課程設(shè)計-人體感應LED設(shè)計

1、淮北師范大學信息學院綜合性課程設(shè)計報告題目：人體感應LED設(shè)計 組員： 指導教師：2015年5月報告內(nèi)容一、 設(shè)計的內(nèi)容或要求人體感應燈是一款利用紅外線、熱釋電原理感應人體活動信息的新技術(shù)設(shè)計、研發(fā)而成的，專門用來檢測和感應人體活動信息的產(chǎn)品。 當人或有溫度的物體進入模塊感應范圍內(nèi)時，感應模塊就會輸出一個高電平脈沖信號、或高電平延時信號，輸出的感應脈沖或延時信號可以直接驅(qū)動LED燈指示燈。二、 系統(tǒng)設(shè)計原理框圖：圖原件列表：名稱數(shù)量DSN-FIR800人體紅外熱釋電傳感器模塊1個AT89C2051單片機1個12MHz晶振1個30pF電容2個10uF電容1個1k電阻1個200電阻2個LED發(fā)光二

2、極管2個開關(guān)1個表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)的自動控制產(chǎn)品,靈敏度高，可靠性強， 超低電壓工作模式,廣泛應用于各類自動感應電器設(shè)備,尤其是干電池供電的自動控制產(chǎn)品。功能特點：1.全自動感應:人進入其感應范圍則輸出高電平，人離開感應范圍則自動延時關(guān)閉高電平，輸出低電平。2.光敏控制（可選擇，出廠時未設(shè)）：可設(shè)置光敏控制，白天或光線強時不感應。3.溫度補償(可選擇， 出廠時未設(shè))： 在夏天當環(huán)境溫度升高至3032，探測距離稍變短，溫度補償可作一定的性能補償。4.兩種觸發(fā)方式：（可跳線選擇） a.不可重復觸發(fā)方式:即感應輸出高電平后，

3、延時時間段一結(jié)束，輸出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖健?#160;b.可重復觸發(fā)方式：即感應輸出高電平后， 在延時時間段內(nèi)，如果有人體在其感應范圍活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖剑ǜ袘K檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點)。5.具有感應封鎖時間(默認設(shè)置:2.5S封鎖時間)：感應模塊在每一次感應輸出后（高電平變成低電平），可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間段，在此時間段內(nèi)感應器不接受任何感應信號。此功能可以實現(xiàn)“感應輸出時間”和“封鎖時間” 兩者的間隔工作， 可應用于間隔探測產(chǎn)品；同時此功能可有效抑制負載切換過程中

4、產(chǎn)生的各種干擾。(此時間可設(shè)置在零點幾秒幾十秒鐘)。6.工作電壓范圍寬：默認工作電壓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控制產(chǎn)品。8.輸出高電平信號：可方便與各類電路實現(xiàn)對接。調(diào)節(jié)方法：調(diào)節(jié)距離電位器順時針旋轉(zhuǎn)，感應距離增大（約7 米），反之， 感應距離減?。s3 米）。調(diào)節(jié)延時電位器順時針旋轉(zhuǎn)， 感應延時加長（約300S），反之，感應延時減短（約5S）。 使用說明:1.感應模塊通電后有一分鐘左右的初始化時間，在此期間模塊會間隔地輸出0-3次，一分鐘后進入待機狀態(tài)。2.應盡量避免燈光等干擾源近距離直射模塊表面的透鏡，以免引進干擾信號產(chǎn)生誤動作；使

5、用環(huán)境盡量避免流動的風，風也會對感應器造成干擾。3.感應模塊采用雙元探頭，探頭的窗口為長方形，雙元（A元B元）位于較長方向的兩端，當人體從左到右或從右到左走過時,紅外光譜到達雙元的時間、距離有差值，差值越大，感應越靈敏，當人體從正面走向探頭或從上到下或從下到上方向走過時，雙元檢測不到紅外光譜距離的變化，無差值，因此感應不靈敏或不工作；所以安裝感應器時應使探頭雙元的方向與人體活動最多的方向盡量相平行，保證人體經(jīng)過時先后被探頭雙元所感應。為了增加感應角度范圍，本模塊采用圓形透鏡，也使得探頭四面都感應，但左右兩側(cè)仍然比上下兩個方向感應范圍大、靈敏度強，安裝時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不可重復觸發(fā)/H重復觸發(fā)（默認）延時時間默認5S (5-300S可調(diào))可制作零點幾秒-幾十分鐘封鎖時間默認2.5S， 可制作范圍零點幾秒-幾十秒電路板外形尺寸32mm*24mm感應角度<110度錐角感應距離7米以內(nèi)工作溫度-20-+80度感應透鏡尺寸直徑:23mm(默認) 表原理圖：圖圖AT89C2051資料 AT89C2051是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含2k bytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128 by

