)致了大量電力能源揮霍。據(jù)記錄，在樓宇能量消耗中，僅照明就占33%，因而照明節(jié)能日顯重要。近年來，人們對(duì)照明規(guī)定也越來越高，老式手動(dòng)照明控制系統(tǒng)技術(shù)受到了時(shí)代強(qiáng)烈沖擊，智能照明技術(shù)隨之浮現(xiàn)，并迅速地向前發(fā)展。普通來說，手動(dòng)控制系統(tǒng)指是個(gè)人通過按鈕切換、旋轉(zhuǎn)、撳動(dòng)或遙控器和其她途徑執(zhí)行操作單一開關(guān)或一組開關(guān)和調(diào)光裝置構(gòu)成系統(tǒng)，小規(guī)模狀況下，確具備成本低廉長(zhǎng)處，但隨著照明系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大，手動(dòng)控制將失去其成本上效益。此外，不需要照明時(shí)，與否關(guān)燈完全決定于人為因素，難免揮霍電力增大能耗，照明范疇越大，問題特別嚴(yán)重。智能照明控制系統(tǒng)指是用計(jì)算機(jī)技術(shù)以及其他輔助手段，對(duì)電力照明進(jìn)行自動(dòng)控制，提供適當(dāng)照明光環(huán)境同步減少照明系統(tǒng)電能消耗和其他有關(guān)費(fèi)用。智能照明控制系統(tǒng)和手動(dòng)照明控制系統(tǒng)相比具備諸多長(zhǎng)處，涉及創(chuàng)造環(huán)境氛圍，提高工作效率，良好節(jié)能效果，改進(jìn)工作環(huán)境，延長(zhǎng)光源壽命，管理維護(hù)以便等。相對(duì)智能照明控制系統(tǒng)而言，老式控制方式簡(jiǎn)樸、有效、直觀。但它過多依賴控制者個(gè)人能力，控制相對(duì)分散和無法有效管理，其實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化限度太低。正由于此，照明智能自動(dòng)化研究有著極其有重要意義。1.1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)照明節(jié)能原則從1996年開始實(shí)行中華人民共和國(guó)綠色照明工程后來，得到了社會(huì)各界和國(guó)際社會(huì)廣泛關(guān)注和支持，在各地區(qū)關(guān)于部門、單位和公司共同努力下以及聯(lián)合國(guó)開發(fā)籌劃署和全球環(huán)境基金積極參加和資助下開展。通過這些年研究獲得明顯成效，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)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)舒服、安全可靠照明環(huán)境，增進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮了積極作用[2]。當(dāng)前國(guó)內(nèi)幾種常用照明控制系統(tǒng)有如下幾種:1.Dynalite智能照明控制系統(tǒng)該系統(tǒng)重要由調(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)等部件構(gòu)成。采用DyNet網(wǎng)絡(luò)連接，DyNet是一種分布式智能化網(wǎng)絡(luò)，使用RS-485通訊合同。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)，現(xiàn)已廣泛用于諸多國(guó)家和地區(qū)。C-Bus系統(tǒng)是一種二線制總線型式智能控制系統(tǒng)，重要用于對(duì)照明系統(tǒng)控制。也可用于消防等系統(tǒng)中聯(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)器和其她智能元件(邏輯模塊總線禍合器)構(gòu)成。它是典型現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，每個(gè)元件就是一種節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)連接在一根2芯雙絞線介質(zhì)總線上，不分主從從屬關(guān)系實(shí)現(xiàn)互相之間通訊從而實(shí)現(xiàn)控制和被控制。美國(guó)九十年代處就開始致力于照明節(jié)能原則研究工作，并且各州都制定了相應(yīng)能耗限制原則，涉及了居住、辦公、商業(yè)、體育、交通運(yùn)送、醫(yī)院、學(xué)校等建筑。如：美國(guó)《建筑物能量原則》(ASHRAE/IESNA

90．1-1999．9)、美國(guó)國(guó)際節(jié)能原則照明功率密度、加州能源委員會(huì)推薦照明功率密度、美國(guó)新建筑研究所室內(nèi)照明功率密度等。美國(guó)照明能耗限制原則同樣是采用照明功率密度值，但對(duì)于不同類型建筑依照其使用功能不同，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)研究意義社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展使得人們生活水平也不斷提高，導(dǎo)致用電負(fù)荷加劇，又由于世界性能源危機(jī)，而此問題對(duì)國(guó)內(nèi)來說尤為嚴(yán)重。隨著各類建筑空間擴(kuò)大，照明需求也越來越多，而室內(nèi)照明管理不到位，往往導(dǎo)致電能巨大揮霍，這樣，提高室內(nèi)用電效率就成為首要考慮問題。當(dāng)前對(duì)燈光智能控制，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開始采用，但對(duì)室內(nèi)燈光控制，特別是國(guó)內(nèi)室內(nèi)燈光智能控制尤為缺少和不完善，依然是老式式人工管理。各類大型建筑不斷擴(kuò)建，室內(nèi)用電負(fù)荷不斷加大，再者，當(dāng)代自動(dòng)化限度不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)普及，燈光管理也在朝著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。例如摟道燈光自動(dòng)控制等等。