錢戎華畢業(yè)論文

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目臺(tái)燈亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路的設(shè)計(jì) 系 （院）光電工程系專 業(yè)電子信息科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)2010級(jí)1班學(xué)生姓名錢戎華學(xué) 號(hào)1014080215指導(dǎo)教師李志遠(yuǎn)職 稱講師二一四年六月十八日獨(dú) 創(chuàng) 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名: 二一四年六月十八日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)

2、院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。（保密論文在解密后遵守此規(guī)定）作者簽名: 二一四年六月十八日濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）臺(tái)燈亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路的設(shè)計(jì)摘 要臺(tái)燈是人們?cè)谏钪杏脕?lái)照明的一種常用的家用電器，但是有人會(huì)經(jīng)常忘記關(guān)燈從而造成非常巨大的能源浪費(fèi)。而且在夜晚時(shí)人們需要摸黑去開(kāi)燈，十分不便。今臺(tái)燈種類樣式繁多，燈泡分為：白熾燈，

3、熒光燈，節(jié)能燈，LED燈。多以開(kāi)關(guān)控制，還有觸控式，亮度可調(diào)式，甚至聲控。本設(shè)計(jì)以節(jié)約、智能控制為主，綜合運(yùn)用熱釋電紅外傳感器、BISS0001集成芯片和光檢測(cè)等技術(shù)，運(yùn)用人體紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)替換臺(tái)燈的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)智能控制，由BISS0001集成芯片和熱釋電紅外傳感器RE200B構(gòu)成感應(yīng)開(kāi)關(guān)。設(shè)計(jì)了一種多功能智能LED臺(tái)燈。該臺(tái)燈擁有智能開(kāi)關(guān)和自動(dòng)調(diào)光等功能，實(shí)現(xiàn)了對(duì)臺(tái)燈的亮度調(diào)節(jié)的智能控制。用LED作為光源，體積小、重量輕、亮度高、能耗低、壽命長(zhǎng)、安全性高、色純度高、方向性好、維護(hù)成本低、環(huán)保無(wú)污染。LED壽命一般為10萬(wàn)個(gè)小時(shí)，是白熾燈的100倍，熒光燈的10倍。關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；智能開(kāi)關(guān)

4、；傳感器IDesign of Desk Lamp Brightness Automatically Adjust AbstractDesk lamp is used for lighting in life a kind of commonly used household appliances, but people will often forget to turn off the lights is causing enormous energy waste. And people need to turn on the light dark at night, very inconve

5、nient. This desk lamp type style is various, the light bulb is divided into: incandescent lamp, fluorescent lamp, energy-saving lamps, LED lights. How to switch control, and touch, brightness is adjust table, and even voice control. This design is given priority to with saving, intelligent control,

6、the integrated use of pyroelectric infrared sensor, BISS0001 integrated chips and optical detection technology, designed a multi-functional intelligent LED desk lamp. The desk lamp has functions such as intelligent switch and automatic adjusting, realize the intelligent control to adjust the brightn

7、ess of the lamp. Use LED as light source, small volume, light weight, high brightness, low power consumption, long life, high safety, high color purity and good directivity, low maintenance cost, environmental protection, no pollution. LED life generally for 100000 hours, 100 times that of incandesc

8、ent lamp, fluorescent lamp 10 times.Keywords: auto-control;smart switch; sensor II目 錄第一章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案11.1 設(shè)計(jì)背景11.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)11.3 總體設(shè)計(jì)21.4 系統(tǒng)主要硬件的選擇31.4.1 主控芯片的選擇31.4.2 熱釋電傳感器信號(hào)處理芯片31.4.3 熱釋電紅外傳感器41.4.4 光敏電阻4第二章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)62.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)62.2 電源模塊的設(shè)計(jì)72.3 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)82.4 熱釋電傳感器電路的設(shè)計(jì)92.5 信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì)10第三章 軟件程序的設(shè)計(jì)113.1 主程序

