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(jí)、**: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(shū)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(kāi)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(kāi)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(hào)：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(duì)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(kāi)場(chǎng)論文編寫(xiě)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(duì)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(cè)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(duì)進(jìn)度方案實(shí)施情況評(píng)價(jià)指導(dǎo)教師簽名：年月日本表作評(píng)定學(xué)生平時(shí)成績(jī)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(kāi)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(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)室照明的控制。單片機(jī)通過(guò)繼電器控制照明設(shè)備的翻開(kāi)或者關(guān)閉、通過(guò)光照檢測(cè)電路對(duì)照明設(shè)備周邊亮度進(jìn)展檢測(cè)，如果亮度不夠則單片機(jī)同時(shí)檢測(cè)BISS0001芯片是否采集到了人體熱釋電傳感信號(hào)，根據(jù)有無(wú)人體熱釋電傳感信號(hào)單片機(jī)立刻控制照明設(shè)備翻開(kāi)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：?jiǎn)纹瑱C(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(guó)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(cè)電路524228光敏電阻的功能描述55804光照檢測(cè)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(cè)原理717573.3.3信號(hào)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(yǔ)193624參考文獻(xiàn)20-.z.1.課題研究的意義隨著社會(huì)的開(kāi)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高，為方便生活人們?cè)絹?lái)越多的在各個(gè)場(chǎng)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(kāi)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(lái)，人們對(duì)照明的要求也越來(lái)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(kāi)展。一般來(lái)說(shuō)，手動(dòng)控制系統(tǒng)指的是個(gè)人通過(guò)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(kāi)關(guān)或一組開(kāi)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(qián)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(qián)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(wèn)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(duì)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(zhǎng)光源壽命，管理維護(hù)方便等。相對(duì)智能照明控制系統(tǒng)而言，傳統(tǒng)控制方式簡(jiǎn)單、有效、直觀。但它過(guò)多依賴控制者的個(gè)人能力，控制相對(duì)分散和無(wú)法有效管理，其實(shí)時(shí)性和自動(dòng)化程度太低。正因?yàn)榇?，照明的智能自?dòng)化研究有著極其有重要的意義。1.1國(guó)外研究現(xiàn)狀我國(guó)的照明節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)從1996年開(kāi)場(chǎng)實(shí)施中國(guó)綠色照明工程以后，得到了社會(huì)各界和國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注和支持，在各地區(qū)有關(guān)部門(mén)、單位和企業(yè)的共同努力下以及聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)方案署和全球環(huán)境基金的積極參與和資助下開(kāi)展的。通過(guò)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(kāi)展發(fā)揮了積極作用[2]。目前國(guó)幾種常見(jiàn)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(kāi)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(kāi)發(fā)的，現(xiàn)已廣泛用于很多國(guó)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(duì)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(kāi)關(guān)、時(shí)間控制器、移動(dòng)傳感器)、智能開(kāi)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(chǎng)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(guó)九十年代處就開(kāi)場(chǎng)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(guó)"建筑物能量標(biāo)準(zhǔn)"(ASHRAE/IESNA

90．1-1999．9)、美國(guó)2003年國(guó)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(guó)新建筑研究所的室照明功率密度等。美國(guó)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(duì)于不同類(lèi)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(kāi)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(wèn)題對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)尤為嚴(yán)重。隨著各類(lèi)建筑空間的擴(kuò)大，照明的需求也越來(lái)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(wèn)題。目前對(duì)燈光的智能控制，國(guó)外已經(jīng)開(kāi)場(chǎng)采用，但對(duì)室燈光的控制，尤其是我國(guó)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(lèi)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(kāi)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(kāi)展[4]。所以，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)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(kāi)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(kāi)時(shí)，則關(guān)閉該處的照明設(shè)備。系統(tǒng)的主要目的是對(duì)燈的開(kāi)關(guān)狀態(tài)進(jìn)展控制。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(guò)控制電路對(duì)照明設(shè)備進(jìn)展開(kāi)關(guān)操作，從而實(shí)現(xiàn)照明控制，來(lái)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(duì)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(cè)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(duì)光電檢測(cè)電路和熱釋電傳感器輸出信號(hào)進(jìn)展處理。當(dāng)光強(qiáng)的時(shí)候，系統(tǒng)對(duì)光照進(jìn)展檢測(cè)，產(chǎn)生信號(hào)并處理控制燈的開(kāi)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(guò)熱釋電紅外傳感器探測(cè)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(méi)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(guò)光敏電阻自動(dòng)檢測(cè)室環(huán)境的光強(qiáng)，然后根據(jù)光敏傳感器來(lái)檢測(cè)光強(qiáng)，當(dāng)室光強(qiáng)大時(shí)，燈不會(huì)翻開(kāi)，當(dāng)光強(qiáng)不夠時(shí)就翻開(kāi)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(cè)，所以不用考慮白天黑夜時(shí)間段的問(wèn)題，只要室光強(qiáng)不夠，且有人活動(dòng)就會(huì)翻開(kāi)燈。所以即使是陰雨天都會(huì)根據(jù)實(shí)際光強(qiáng)來(lái)決定是否開(kāi)燈。3.