所有這些使得室內(nèi)燈光控制應(yīng)當(dāng)朝著智能方向發(fā)展[4]。因此，開發(fā)簡(jiǎn)便、實(shí)用室內(nèi)燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)具備重要現(xiàn)實(shí)意義。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)規(guī)定在一種盡量大環(huán)境，白天自然光充分時(shí)，照明設(shè)備不啟動(dòng)；自然光不充分時(shí)，會(huì)依照人所處位置，啟動(dòng)該位置照明設(shè)備，若人在室內(nèi)走動(dòng)，則會(huì)依次點(diǎn)亮其行走途徑上照明設(shè)備；當(dāng)人離開時(shí)，則關(guān)閉該處照明設(shè)備。系統(tǒng)重要目是對(duì)燈開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。當(dāng)光照檢測(cè)模塊和熱釋電紅外線傳感器模塊采集到光照強(qiáng)弱、室內(nèi)與否有人等信息送到單片機(jī)端口，單片機(jī)依照接受到信息通過控制電路對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行開關(guān)操作，從而實(shí)現(xiàn)照明控制，來達(dá)到節(jié)能目。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)兩某些。依照咱們需要實(shí)現(xiàn)功能，合理選取元器件進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了制作出想要電路板，硬件設(shè)計(jì)重要涉及到構(gòu)造原理圖，并對(duì)原理圖用keil軟件進(jìn)行仿真，這一步最為重要，它關(guān)系到實(shí)驗(yàn)成功與否核心。然后一旦仿真測(cè)試出咱們想要成果后，就可進(jìn)行下一步原理圖繪制。軟件設(shè)計(jì)某些，應(yīng)當(dāng)結(jié)合硬件電路所要實(shí)現(xiàn)功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。重要針對(duì)光電檢測(cè)電路和熱釋電傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行解決。當(dāng)光強(qiáng)時(shí)候，系統(tǒng)對(duì)光照進(jìn)行檢測(cè)，產(chǎn)生信號(hào)并解決控制燈開關(guān)狀態(tài)，科學(xué)管理燈光亮與滅，達(dá)到節(jié)約用電目[3]。2.3功能描述本系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能照明系統(tǒng)功能如下：1.一方面通過熱釋電紅外傳感器探測(cè)室內(nèi)與否有人，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)有人在室內(nèi)，就已經(jīng)啟動(dòng)，啟動(dòng)后會(huì)通過光敏電阻自動(dòng)檢測(cè)室內(nèi)環(huán)境光強(qiáng)，然后依照光敏傳感器來檢測(cè)光強(qiáng)，當(dāng)室內(nèi)光強(qiáng)大時(shí)，燈不會(huì)打開，當(dāng)光強(qiáng)不夠時(shí)就打開照明。如果白天亮度達(dá)到一定限度，就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。由于采用光強(qiáng)檢測(cè)，因此不用考慮白天黑夜時(shí)間段問題，只要室內(nèi)光強(qiáng)不夠，且有人活動(dòng)就會(huì)打開燈。因此雖然是陰雨天都會(huì)依照實(shí)際光強(qiáng)來決定與否開燈。3.液晶顯示屏可以顯示系統(tǒng)檢測(cè)狀況，當(dāng)檢測(cè)到室內(nèi)有人走動(dòng)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)為核心外加各種接口電路構(gòu)成，共有七個(gè)重要某些：STC89C52芯片、光信號(hào)采集電路、人體信號(hào)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)簡(jiǎn)介STC89C52是STC公司生產(chǎn)一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具備8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52使用典型MCS-51內(nèi)核，但做了諸多改進(jìn)使得芯片具備老式51單片機(jī)不具備功能。在單芯片上，擁有機(jī)靈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、超有效解決方案。具備如下原則功能：8K字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定期器，內(nèi)置4KBEEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16位定期器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一種7向量4級(jí)中斷構(gòu)造（兼容老式515向量2級(jí)中斷構(gòu)造），全雙工串行口。此外STC89C52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選取節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，容許RAM、定期器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一種中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35MHz，6T/12T可選[5]。3.2光照檢測(cè)電路3.2.1光敏電阻功能描述光敏電阻器普通用于光測(cè)量、光控制和光電轉(zhuǎn)換（將光變化轉(zhuǎn)換為電變化）。