單片機(jī)光控人體感應(yīng)燈參考文獻(xiàn)

1、單片機(jī)路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要：隨著社會(huì)需求和單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，各類智能產(chǎn)品、控制系統(tǒng)都是以單片機(jī)技術(shù)為核心來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的。本系統(tǒng)采用STC系列單片機(jī)STC12C5A60S2 和相關(guān)的人體檢測(cè)設(shè)備設(shè)計(jì)智能燈控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了能根據(jù)實(shí)際光線條件通過(guò)STC芯片的P2.0口控制繼電器的開(kāi)關(guān)來(lái)控制開(kāi)關(guān)燈的功能，并通過(guò)按鍵來(lái)設(shè)置延時(shí)開(kāi)燈的時(shí)間，掉電可以保存掉電設(shè)置時(shí)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(jī)。1、 整體方案的設(shè)計(jì)本電路主要利用單片機(jī)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(gè)人體紅外信號(hào)，燈就

2、自動(dòng)點(diǎn)亮，而后人離開(kāi)時(shí)，可以通過(guò)按鍵設(shè)置延時(shí)時(shí)間來(lái)控制燈的自動(dòng)熄滅，可以達(dá)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(jiǎn)單、自耗電輕微、性能穩(wěn)定、靈敏度高、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，提出總體方案并畫(huà)總體程圖如如圖1-1所示人體感應(yīng)電路 倒計(jì)時(shí)延時(shí)時(shí)間 圖1-1結(jié)合上面的框圖，提出一下基本設(shè)計(jì)思路：設(shè)計(jì)一個(gè)光控電路，主要用于檢測(cè)外界光照信號(hào)；設(shè)計(jì)一個(gè)人體感應(yīng)電路，主要用與檢測(cè)人體紅外信號(hào)；另外設(shè)計(jì)一個(gè)主控電路，用于接受各模塊檢測(cè)的光信號(hào)、人體紅外信號(hào)、并對(duì)兩者進(jìn)行處理；最后設(shè)計(jì)燈電路，用于照明。2、單片機(jī)介紹2.1 單片機(jī)概述單片機(jī)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(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理）的微處理器（CPU）、隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)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(gè)最小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。有時(shí)還包括定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，串行通信口、顯示驅(qū)動(dòng)電路（LCD或LED驅(qū)動(dòng)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(dú)立的指令系統(tǒng)3。這些電路能在軟件控制之下，準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。它能夠單獨(dú)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(jī)不同于單板機(jī)，芯片在沒(méi)有開(kāi)發(fā)出來(lái)以前，只具有功能極其強(qiáng)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(gè)最小的、完整的微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)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(jì)技術(shù)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)特定的功能。然而，不同單片機(jī)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(jī)芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此，設(shè)計(jì)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(biāo)（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(cè)中得到。指令特性則指我們熟悉的單片機(jī)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(kāi)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(jī)開(kāi)發(fā)實(shí)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(kāi)發(fā)環(huán)境。單片機(jī)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(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化。現(xiàn)在，單片機(jī)的控制范疇無(wú)所不在，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛。單片機(jī)的應(yīng)用意義遠(yuǎn)不限于它的應(yīng)用范疇或由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)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(jì)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(lái)越高。在航空航天、機(jī)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(jī)都正在發(fā)生著非常重要的作用。

6、單片機(jī)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(shí)技能，它能使你設(shè)計(jì)出更具智能化和方便的產(chǎn)品。單片機(jī)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(lái)有如下的原因：（1）單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格低、使用靈活等特點(diǎn)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)和廣闊的應(yīng)用前景。（2）單片機(jī)具有獨(dú)立的指令系統(tǒng)，可以將我們的設(shè)計(jì)思想充分表達(dá)出來(lái)，使產(chǎn)品智能化。（3）系統(tǒng)配置以滿足控制對(duì)象的要求出發(fā)點(diǎn)，使得系統(tǒng)具有較高的性價(jià)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(qiáng)，可靠性高，使用方便。（5）單片機(jī)本身并不具備開(kāi)發(fā)能力，一般情況下，需要借助專用的開(kāi)發(fā)工具在相

7、應(yīng)的開(kāi)發(fā)環(huán)境下，進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和調(diào)試，但最終形成的產(chǎn)品簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低，效益高。（6）單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)所使用的存儲(chǔ)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(jī)如51系列，開(kāi)發(fā)芯片和擴(kuò)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(qiáng)、體積小，便于嵌入被控設(shè)備內(nèi)，大大推動(dòng)了產(chǎn)品的智能化。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，