9、的設(shè)計(jì)11第四章 系統(tǒng)仿真測(cè)試134.1 仿真測(cè)試方法134.2 仿真測(cè)試過(guò)程13結(jié) 論16參考文獻(xiàn)17謝 辭18i第一章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案1.1 設(shè)計(jì)背景 LED被認(rèn)為是21世紀(jì)的照明光源。LED是冷光源，光效高，工作電壓低，而且能耗低，可控制好、無(wú)輻射，同樣亮度下，LED能耗為白熾燈的10，熒光燈的50。LED壽命可達(dá)10萬(wàn)小時(shí)，是熒光燈的10倍，白熾燈的100倍。隨著能源緊缺、電價(jià)越來(lái)越高、環(huán)保要求及LED的光效的提高,用LED替代現(xiàn)在臺(tái)燈普遍使用的白熾燈或熒光燈，環(huán)保無(wú)污染。另外，LED的光譜幾乎全部集中于可見(jiàn)光頻段,其發(fā)光效率可達(dá)8090%，并且傳統(tǒng)的臺(tái)燈中的光源體使用的是交流電，所

10、以每秒鐘會(huì)產(chǎn)生100120次的頻閃。LED燈使用直流電驅(qū)動(dòng)，不會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象，保護(hù)眼睛，可以獲得“柔和”的燈光環(huán)境。 另外一個(gè)情況是現(xiàn)在我國(guó)約30%的人患有近視。近年來(lái)，我國(guó)的近視率已上升為全球第二，僅次于日本，但近視的總?cè)藬?shù)確是全球第一。引起近視的主要原因是用眼不健康，如用連續(xù)用眼時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，看書(shū)，學(xué)習(xí)時(shí)的坐姿不正確等。近年來(lái)我國(guó)的照明器材行業(yè)的迅速崛起，努力增加節(jié)能光源和不同檔次、花樣、不同用途的照明器具的開(kāi)發(fā)，加快綠色、節(jié)能光源的產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)推廣和應(yīng)用時(shí)我國(guó)目前照明器材行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點(diǎn)。有關(guān)智能臺(tái)燈的研究目前已經(jīng)比較成熟，并且部分款式已經(jīng)投入生產(chǎn)。早期的智能臺(tái)燈有1995年發(fā)明的新穎感應(yīng)式

11、臺(tái)燈，通過(guò)用手接近臺(tái)燈來(lái)控制亮滅和改變亮度。但其感應(yīng)范圍小，嚴(yán)格意義上仍不算自動(dòng)調(diào)光。隨后出現(xiàn)了一批聲控、光控，紅外感應(yīng)等方式進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)關(guān)的臺(tái)燈。感應(yīng)范圍也擴(kuò)大到整個(gè)房間甚至更遠(yuǎn)。可控硅的應(yīng)用使得臺(tái)燈亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)得到真正實(shí)現(xiàn)。不過(guò)可控硅一般用在220V交流電路，臺(tái)燈燈泡選用普通白熾燈泡。LED臺(tái)燈的智能開(kāi)關(guān)方面和普通智能臺(tái)燈沒(méi)用什么區(qū)別，基本上也是采用聲控、光控、紅外感應(yīng)等各種形式。在亮度調(diào)節(jié)方面，由于LED需要恒流驅(qū)動(dòng)，限制了可控硅的使用，大多智能臺(tái)燈采用了PWM技術(shù)，用單片機(jī)控制輸出占空比來(lái)控制LED燈的亮度，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)臺(tái)燈亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。1.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)臺(tái)燈亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路主要目的是設(shè)計(jì)一

12、款智能型LED臺(tái)燈，并能實(shí)現(xiàn)具有智能亮度調(diào)節(jié)功能和開(kāi)關(guān)控制功能。本設(shè)計(jì)要求臺(tái)燈亮度會(huì)隨著環(huán)境光線強(qiáng)度自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)環(huán)境光線過(guò)弱時(shí)則會(huì)增強(qiáng)臺(tái)燈的亮度，當(dāng)環(huán)境光線過(guò)強(qiáng)時(shí)則會(huì)降低臺(tái)燈的亮度，即在一定范圍內(nèi)改變臺(tái)燈亮度來(lái)控制環(huán)境光線的強(qiáng)弱，使人眼始終處在一個(gè)合適的光照范圍內(nèi)，可以起到保護(hù)視力的作用。還要求實(shí)現(xiàn)當(dāng)人離開(kāi)后，臺(tái)燈會(huì)延時(shí)一段時(shí)間后再熄滅。當(dāng)有人靠近臺(tái)燈一定范圍時(shí)臺(tái)燈會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮。并且要求在白天等光線充足的情況下無(wú)論人是否接近臺(tái)燈都不會(huì)發(fā)光。1.3 總體設(shè)計(jì)圖1.1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：電源模塊單片機(jī)AT89S52 BISS0001集成芯片熱釋電紅外傳感器光敏電阻亮度調(diào)節(jié)模塊定值電阻光敏電阻圖1.1