慣用光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成。光敏電阻器阻值隨入射光線（可見光）強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它阻值（暗阻）可達(dá)1~10M歐,在強(qiáng)光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾千甚至數(shù)百歐姆。3.2.2光照檢測(cè)電路繼電器是一種依照電量（電壓、電流等）或者依照非電量（溫度、時(shí)間、轉(zhuǎn)速、壓力）等信號(hào)變化帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，來接通或者斷開所控制電路或者電器，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電路或者電器設(shè)備電器。光照檢測(cè)電路如圖3-2所示，通過用萬用表測(cè)量，可以懂得，當(dāng)有光照時(shí)候光敏電阻大小為1.8K，光照不強(qiáng)時(shí)候?yàn)?.2K。LM324可以當(dāng)做比較器使用，當(dāng)有光照時(shí)候，電阻R2分得比較大電壓，使得1腳輸出為低，此時(shí)三極管處在截止?fàn)顟B(tài)，繼電器不閉合。當(dāng)沒有光照時(shí)候，光敏電阻阻值較大，分壓不不大于R2，因此1腳輸出為高電平，繼電器閉合。圖3-1光照檢測(cè)電路3.3熱釋電紅外傳感器模塊3.3.1功能描述1、全自動(dòng)感應(yīng)：人進(jìn)入其感應(yīng)范疇則輸出高電平，人離開感應(yīng)范疇則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。2、可設(shè)立光敏控制，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(cè)距離稍變短，溫度補(bǔ)償可作一定性能補(bǔ)償。4、兩種觸發(fā)方式：（可跳線選?。゛、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)間段一結(jié)束，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)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范疇活動(dòng)，其輸出將始終保持高電平，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(cè)到人體每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一種延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)時(shí)間為延時(shí)時(shí)間起始點(diǎn))。5、具備感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)立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)立一種封鎖時(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”兩者間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同步此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生各種干擾。(此時(shí)間可設(shè)立在零點(diǎn)幾秒—幾十秒鐘)[8]。6、工作電壓范疇寬：默認(rèn)工作電壓DC4.5V-20V。7、輸出高電平信號(hào)：可以便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。3.3.2熱釋電模塊檢測(cè)原理熱釋電紅外傳感器能以非接觸形式檢測(cè)出人體輻射紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。熱釋電傳感器具備成本低、不需要用紅外線或電磁波等發(fā)射源、敏捷度高、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，這樣可大大提高接受敏捷度，增長(zhǎng)檢測(cè)距離及范疇。實(shí)驗(yàn)證明，熱釋電紅外傳感器若不加菲涅爾透鏡，則其檢測(cè)距離僅為2m左右；而配上菲涅爾透鏡后，其檢測(cè)距離可增長(zhǎng)到10m以上。由于熱釋電傳感器輸出信號(hào)變化緩慢、幅值小(不大于1mV)，不能直接作為照明系統(tǒng)控制信號(hào)，因而傳感器輸出信號(hào)必要通過一種專門信號(hào)解決電路，使得傳感器輸出信號(hào)不規(guī)則波形轉(zhuǎn)變成適合于單片機(jī)解決數(shù)字信號(hào)[3]。依照以上規(guī)定，人體熱釋電檢測(cè)電路構(gòu)成框圖如圖3-2所示：圖3-2熱釋電構(gòu)成框圖3.3.3信號(hào)解決電路本設(shè)計(jì)采用BISS0001來完畢對(duì)熱釋電傳感器輸出信號(hào)解決。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)迅速啟動(dòng)各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電電扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別合用于公司、賓館、商場(chǎng)、庫房及家庭過道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。它重要由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定期器以及封鎖時(shí)間定期器等構(gòu)成。