8、單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)經(jīng)過(guò)1、2、3、4代的發(fā)展，以達(dá)到了32位單片機(jī)，是目前單片機(jī)的頂級(jí)產(chǎn)品，具有極高的運(yùn)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(jī)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(jī)中的一種，由于它們都是基于8051內(nèi)核發(fā)展起來(lái)的，所以稱51單片機(jī)，而本次設(shè)計(jì)就是基于51單片機(jī)完成的。2.2 單片機(jī)的主要功能及應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)在的單片機(jī)功能越來(lái)越強(qiáng)大，集成度越來(lái)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(dòng)；存儲(chǔ)器等等。同

9、時(shí)它也是計(jì)算機(jī)單片微型計(jì)算機(jī)。部分單片機(jī)的計(jì)算能力已經(jīng)比早期PC的CPU強(qiáng)大，速度也越來(lái)越快。甚至也有類似雙核CPU的設(shè)計(jì)出現(xiàn)。因?yàn)槟軌蜻\(yùn)行程序，所以可以做很多的事情。幾乎您上網(wǎng)用的計(jì)算機(jī)能做的事情，它都同樣能做。只是能力沒(méi)那么強(qiáng)大。比如：可以讀寫(xiě)硬盤、可以接受按鍵輸入、可以顯示輸出、可以驅(qū)動(dòng)打印、您甚至可以給它接個(gè)鼠標(biāo)。當(dāng)然這可能涉及一些接口的問(wèn)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(shuō)，也是多種多樣的?？梢允悄M量，也可以是數(shù)字量，標(biāo)準(zhǔn)的USB接口也已經(jīng)集成在了單片機(jī)內(nèi)部。此外，單片機(jī)的體積小、價(jià)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(shì)，在各行各業(yè)都得到

10、廣泛應(yīng)用。單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域可歸納為幾個(gè)方面：（1）智能化家用電器：各種家用電器普遍采用單片機(jī)智能化控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電子線路控制，升級(jí)換代，提高檔次。如洗衣機(jī)、空調(diào)、電視機(jī)、錄像機(jī)、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽(tīng)設(shè)備等。  （2）辦公自動(dòng)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(jī)。如打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)、繪圖機(jī)、考勤機(jī)、電話以及通用計(jì)算機(jī)中的鍵盤譯碼、磁盤驅(qū)動(dòng)等。  （3）商業(yè)營(yíng)銷設(shè)備：在商業(yè)營(yíng)銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子秤、收款機(jī)、條形碼閱讀器、IC卡刷卡機(jī)、出租車計(jì)價(jià)器以及倉(cāng)儲(chǔ)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、商場(chǎng)保安系統(tǒng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險(xiǎn)系統(tǒng)等都采用了單片機(jī)控制。&#

11、160; （4）工業(yè)自動(dòng)化控制：工業(yè)自動(dòng)化控制是最早采用單片機(jī)控制的領(lǐng)域之一。如各種測(cè)控系統(tǒng)、過(guò)程控制、機(jī)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(jī)控制。  （5）智能化儀表：采用單片機(jī)的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強(qiáng)化了功能。如數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)、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(jī)，當(dāng)然手機(jī)內(nèi)的芯片屬專用型單片機(jī)。  （7）汽車電子產(chǎn)品：現(xiàn)代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運(yùn)行監(jiān)視器（黑匣子）等都離不開(kāi)單片機(jī)。  （8）航空航天系統(tǒng)和國(guó)防軍事、尖端武器等領(lǐng)域：?jiǎn)纹瑱C(jī)的應(yīng)用

12、更是不言而喻。 單片機(jī)應(yīng)用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的意義在于，單片機(jī)的應(yīng)用從根本上改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。以前采用硬件電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能，正在用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。以前自動(dòng)控制中的PID調(diào)節(jié)，現(xiàn)在可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具有智能化的數(shù)字計(jì)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(jī)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(jī)的發(fā)展趨勢(shì)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(gè)公司研制出了能夠適用于各種領(lǐng)域的單片機(jī)。高性能單片機(jī)芯片市場(chǎng)也異?；钴S，采用新技術(shù)，使單片機(jī)的種類、性能不

13、斷提高，應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)大4。單片機(jī)的改進(jìn)和發(fā)展歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面：（1）CPU的改進(jìn)：現(xiàn)在CPU開(kāi)始采用雙CPU結(jié)構(gòu)，提高了芯片的處理能力。（2）存儲(chǔ)器的發(fā)展：增大了片內(nèi)存儲(chǔ)器容量；片內(nèi)采用EEPROM和Flash可在線編程，讀/寫(xiě)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：?jiǎn)纹瑱C(jī)現(xiàn)在普遍采用管腳復(fù)用的設(shè)計(jì)方案。（6）低電壓和低功耗：?jiǎn)纹瑱C(jī)制造時(shí)普遍采用CMOS工藝。3、硬件電路設(shè)計(jì)3.1 STC12C5A60S2 單片機(jī)簡(jiǎn)介：STC12C5A60S2 單片機(jī)是以51內(nèi)核為主的系列