13、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計(jì)以BISS0001集成芯片為核心，運(yùn)用人體紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)替換臺(tái)燈的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)智能控制，由BISS0001集成芯片和熱釋電紅外傳感器RE200B構(gòu)成感應(yīng)開(kāi)關(guān)1。當(dāng)人體接近熱釋電紅外傳感器時(shí)，傳感器會(huì)因感應(yīng)到人體發(fā)出的紅外信號(hào)而輸出一個(gè)感應(yīng)信號(hào)，信號(hào)經(jīng)放大器BISS0001放大后，給單片機(jī)AT89S52一個(gè)外部中斷信號(hào)，使臺(tái)燈逐漸點(diǎn)亮；然后用單片機(jī)定時(shí)器延時(shí)點(diǎn)亮一段時(shí)間，如果在延時(shí)點(diǎn)亮這段時(shí)間內(nèi)單片機(jī)再次接收到熱釋紅外給的外部中斷信號(hào)，立即從新開(kāi)始點(diǎn)亮的延時(shí)，這樣就做到了有人在使用臺(tái)燈時(shí)臺(tái)燈持續(xù)亮著；當(dāng)人離開(kāi)，在點(diǎn)亮延時(shí)這段時(shí)間內(nèi)單片機(jī)沒(méi)有再次接收到熱釋紅外給的外部中斷信號(hào)，點(diǎn)

14、亮延時(shí)這段時(shí)間過(guò)后，臺(tái)燈就會(huì)漸漸熄滅。實(shí)現(xiàn)了人來(lái)燈亮人走燈滅的功能。再將定值電阻和光敏電阻串聯(lián)分壓，進(jìn)而改變?nèi)龢O管基極電壓，實(shí)現(xiàn)LED燈亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。1.4 系統(tǒng)主要硬件的選擇1.4.1 主控芯片的選擇根據(jù)多方面的比較，本設(shè)計(jì)選用ATMEL公司的AT89S52單片機(jī)作為控制器。AT89S52是一個(gè)CMOS類的8位單片機(jī)，具有低功耗，高性能等特點(diǎn)。其芯片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，是采用ATMEL公司的非易失性、高密度存儲(chǔ)技術(shù)制造的器件，優(yōu)勢(shì)在于它可以兼容80C51引腳結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系

15、統(tǒng)。此外，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元。AT89S52獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)、強(qiáng)大的功能、較高的性價(jià)比，使它在許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 AT89S52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器2。1.4.2 熱釋電傳感器信號(hào)處理芯片BISS0001是一種性能較高的傳感信號(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)成熱釋電紅外開(kāi)關(guān)。它

16、能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類白熾燈、熒光燈、LED燈等裝置，可用于臺(tái)燈亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。BISS0001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)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器即參考電壓等構(gòu)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐??？蓮V泛應(yīng)用于多種傳感器和延時(shí)控制器。BISS0001集成IC有兩種工作方式：可重復(fù)觸發(fā)工作方式和不可重復(fù)觸發(fā)工作方式，分別由管腳1的輸入電平?jīng)Q定3。當(dāng)管腳1接低電平時(shí)，A=0,BISS0001集成IC處于不可重復(fù)觸發(fā)工作狀態(tài)。當(dāng)管腳1接高電平時(shí)，A=1,BISS0001集成IC處于可重復(fù)觸發(fā)工作狀態(tài)。1.4.3 熱釋電紅外傳感器 熱釋電紅外傳感器是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種新型高靈敏度探測(cè)

17、元件。主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鉭酸鋰、鋯鈦酸鉛系陶瓷、硫酸三甘鈦等制成，尺寸為2*1mm的探測(cè)元件。是以非接觸的形式，檢測(cè)出人體輻射的紅外線能量的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出4。將這個(gè)電壓信號(hào)加以放大，便可驅(qū)動(dòng)各種控制電路，如電源開(kāi)關(guān)控制。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件，并將兩個(gè)探測(cè)元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高,減少干擾。由探測(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。熱釋電紅外傳感器多用于檢測(cè)物體發(fā)射的紅外線，為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的