液晶顯示屏可以顯示系統(tǒng)的檢測(cè)情況，當(dāng)檢測(cè)到室有人走動(dòng)的時(shí)候，會(huì)顯示有人，否則顯示無(wú)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(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)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(mén)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(jí)中斷構(gòu)造〔兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)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(cè)電路光敏電阻的功能描述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)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(cè)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(hào)的變化帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，來(lái)接通或者斷開(kāi)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(cè)電路如圖3-2所示，通過(guò)用萬(wàn)用表測(cè)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(méi)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(cè)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(kāi)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(cè)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(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))。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(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。(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(hào)：可方便與各類(lèi)電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。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)出人體輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)。熱釋電傳感器具有本錢(qián)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(cè)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(cè)距離僅為2m左右；而配上菲涅爾透鏡后，其檢測(cè)距離可增加到10m以上。由于熱釋電傳感器輸出的信號(hào)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(hào)，因此傳感器的輸出信號(hào)必須經(jīng)過(guò)一個(gè)專門(mén)的信號(hào)處理電路，使得傳感器輸出信號(hào)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(hào)[3]。根據(jù)以上要求，人體熱釋電檢測(cè)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(hào)處理電路本設(shè)計(jì)采用BISS0001來(lái)完成對(duì)熱釋電傳感器輸出信號(hào)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(kāi)關(guān)、報(bào)警用人體熱釋電傳感器等。它能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類(lèi)白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門(mén)、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(hào)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(hào)作第一級(jí)放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)展第二級(jí)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(hào)Vs去啟動(dòng)延遲時(shí)間定時(shí)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(lái)檢測(cè)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(hào)Vs。SW1是工作方式選擇開(kāi)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(mén)*≈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T(mén)i≈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(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生"鬼影〞，使用時(shí)可以通過(guò)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(xiě)信號(hào)線，高電平時(shí)進(jìn)展讀操作，低電平時(shí)進(jìn)展寫(xiě)操作。當(dāng)RS和RW共同為低電平時(shí)可以寫(xiě)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(xiě)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(xiě)、常用的符號(hào)、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(xiě)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(lái)，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(guó)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(duì)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(guò)把RST輸入驅(qū)動(dòng)置高電平來(lái)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(duì)DS1302進(jìn)展操作。如果在傳送過(guò)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(guò)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(jiǎn)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(lái)對(duì)它進(jìn)展控制。軟件局部的主要任務(wù)是完成對(duì)光照檢測(cè)電路和對(duì)熱釋電傳感器信號(hào)處理電路的輸出信號(hào)進(jìn)展處理。在光照較強(qiáng)時(shí)，系統(tǒng)繼續(xù)對(duì)光照檢測(cè)電路的輸出狀態(tài)進(jìn)展檢測(cè)。光照較弱時(shí)，系統(tǒng)對(duì)信號(hào)處理電路的輸出狀態(tài)Vo進(jìn)展檢測(cè)。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(cè)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(cè)到室無(wú)人時(shí)，則系統(tǒng)控制照明設(shè)備熄滅并重新對(duì)信號(hào)處理電路的輸出狀態(tài)Vo進(jìn)展檢測(cè)[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(kāi)場(chǎng)開(kāi)場(chǎng)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(xiāo)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(guó)KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編語(yǔ)言相比，C語(yǔ)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(shì)，因而易學(xué)易用。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè)集成開(kāi)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(yǔ)言編程，則Keil幾乎就是你的不二之選，即使不使用C語(yǔ)言而僅用匯編語(yǔ)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(guó)LabcenterEletroniceLtd研發(fā)成功，經(jīng)過(guò)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(jí)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(lái)，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(cè)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(lái)決定開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)自然光很強(qiáng)的時(shí)候，不管有沒(méi)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(kāi)照明設(shè)備，沒(méi)人就不開(kāi)啟。編寫(xiě)程序的時(shí)候，光照很強(qiáng)用邏輯1表示，無(wú)光照或光照較弱用邏輯0表示，有人用邏輯1表示，無(wú)人用邏輯0表示，照明設(shè)備翻開(kāi)用邏輯0表示，照明設(shè)備不翻開(kāi)，用邏輯1表示。根據(jù)上述要求，可以畫(huà)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(wú)關(guān)弱有開(kāi)弱無(wú)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(kāi)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(wú)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;