衛(wèi)生間照明,換氣自動(dòng)控制器電路的設(shè)計(jì)論文

1、畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）衛(wèi)生間照明、換氣自動(dòng)控制器電路的設(shè)計(jì)姓 名 shannon 學(xué) 號(hào) 1011121202 所在學(xué)院 理 學(xué) 院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 2010級(jí)信科1班 指導(dǎo)教師 徐老師 日 期 2014年5月30日 摘 要通過(guò)光敏電阻對(duì)光強(qiáng)的感光作用，判斷是白天還是黑夜，將該信號(hào)通過(guò)比較器，變成數(shù)字信號(hào)，輸入到單片機(jī)中；通過(guò)紅外傳感器來(lái)判斷是否有人，在光敏信號(hào)為低（黑夜）的情況下，如果紅外傳感器的信號(hào)為有效（即有人），控制MOS管導(dǎo)通的引腳為高，MOS管導(dǎo)通，連接在繼電器上的12V電壓連通，繼電器的閉合，220V電壓加載在照明燈上，照明燈變亮。通過(guò)氣體檢測(cè)傳感器檢測(cè)測(cè)試的氣味，如果測(cè)試的氣味濃度

2、超過(guò)一定值時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到高電平，控制MOS導(dǎo)通的引腳為高，MOS管導(dǎo)通，連接在繼電器上的12V電壓連通，繼電器的閉合，220V電壓加載在風(fēng)扇上，風(fēng)扇排氣。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)；紅外傳感器；氣味傳感器；繼電器IAbstractThrough photoresistor photographic effects of light intensity, judging day or night, the signal passes comparator, into a digital signal,inputing to the microcontroller; through infrared sen

3、sors to determine whether someone in the photosensitive signal is low ( night ) of case, if the signal is effective infrared sensor ( ie people ), MOS conduction control pin is high, MOS tube conduction, connected to the 12V voltage relay communication relay closed, 220V voltage lighting loads in, t

4、he lights brighten.Detected by the gas detection sensor test odor, odor concentrations tested if more than a certain value, the microcontroller detects a high level, MOS conduction control pin is high,MOS tube is turned on, connected to the communication relay 12V voltage, relay closure, 220V voltag

5、e load on the fan, the fan exhaust.Keywords: Single chip microcomputer ;Infrared sensor;Gas sensor;Relay30目錄摘要Abstract第一章緒論11.1 課題背景11.2 衛(wèi)生間自動(dòng)照明和排氣系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向11.3 課題的研究目的及意義21.4設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2第二章方案設(shè)計(jì)42.1 設(shè)計(jì)要求及功能介紹42.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)42.2.1信號(hào)檢測(cè)模塊42.2.2 信號(hào)處理及控制模塊62.2.3 信號(hào)響應(yīng)模塊72.3 本章小結(jié)7第三章硬件設(shè)計(jì)83.1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)83.2 電源模塊設(shè)計(jì)8

6、3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)93.3.1 時(shí)鐘電路103.3.2 復(fù)位電路103.3.3程序燒錄接口113.4 信號(hào)采集模塊123.4.1 日光強(qiáng)度檢測(cè)123.4.2 紅外傳感器133.4.3 氣味傳感器133.5 控制模塊143.5.1 照明燈的控制143.5.2 風(fēng)扇的控制143.6 本章小結(jié)15第四章軟件設(shè)計(jì)154.1 系統(tǒng)軟件整體流程154.2系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊154.3系統(tǒng)自檢初始化164.4定時(shí)中斷處理設(shè)計(jì)16第五章系統(tǒng)調(diào)試175.1 硬件調(diào)試175.1.1 硬件調(diào)試方法及步驟175.1.2 硬件調(diào)試細(xì)節(jié)及遇到的問(wèn)題185.2 軟件調(diào)試19第六章設(shè)計(jì)總結(jié)20致謝22參考文獻(xiàn)23附錄1