18、上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號(hào)放大70分貝以上，這樣就可以測(cè)出1020m范圍內(nèi)人的行動(dòng)。 熱釋電紅外感應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）器件功耗非常?。?（2）熱釋電傳感器本身不發(fā)出任何輻射； （3）隱蔽性好，價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：（1）環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，傳感器靈敏度明顯下降，有時(shí)甚至造成短暫失靈； （2）被動(dòng)紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被抵擋，不易被探頭接收；（3） 容易受到各種熱源、光源干擾。容易受到射頻干擾。1.4.4 光敏電阻 光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光

19、弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)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(jiàn)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)110M歐,在強(qiáng)光條件（100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對(duì)光的敏感性（即光譜特性）與人眼對(duì)可見(jiàn)光（0.40.76）m的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。光敏電阻的工作原理是基于內(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，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻

20、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光敏電阻原理圖及梳狀歐姆電極，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。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)了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，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)將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便

21、有電流通過(guò)，受到波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換6。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，也加交流電壓。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。第二章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖2.1所示，主要包括：復(fù)位電路：AT89S52的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2,斯密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到內(nèi)部復(fù)位操作所需要的信號(hào)。2復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。最簡(jiǎn)單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電

22、自動(dòng)復(fù)位是通過(guò)外部復(fù)位電路的電容充電來(lái)實(shí)現(xiàn)的。只要Vcc的上升時(shí)間不超過(guò)1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。時(shí)鐘頻率用12MHz時(shí)C取22uF,R取1K。 時(shí)鐘電路：本設(shè)計(jì)采用最常用的內(nèi)部時(shí)鐘方式，即用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。振蕩晶體可在1.2MHz到12MHz之間選擇。電容值無(wú)嚴(yán)格要求，但電容取值對(duì)振蕩頻率輸出的穩(wěn)定性、大小、振蕩電路起振速度有少許影響，C1、C2可在20pF到100pF之間取值，但在60pF到70pF時(shí)振蕩器有較高的頻率穩(wěn)定性。所以本設(shè)計(jì)中，振蕩晶體選擇12MHz,電容選擇65pF 7 。 直流電源，為系統(tǒng)的運(yùn)行所需供電。在實(shí)際中，可以選擇有主用電源和備用電源。當(dāng)主用

23、電源有故障時(shí)，如意外停電，備用電源工作，為系統(tǒng)供電。主電源可以用一般家用電源，備用電源的選擇較靈活，可以用生活中廣泛應(yīng)用的蓄電池。圖2.1 AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)圖 2.2 電源模塊的設(shè)計(jì) 如圖2.2所示，電源模塊主要分為：一個(gè)橋式整流濾波電路和7812/7805配以少量電容組成。220V交流電源經(jīng)變壓器T1后變換為12V交流電，經(jīng)橋式整流后由電解電容C1進(jìn)行濾波，濾波后并聯(lián)一個(gè)330F的電容C2，再接入7812穩(wěn)壓器的輸入端。7812的輸出端并聯(lián)一個(gè)0.1F的小電容C3后分兩路輸出：一路為主電路提供+12V的電源；另一路并接一個(gè)330F的電容C4，接入7805穩(wěn)壓器的輸入端，7805輸

24、出端也并接一個(gè)0.1F的小電容C5，為主電路提供+5V電源。圖2.2 電源模塊電路圖2.3 檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)是否有人需要使用臺(tái)燈檢測(cè)單元主要由D203B熱釋電紅外線傳感器和信號(hào)處理芯片BISS0001組成。紅熱釋電紅外傳感器只對(duì)波長(zhǎng)為10m（人體輻射紅外線波長(zhǎng)）左右的紅外輻射敏感，所以除人體以外的其他物體不會(huì)引發(fā)探頭動(dòng)作。探頭內(nèi)包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元，而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出8。一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋

25、電也不同，不能抵消，于是輸出檢測(cè)信號(hào)9。當(dāng)外界光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值很小，BISS0001檢測(cè)到低電平，從而封鎖14腳，禁止傳感器PIR的信號(hào)。當(dāng)外界光強(qiáng)較弱時(shí)，光敏電阻阻值很大，BISS0001檢測(cè)到低電平，開(kāi)啟14腳，這樣就省去了單片機(jī)的處理過(guò)程。傳感器PIR檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生微弱的信號(hào)輸出，經(jīng)R14、R15、R2、C9、C10、C11組成的信號(hào)放大濾波電路。R18、R19、C13和C14組成的延時(shí)電路。信號(hào)經(jīng)處理后從2腳輸出。自動(dòng)識(shí)別用戶及環(huán)境光強(qiáng)電路如圖2.3所示： 圖2.3 自動(dòng)識(shí)別用戶及環(huán)境光強(qiáng)電路2.4 熱釋電傳感器電路的設(shè)計(jì) 熱釋電紅外傳感器電路部分如2.4所示：圖2.4