14、單片機(jī)，STC單片機(jī)是宏晶生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期的單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，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(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。STC12C5A60S2 單片機(jī)引腳如下圖：STC12C5A60S2 單片機(jī)主要性能高速：1 個(gè)時(shí)鐘/ 機(jī)器周期，增強(qiáng)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(jì)：空閑模式，掉電模式（可由外部中斷喚醒）工作頻率：035MHz，相當(dāng)于普通8051：0420MHz- 實(shí)際可到48MHz，相當(dāng)于80

15、51： 0576MHz時(shí)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(shí)設(shè)置 16K 字節(jié)片內(nèi)Flash 程序存儲(chǔ)器，擦寫(xiě)次數(shù)10 萬(wàn)次以上 512 字節(jié)片內(nèi)RAM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(wú)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(dāng)4 路D/A 使用 2 個(gè)硬件16 位定時(shí)器，兼容普通8051 的定時(shí)器。4 路PCA 還可再實(shí)現(xiàn)4 個(gè)定時(shí)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(jìn)的指令集

16、結(jié)構(gòu)，兼容普通8051指令集4 組8 個(gè)8 位通用工作寄存器（共32 個(gè)通用寄存器）有硬件乘法/ 除法指令通用I/O 口（27/23/15 個(gè)），復(fù)位后為： 準(zhǔn)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(zhǔn)雙向口/ 弱上拉，推挽/ 強(qiáng)上拉，僅為輸入/ 高阻，開(kāi)漏每個(gè)I/O 口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不得超過(guò)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(qiáng)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(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，價(jià)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(shí)產(chǎn)生空穴，電子空穴對(duì)的出現(xiàn)使電阻率變小。光照愈強(qiáng)，光生電子空穴對(duì)就越多，阻值就愈低。當(dāng)光敏電阻兩端加上電壓后，流過(guò)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(duì)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(guò)，受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)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(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子空穴對(duì)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(qiáng)，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(duì)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(guò)，受到適當(dāng)波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的增加而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也可以加交流電壓。3.3人體檢測(cè)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(hào)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(dòng)式的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)。它能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自

20、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(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。 電子愛(ài)好者社區(qū) C-i(t#|特 點(diǎn)電子愛(ài)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(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器電子愛(ài)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(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器U6|K!x0C A',a0采用16腳DIP封裝A1n2,cF0管腳圖!e8HgH'mcX x0管腳說(shuō)明電

21、子愛(ài)好者社區(qū)(JUaLl)a W引腳名稱I/O功能說(shuō)明1AI可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)選擇端。當(dāng)A為“1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)；反之，不可重復(fù)觸發(fā)2VOO控制信號(hào)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(shí)視為有效觸發(fā)。在輸出延遲時(shí)間Tx之外和無(wú)VS的上跳變時(shí)，Vo保持低電平狀態(tài)。3RR1-輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端4RC1-輸出延遲時(shí)間Tx的調(diào)節(jié)端5RC2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端6RR2-觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti的調(diào)節(jié)端7VSS-工作電源負(fù)端8VRFI參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VDD，當(dāng)接“0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位9VCI觸發(fā)禁止端。當(dāng)VcVR時(shí)允許觸發(fā)(VR0.2VDD)10IB-運(yùn)算放

22、大器偏置電流設(shè)置端11VDD-工作電源正端122OUTO第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端132IN-I第二級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端141IN+I第一級(jí)運(yùn)算放大器的同相輸入端151IN-I第一級(jí)運(yùn)算放大器的反相輸入端161OUTO第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端CS3vNp9z.l d0;N#R5_nvQ0a;?o0eu Qx c H0a_p0電子愛(ài)好者社區(qū)z Z;P3c .r'f工作原理V.G-X)?)Z?0BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、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)成的數(shù)模混合專用集成電路。電子愛(ài)好者社區(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(lái)說(shuō)明其工作過(guò)程。 不可重復(fù)觸發(fā)工作方式下的波形。A5B2KXd4Mw0首先，根據(jù)實(shí)際需要，利用運(yùn)算放大器OP1組成傳感信號(hào)預(yù)處理電路，將信號(hào)放大。然后耦合給運(yùn)算放大器OP2，再進(jìn)行第二級(jí)放大，同時(shí)將直流電位抬高為VM(0.5VDD)后，將輸出信號(hào)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(hào)Vs。由于VH0.7VDD、VL0.3VDD，所以，當(dāng)VDD=5V時(shí)，可有效抑制±1V的噪聲干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。 COP3是一個(gè)條件比較器。當(dāng)輸入電壓VcVR時(shí)，COP3輸出為高電平，進(jìn)入延時(shí)周期。 當(dāng)A端接“0”電平時(shí)，在Tx時(shí)間內(nèi)任何V2