7、tes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-5l指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，功能強大。 圖AT89C2051單片機引腳介紹： AT89C2051為20引腳小型封裝，2K內(nèi)部程序存儲器，15個可編程I/O口線，沒有P0口和P2口的16根I/O線，內(nèi)部集成了一個模擬比較器。芯片共有20個引腳，引腳的排列順序為從靠芯片的缺口（見上圖）左邊那列引腳逆時針數(shù)起，依次為1、2、3.20，在單片機的20個引腳中，電源引腳2根，外接晶體振蕩器引腳2根，復位引腳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)：復位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機器周期的高電平將使單片機復位。  4、可編程輸入/輸出引腳（15根） P1口： 8位準雙向I/O口線，P1.0P1.7 ，共8根   P1口是一個8位雙

9、向I/O口。口引腳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LED顯示。當P1口引腳寫入“1”時，其可用作輸入端，當引腳P1.2P1.7用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的寫入“1”時，其可用作輸入端。當引腳P1.2P1.7用作輸入并被外部拉低時，它們將因內(nèi)部的上拉電阻而流出電流。P3口： 8位準雙向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)比較器的輸出信號并且它作為一通用I/O引腳而不可訪問。P3口緩沖器可吸收20mA電流。當P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可用作輸入端。用作輸入時，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定時器0外部輸入P3.5T1定時器1外部輸入 表5、RST：復位輸入。RST一旦變成高電平所有的I/O引腳就復位到“1”。當振蕩器正在運行時，持續(xù)給出RST引腳兩個機器周期的高電平便

11、可完成復位。每一個機器周期需12個振蕩器或時鐘周期。6、XTAL1：作為振蕩器反相器的輸入和內(nèi)部時鐘發(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存儲器（10000次）；3、2.7-6V電壓范圍；4、全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz；5、2級程序存儲器保密鎖定；6、128*8位內(nèi)部RAM；7、15條可編程I/O線；8、兩個16位定時器/計數(shù)器；9、6個中斷源；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 if(FIR=1) /如果有人 LED=0; /打開led else LED

13、=1; /如果沒有人 關(guān)閉led 流程圖： 圖PCB制板1. 畫出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)印機對其加熱。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，再對上面沒有腐蝕完整的部分進行修改。腐蝕液是由三氯化鐵加溫水組成的，與銅會發(fā)生化學反應。5.打孔利用打孔機對PCB板進行打孔，好為元器件

14、的焊接做準備。此時，一個完整的PCB板基本就做好了。焊接1.清點材料；2.二極管、電容、電阻和電感的認識；用萬用表測量以及觀察元器件上的一些特征以去確定元器件的正負、電容大小以及阻值和感值大小。3.焊接前的準備工作；準備好海綿（用水濕過的），松香，電烙鐵，焊錫，以及支架；元件讀數(shù)測量、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，在加熱的進程中要及時給裸銅面搪錫否則會不好焊；加熱中要把斜面靠在元件腳上使加熱面積最大，焊點高約1.5mm直徑與焊盤一致腳高出約0.5mm，不僅要位置正確，還要焊接可靠，形狀美觀。5.開關(guān)電源故障的排除。焊接完一類元器件，應檢查一遍焊接質(zhì)

15、量是否有錯焊、漏焊，發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。三、 總結(jié) 做了幾周的課程設(shè)計，回顧起此課程設(shè)計，至今我們?nèi)愿锌H多。從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，有很多的心得體會，有關(guān)于單片機方面的，更多的是關(guān)于人與人之間關(guān)系方面的。因為我本人對單片機也并不是很熟悉，學的東西好像它是它，我是我的，理論聯(lián)系不了實際。以前的匯編語言沒學好，一開始的程序這塊兒就要令我抓狂了。后來請教同學，看他邊做邊給我講解，我進一步學習和掌握 對程序的設(shè)計和編寫。從中體會到了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計的方便和巧妙，懂的了在進行編寫一個程序之前，要有明確的目標和整體的設(shè)計思想，另外某些具體的動手內(nèi)容也是相當?shù)闹匾热缭谧霭宓倪^程中要非常小心，我開始由于粗心做壞了兩個板子。 這些寶貴的編程思想和從中摸索到的經(jīng)驗都是在實踐過程中獲得的寶貴財富，這些經(jīng)驗對我以后會有很大的幫助的，我要好好利用。 通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