26、 熱釋電紅外傳感器電路熱釋電紅外傳感器RE200B采用+5V穩(wěn)壓源供電。其的輸出信號(hào)電壓十分微弱，通常為10-20mV。輸出信號(hào)頻率為0.1Hz-10Hz。圖中R1為熱釋電傳感器RE200B的源極電阻（又稱靈敏度調(diào)節(jié)電阻），其作用是調(diào)整熱釋電紅外傳感器的靈敏度。R1的阻值常常選用47K的電阻。電容C6的作用是濾除熱釋電紅外傳感器輸出信號(hào)中高頻干擾部分，通常選用0.1uF的電容。在實(shí)際應(yīng)用中，常常會(huì)出現(xiàn)傳感器不靈敏的情況至經(jīng)常出現(xiàn)誤觸發(fā)了提高熱釋電紅外傳感器感受紅外線的靈敏度，通常要在熱釋電紅外傳感器前加裝配套的拋物面形或半球形的菲涅耳透鏡。對(duì)C6，R1進(jìn)行調(diào)整。一般做法是在C6后面再并接一個(gè)0

27、.01uF的小電容提高濾波質(zhì)量，或者把R1換成4.7 K的電阻。也可以把R1改為電位器來(lái)靈活調(diào)整熱釋電傳感器的靈敏度。2.5 信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì)信號(hào)放大電路部分的電路圖如圖2.5所示：圖2.5 信號(hào)放大電路由圖可知，該部分信號(hào)放大電路由兩個(gè)運(yùn)算放大器組成。其中第一級(jí)放大電路由R7、R8、C9，C10組成。第二級(jí)放大電路由R5、R6、C7，C8組成。第一級(jí)放大電路即運(yùn)算放大器OP1是傳感信號(hào)的預(yù)處理電路。其作用是將熱釋電紅外傳感器輸入的傳感信號(hào)進(jìn)行放大，然后耦合給運(yùn)算放大器OP2。R7,R8的作用是決定運(yùn)算放大器OP1的電壓增益。R7選1M的電阻，R8選47K的電阻，C9選0.1uF的小電容，C

28、10選47uF的電解電容。第三章 軟件程序的設(shè)計(jì)3.1 主程序的設(shè)計(jì)該系統(tǒng)的工作軟件主要完成以下功能：信號(hào)輸入模塊實(shí)現(xiàn)相應(yīng)傳感器信號(hào)輸入單片機(jī)數(shù)據(jù)通道，在控制系統(tǒng)軟件中，將熱釋電紅外探測(cè)器和光強(qiáng)度探測(cè)的信號(hào)經(jīng)BISS0001處理后輸出的信號(hào)作為單片機(jī)的外部中斷信號(hào)，由此產(chǎn)生決定臺(tái)燈開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)信號(hào)，另外將環(huán)境光強(qiáng)數(shù)據(jù)A/D轉(zhuǎn)換，然后作為系統(tǒng)調(diào)節(jié)亮度的控制信號(hào)編碼輸出到系統(tǒng)的輸出模塊，達(dá)到控制LED發(fā)光亮度的目的，實(shí)現(xiàn)智能照明的目的。如圖3.1是一種系統(tǒng)最基本的實(shí)現(xiàn)方案的流程圖?？刂品桨傅牧鞒虉D，流程經(jīng)過(guò)初始化以后，判斷紅外檢測(cè)電路有無(wú)探測(cè)到有人，無(wú)人時(shí)，滅燈并返回繼續(xù)判斷有無(wú)人。如果探測(cè)到有人，