24、的變化都被忽略，直至Tx時(shí)間結(jié)束，即所謂不可重復(fù)觸發(fā)工作方式。當(dāng)Tx時(shí)間結(jié)束時(shí)，Vo下跳回低電平，同時(shí)啟動(dòng)封鎖時(shí)間定時(shí)器而進(jìn)入封鎖周期Ti。在Ti時(shí)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(fù)載切換過(guò)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(lái)說(shuō)明其工作過(guò)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(hào)Vs不能觸發(fā)Vo為有效狀態(tài)。在Vc=“1”、A=“1”時(shí)，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(shí)間內(nèi)，只要Vs

25、發(fā)生上跳變，則Vo將從Vs上跳變時(shí)刻起繼續(xù)延長(zhǎng)一個(gè)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(wú)效狀態(tài)，并且，同樣在封鎖時(shí)間Ti時(shí)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(ài)好者社區(qū)/xah,z8v 4、各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)4.1光控模塊的設(shè)計(jì) 本模塊設(shè)計(jì)主要采用關(guān)敏電阻串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器進(jìn)行分壓。該模塊的基本原理：白天，光照較強(qiáng)；光敏電阻阻值較小與電阻比較分壓較小，單片機(jī)P1.0口電壓采樣。通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部自帶的AD轉(zhuǎn)換功能，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，比較每次采樣的數(shù)值不同來(lái)判斷燈的開(kāi)與關(guān)。4.2人體檢測(cè)模塊采用及工作原理 熱釋電紅外傳感

26、器是一種能檢測(cè)人或動(dòng)物發(fā)射的紅外線而輸出電信號(hào)的傳感器。早在1938年，有人提出過(guò)利用熱釋電效應(yīng)探測(cè)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(dòng)了對(duì)熱釋電效應(yīng)的研究和對(duì)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(cè)器，它可以作為紅外激光的一種較理想的探測(cè)器。它目標(biāo)正在被廣泛的應(yīng)用到各種自動(dòng)化控制裝置中。除了在我們熟知的樓道自動(dòng)開(kāi)關(guān)、防盜報(bào)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(wú)人時(shí)會(huì)自動(dòng)停機(jī)的空調(diào)機(jī)、飲水機(jī)。電視機(jī)能判斷無(wú)人觀看或觀眾已經(jīng)睡覺(jué)后自動(dòng)關(guān)機(jī)的機(jī)構(gòu)。開(kāi)啟監(jiān)視器或自動(dòng)門鈴上的應(yīng)用。結(jié)合攝影機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)自動(dòng)記錄

27、動(dòng)物或人的活動(dòng)等等。您可以根據(jù)自己的奇思妙想，結(jié)合其它電路開(kāi)發(fā)出更加優(yōu)秀的新產(chǎn)品。或自動(dòng)化控制裝置。熱釋電傳感器基本知識(shí)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(duì)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(gè)表面做成電極，在傳感器監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)溫度有T的變化時(shí)，熱釋電效應(yīng)會(huì)在兩個(gè)電極上會(huì)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(gè)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行阻抗變換。熱釋電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷Q會(huì)被空氣中的離子所結(jié)合而消失，即當(dāng)環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時(shí)，T=0，則傳感器無(wú)輸出。當(dāng)人體進(jìn)入檢測(cè)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(jìn)入檢測(cè)區(qū)后不動(dòng)，則溫度沒(méi)有變化，傳感器也沒(méi)有輸出了。所以這種傳感器檢測(cè)人體或者動(dòng)物的活動(dòng)傳感。 由實(shí)驗(yàn)證明，傳感器不加光學(xué)透鏡(也稱菲涅爾透鏡)，其檢測(cè)距離小于2m，而加上光學(xué)透鏡后，其檢測(cè)距離可大于7m。功能特點(diǎn)：1.全自動(dòng)感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，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）：模塊預(yù)留有位置，可設(shè)置光敏控制，白天或光線強(qiáng)時(shí)不感應(yīng)。光敏控制為可選功能,出廠時(shí)未安裝光敏電阻。如果需要，請(qǐng)另行購(gòu)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(rèn)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(shí)時(shí)間一結(jié)束，輸