BISS0001引腳圖如圖3-3所示：圖3-3BISS0001引腳圖由BISS0001構(gòu)成信號(hào)解決電路如圖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輸出信號(hào)作第一級(jí)放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器COP1和COP2構(gòu)成雙向鑒幅器解決后，檢出有效觸發(fā)信號(hào)Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定期器，輸出信號(hào)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(cè)環(huán)境照度，當(dāng)作為照明控制時(shí)，若環(huán)境較明亮，R3電阻值會(huì)減少，使9腳輸入保持為低電平，從而封鎖觸發(fā)信號(hào)Vs。SW1是工作方式選取開關(guān)，當(dāng)SW1與1端連通時(shí)，芯片處在可重復(fù)觸發(fā)工作方式；當(dāng)SW1與2端連通時(shí)，芯片則處在不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。輸出延遲時(shí)間Tx由外部R9和C7大小調(diào)節(jié)，值為Tx≈24576xR9C7；觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部R10和C6大小調(diào)節(jié)，值為Ti≈24xR10C6。3.4時(shí)間顯示電路3.4.1顯示屏1602簡(jiǎn)介1602采用原則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為液晶顯示屏對(duì)比度調(diào)節(jié)端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一種10K電位器調(diào)節(jié)對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選取，高電平時(shí)選取數(shù)據(jù)寄存器、低電平時(shí)選取指令寄存器。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。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(hào)，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液晶模塊內(nèi)部字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同點(diǎn)陣字符圖形，如表1所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母大小寫、慣用符號(hào)、和日文假名等，每一種字符均有一種固定代碼，例如大寫英文字母“A”代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，咱們就能看到字母“A”。1602顯示程序如下：#include"1602.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintvoiddelay(uintz){ uintx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}voidwritecom(ucharcom){ lcdrs=0; P0=com; 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; writecom(0x38); writecom(0x0c); writecom(0x06); writecom(0x01);}3.4.2DS1302電路簡(jiǎn)介美國(guó)DALLAS公司推出具備涓細(xì)電流充電能力低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路DS1302構(gòu)造、工作原理及其在實(shí)時(shí)顯示時(shí)間中應(yīng)用。它可以對(duì)年、月、日、周日、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具備閏年補(bǔ)償?shù)雀鞣N功能。DS1302引腳排列,其中VCC1為后備電源，VCC2為主電源。在主電源關(guān)閉狀況下，也能保持時(shí)鐘持續(xù)運(yùn)營(yíng)。DS1302由VCC1或VCC2兩者中較大者供電。當(dāng)VCC2不不大于VCC1＋0.2V時(shí)，VCC2給DS1302供電。當(dāng)VCC2不大于VCC1時(shí)，DS1302由VCC1供電。X1和X2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)所有數(shù)據(jù)傳送。RST輸入有兩種功能：一方面，RST接通控制邏輯，容許地址/命令序列送入移位寄存器；另一方面，RST提供終結(jié)單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳送手段。當(dāng)RST為高電平時(shí)，所有數(shù)據(jù)傳送被初始化，容許對(duì)DS1302進(jìn)行操作。如果在傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終結(jié)本次數(shù)據(jù)傳送，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。上電運(yùn)營(yíng)時(shí)，在VCC≥2.5V之前，RST必要保持低電平。只有在SCLK為低電平時(shí)，才干將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種發(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)端口輸出為低電平時(shí)候，燈亮，否則，燈不亮。圖3-6輸出某些電路圖3.6電源模塊參照設(shè)計(jì)中使用單片機(jī)各器件電壓參數(shù)，在滿足電路能正常工作同步，并能保證本次設(shè)計(jì)功能實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)采用5V電壓供電，可以完全滿足需求。電源模塊電路圖如下：圖3-7電源模塊3.7復(fù)位電路在具有控制器電路系統(tǒng)中，都必要要有相應(yīng)復(fù)位電路，這樣可以使系統(tǒng)在上電后，較好地復(fù)位系統(tǒng)并使系統(tǒng)處在穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。