29、就接著判斷當(dāng)前照度是否滿足設(shè)定要求。若照度滿足要求，繼續(xù)返回滅燈程序；若不滿足，就給繼電器一個(gè)動(dòng)作信號(hào)，使其動(dòng)作，從而開(kāi)啟照明電路。流程圖如下：圖3.1 主程序初始化流程圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程是先判斷是否有人，如果無(wú)人，不論環(huán)境光照是否滿足，燈都不會(huì)開(kāi)；如果有人，再判斷光照是否滿足，在光照滿足的條件下，則不會(huì)開(kāi)燈，反之則開(kāi)燈。燈光的調(diào)節(jié)由定值電阻和光敏電阻串聯(lián)分壓，進(jìn)而改變?nèi)龢O管基極電壓，來(lái)實(shí)現(xiàn)LED燈亮度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。第四章 系統(tǒng)仿真測(cè)試4.1 仿真測(cè)試方法本次調(diào)試采用Proteus軟件仿真，Proteus軟件不僅具有其它EDA工具軟件（例multisim）的功能，及原理布圖、PCB自動(dòng)或人工布線

30、、SPICE電路仿真，還有互動(dòng)的電路仿真、仿真處理器及其外圍電路的獨(dú)有特點(diǎn)，而且有智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）模塊、完善的電路仿真功能（Prospice）模塊、獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）模塊、實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)11 。4.2 仿真測(cè)試過(guò)程因?yàn)樵赑roteus的元器件庫(kù)中沒(méi)有硬件設(shè)計(jì)中用到的主控部件的芯片AT89S52、BISS0001集成芯片及熱釋電紅外傳感器，所以無(wú)法直接調(diào)用這些器件進(jìn)行仿真。采用如下方法：AT89S52與單片機(jī)MCS-51產(chǎn)品兼容，只不過(guò)AT89S52相對(duì)而言多了ISP功能，在仿真測(cè)試時(shí)可用AT89C51代替AT89S52；省去數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片ICM7218A，將四位

31、的7段數(shù)碼管換成如圖所示的兩個(gè)數(shù)碼管；用滑動(dòng)變阻器代替?zhèn)鞲衅?，調(diào)整相應(yīng)的滑動(dòng)變阻器的阻值，相當(dāng)于改變光照亮度。仿真測(cè)試過(guò)程：在Proteus環(huán)境下繪制好仿真原理圖后，調(diào)入用Keil軟件已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，可以在Proteus的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。點(diǎn)擊運(yùn)行時(shí)，按下復(fù)位鍵，系統(tǒng)復(fù)位，LED燈不亮，仿真圖如圖4.1所示：圖4.1 燈不亮松開(kāi)復(fù)位鍵，運(yùn)行，當(dāng)有人時(shí)，傳感器會(huì)因感應(yīng)到人體發(fā)出的紅外信號(hào)而輸出一個(gè)感應(yīng)信號(hào)，信號(hào)經(jīng)放大器BISS0001放大后，給單片機(jī)AT89S52一個(gè)信號(hào)，在光線不足的時(shí)候，改變光敏電阻的阻值，使燈的亮度隨光線的強(qiáng)弱變化而改變

32、LED燈的亮度，仿真電路如圖4.2所示：圖4.2 燈亮當(dāng)無(wú)人時(shí)，傳感器沒(méi)有感應(yīng)到人體發(fā)出的紅外信號(hào)，因此，不論光線是否充足，燈都不會(huì)被點(diǎn)亮，仿真電路如圖4.3所示：圖4.3 燈不亮 結(jié) 論設(shè)計(jì)出了一款亮度自動(dòng)控制的LED臺(tái)燈。該系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為核心，通過(guò)軟件編程與硬件設(shè)計(jì)相結(jié)合，完成了臺(tái)燈亮度自動(dòng)控制和智能開(kāi)關(guān)的功能。綜合運(yùn)用熱釋電紅外傳感器、BISS0001集成芯片和光檢測(cè)等技術(shù)，運(yùn)用人體紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)替換臺(tái)燈的自動(dòng)開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)智能控制，由BISS0001集成芯片和熱釋電紅外傳感器RE200B構(gòu)成感應(yīng)開(kāi)關(guān)。完成多功能智能LED臺(tái)燈設(shè)計(jì)，當(dāng)環(huán)境光線過(guò)弱時(shí)則會(huì)增強(qiáng)臺(tái)燈的亮度，當(dāng)環(huán)境光線過(guò)強(qiáng)時(shí)則會(huì)降低臺(tái)燈的亮度，即在一定范圍內(nèi)改變臺(tái)燈亮度來(lái)控制環(huán)境光線的強(qiáng)弱。實(shí)現(xiàn)了在光線不足的情況下有人靠近臺(tái)燈時(shí)會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮。但是，由于專業(yè)知識(shí)有限