29、出將自動(dòng)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(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)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?感應(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))。4.具有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)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(gè)封鎖時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(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)程中產(chǎn)生的各種干擾。5.工作電壓范圍寬：默認(rèn)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(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。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，在此時(shí)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

31、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。模塊圖如下：4.3顯示倒計(jì)時(shí)模塊設(shè)計(jì)顯示電路采用三位位共陰LED數(shù)碼管做為時(shí)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(kāi)始倒計(jì)時(shí)延時(shí)關(guān)燈時(shí)，數(shù)碼管就顯示用戶設(shè)置的時(shí)間。如沒(méi)開(kāi)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(jì) 但模塊主要采用單片機(jī)

32、；其電路圖所示 該模塊的工作原理：當(dāng)同時(shí)滿足有人體紅外信號(hào)與滿足光信號(hào)時(shí)，即單片機(jī)的P2.4口檢測(cè)到低電平，同時(shí)P1.0口采樣得到的數(shù)值同時(shí)滿足通過(guò)程序是單片的另一端口P2.0輸出低電平作為驅(qū)動(dòng)，控制繼電器的通段來(lái)控制燈的開(kāi)關(guān)。當(dāng)紅外人體檢測(cè)、光同時(shí)滿足所設(shè)置條件時(shí)繼電器工作控制外圍燈亮，這時(shí)數(shù)碼管顯示所設(shè)置的倒計(jì)時(shí)時(shí)間，開(kāi)始倒計(jì)時(shí)一秒的遞減。倒計(jì)時(shí)完畢后如不滿足聲光條件，繼電器斷開(kāi)，燈不亮。如滿足繼電器控制燈繼續(xù)點(diǎn)亮。4.5按鍵電路設(shè)計(jì) 三個(gè)輕觸開(kāi)關(guān)組成按鍵電路，因?yàn)槎际仟?dú)立的按鍵所以采用直接接地的方法，這樣電路比較簡(jiǎn)單，達(dá)到了效果。三個(gè)獨(dú)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(dāng)按下設(shè)置鍵就可以對(duì)開(kāi)關(guān)延時(shí)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)加、減鍵對(duì)時(shí)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(jì)時(shí)時(shí)間設(shè)置。并擦寫(xiě)單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)單元，把設(shè)置數(shù)據(jù)保存。當(dāng)?shù)綦娫偕想姇r(shí)，設(shè)置的時(shí)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(lái)組成總體工作電路圖如下： 該設(shè)計(jì)的原理基本思想：在黑天由于光照強(qiáng)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(fù)端；與另?xiàng)l一串有滑動(dòng)變阻器分得的電壓相比較大；經(jīng)過(guò)單片機(jī)采樣進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，來(lái)判斷繼電器的通與斷；當(dāng)有人體信號(hào)時(shí)，紅外人體感應(yīng)集成塊輸出高電平；兩端信號(hào)同時(shí)送

34、到單片機(jī)的P2.4口和P1.0，通過(guò)程序，當(dāng)兩端口檢測(cè)到的信號(hào)同時(shí)滿足所設(shè)條件時(shí)；單片機(jī)的P2.0端口輸出低電平，從而控制繼電器的通與斷來(lái)點(diǎn)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(shí)約Nms的時(shí)間參 數(shù)：uint n返回值 ：無(wú)*/void delay(uint n) uint i;while(n-) for(i=0;i<125;i+); /*倒計(jì)時(shí)時(shí)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(shí)約Nms的時(shí)間參 數(shù)：uint n返回值 ：無(wú)*/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(wú)*/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(kāi)電源 /delay(2); ADC_CONTR=ADC_CONTR|0x08;/0000,10000 令A(yù)DC-START=1,啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換打開(kāi)ADC電源 /delay(2); while(ADC_FLAG=0)ADC_FLAG=(ADC_CONTR&0x10);/0001,0000,ADC _FLAG=1測(cè)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(kāi)中斷/*字節(jié)讀*uchar Byte_read(uint byte_addr)I

39、AP_CONTR = 0X85; /開(kāi)啟ISP/IAP;并送等待時(shí)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(kāi)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(kāi)啟ISP/IAP;并送等待時(shí)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(jìn)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(kāi)中斷 /* 扇區(qū)擦除*void Sector_erase(uint sector_addr) IAP_CONTR = 0X85; /開(kāi)啟ISP/IAP;并送等待