普通簡(jiǎn)樸復(fù)位電路可以采用RC復(fù)位，這種電路穩(wěn)定性普通、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)它功能，必要要使用程序來對(duì)它進(jìn)行控制。軟件某些重要任務(wù)是完畢對(duì)光照檢測(cè)電路和對(duì)熱釋電傳感器信號(hào)解決電路輸出信號(hào)進(jìn)行解決。在光照較強(qiáng)時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)光照檢測(cè)電路輸出狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。光照較弱時(shí)，系統(tǒng)對(duì)信號(hào)解決電路輸出狀態(tài)Vo進(jìn)行檢測(cè)。若室內(nèi)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)定期間進(jìn)行延時(shí)。在延時(shí)時(shí)間內(nèi)再一次檢測(cè)到有人時(shí)，則系統(tǒng)又按設(shè)定期間進(jìn)行延時(shí)；若在延時(shí)時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到室內(nèi)無人時(shí)，則系統(tǒng)控制照明設(shè)備熄滅并重新對(duì)信號(hào)解決電路輸出狀態(tài)Vo進(jìn)行檢測(cè)[3]。依照本系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定，軟件設(shè)計(jì)流程圖如下：開始開始自然光與否充自然光與否充與否有人YNY設(shè)立延時(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)境簡(jiǎn)介4.2.1Keil簡(jiǎn)介KeilC51是美國(guó)KeilSoftware公司出品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)性上有明顯優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了涉及C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一種功能強(qiáng)大仿真調(diào)試器等在內(nèi)完整開發(fā)方案，通過一種集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些某些組合在一起。運(yùn)營(yíng)Keil軟件需要WIN98、NT、WIN、WINXP等操作系統(tǒng)。如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你不二之選，雖然不使用C語言而僅用匯編語言編程，其以便易用集成環(huán)境、強(qiáng)大軟件仿真調(diào)試工具也會(huì)令你事半功倍。4.2.2Proteus簡(jiǎn)介Porteus是一款集單片機(jī)仿真與SPICE分析于一身EDA仿真軟件，于1989年由英國(guó)LabcenterEletroniceLtd研發(fā)成功，通過近年發(fā)屏，現(xiàn)已成為當(dāng)前EDA性價(jià)比最高、性能最強(qiáng)一款軟件。Proteus軟件有十近年歷史，在全球廣泛使用，除了其具備和其他EDA工具同樣原理布圖、PCB自動(dòng)或人工布線及電路仿真功能外，其最大特點(diǎn)是ProteusVSM(VirtualSystemModelling)實(shí)現(xiàn)了混合模式SPICE電路仿真，它將虛擬儀器、高檔圖表仿真、微解決器軟仿真器、第三方編譯器和調(diào)試器等有機(jī)結(jié)合起來，在世界范疇內(nèi)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)上完畢原理圖設(shè)計(jì)、電路分析與仿真、解決器代碼調(diào)試及實(shí)時(shí)仿真、系統(tǒng)測(cè)試，以及功能驗(yàn)證[12]。Proteus重要有兩大某些構(gòu)成：ISIS——原理圖設(shè)計(jì)、仿真系統(tǒng)。它用于電路原理圖設(shè)計(jì)以及交互式仿真。ARES——印制電路板設(shè)計(jì)系統(tǒng)。它重要用于印制電路板設(shè)計(jì)，產(chǎn)生最后PCB文獻(xiàn)。4.3邏輯控制室內(nèi)照明控制系統(tǒng)依照環(huán)境因素來決定開關(guān)狀態(tài)，當(dāng)自然光很強(qiáng)時(shí)候，不論有無人，照明設(shè)備都不啟動(dòng)，當(dāng)自然光很弱時(shí)候，如果有人就打開照明設(shè)備，沒人就不啟動(dòng)。編寫程序時(shí)候，光照很強(qiáng)用邏輯1表達(dá)，無光照或光照較弱用邏輯0表達(dá)，有人用邏輯1表達(dá)，無人用邏輯0表達(dá)，照明設(shè)備打開用邏輯0表達(dá)，照明設(shè)備不打開，用邏輯1表達(dá)。依照上述規(guī)定，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(hào)光照強(qiáng)度人體信號(hào)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(hào)光照強(qiáng)度人體信號(hào)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) { writecom(0x80);//顯示無人 for(num=0;num<15;num++) { writedata(table[num]); delay(5); } delay(10000); } else { writecom(0x80);//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; writecom(0x80); for(num=0;num<15;num++) { writedata(table[num]); delay(5); } delay(10000);