7、24附錄226湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章 緒論1.1 課題背景科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，提高了人們的生活水平，帶來(lái)的卻是資源的匱乏以及環(huán)境的惡化。人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展高度依賴(lài)于資源的開(kāi)發(fā)與利用，資源匱乏已成為全世界所面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題，在我國(guó)，而能源問(wèn)題顯得更為嚴(yán)重。為了能及時(shí)地將衛(wèi)生間內(nèi)的異味排出，很多家庭都裝了換氣扇，但一些來(lái)客或小孩常常忘記打開(kāi)換氣扇和照明。7為了解決這個(gè)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種能自動(dòng)控制換氣扇和照明燈的電子裝置，這樣不給上衛(wèi)生間的人增添任何麻煩，又能自動(dòng)換氣和開(kāi)、關(guān)燈，節(jié)能而方便。1.2 衛(wèi)生間自動(dòng)照明和排氣系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向自然界三大能源的總儲(chǔ)備量是一定的，在經(jīng)濟(jì)

8、飛速發(fā)展的今天，三大能源的儲(chǔ)備量正在日益下降，除了要世界性的節(jié)約能源外。積極需找新型能源也迫在眉睫。在能源的利用方面丹麥處于世界一流水平，無(wú)論是節(jié)能設(shè)備的開(kāi)發(fā)，還是推廣都很成功，其經(jīng)驗(yàn)為世界各其他國(guó)家提供了很好的借鑒。自1974年以來(lái)，盡管丹麥國(guó)民收入增加了百分之五十，而總的能源消費(fèi)量并沒(méi)有增加。丹麥?zhǔn)荗ECD成員國(guó)中國(guó)民收入與能源消耗量之比最小的國(guó)家。他們不斷地開(kāi)發(fā)一些節(jié)能供熱系統(tǒng)，如丹麥熱電周供熱電廠(chǎng)等等。在丹麥節(jié)能這個(gè)詞已經(jīng)深入了人們的內(nèi)心，節(jié)能裝置隨處可見(jiàn)。而且，能源的利用率方面他們也很重視。因此，他們能源使用總效率值達(dá)到了百分之九十。丹麥居民住房用電節(jié)能裝置在他們搬入新建住房時(shí)就已經(jīng)

9、被安裝，提前設(shè)立了的諸多要求，對(duì)不符合節(jié)能要求的新建房屋將不被看中。數(shù)據(jù)顯示，丹麥居民寧愿多支付百分之八的費(fèi)用購(gòu)買(mǎi)入住有節(jié)能設(shè)施的房子，也不去考慮相對(duì)比較便宜的沒(méi)有節(jié)能方案的房屋。歐盟很多國(guó)際都學(xué)習(xí)借鑒了丹麥在節(jié)能項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。并且，歐司朗公司在照明設(shè)備發(fā)面不斷有新型高輸出效率的照明設(shè)備涌現(xiàn)，新型設(shè)備相較之前的產(chǎn)品不但節(jié)約系統(tǒng)功率，還提升了光通量和平均光通量。以上種種，皆表明能源問(wèn)題已經(jīng)被越來(lái)越多國(guó)家所重視，各國(guó)都在致力于對(duì)能源的合理運(yùn)用與開(kāi)發(fā)，提高能源的利用率，來(lái)節(jié)約能源。在我國(guó)，自從改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)多年的穩(wěn)步發(fā)展，伴隨著經(jīng)濟(jì)增上也造成了環(huán)境的破壞與資源的浪費(fèi)，由于對(duì)能源的不合理運(yùn)用，

10、設(shè)備的簡(jiǎn)陋使得如煤炭之類(lèi)的能源得不到充分燃燒，一氧化碳等不完全燃燒物的排放，造成酸雨，土地酸化，臭氧空洞等嚴(yán)重后果，自然災(zāi)害頻繁，不利于未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展。目前能源問(wèn)題已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)大阻力。雖然在能源總儲(chǔ)量方面我們處于領(lǐng)先地位不低，但由于我國(guó)的社會(huì)主義國(guó)家，所以在人均儲(chǔ)量我國(guó)則不盡人如意，單位產(chǎn)值的能耗是發(fā)達(dá)國(guó)家的3-10倍。能從粗多角度出發(fā)，能源問(wèn)題也是我國(guó)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中一個(gè)關(guān)鍵因素。當(dāng)能源不能滿(mǎn)足人們的日常用度時(shí)，工廠(chǎng)停產(chǎn)，工人待業(yè)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到抵制，還會(huì)引起社會(huì)的動(dòng)蕩，不利于國(guó)家的長(zhǎng)治久安。為了提倡節(jié)能意識(shí)，綠色照明工程漸漸的走進(jìn)了人們的視線(xiàn)，他是以綠色環(huán)保節(jié)能為理念的希望

11、工程。其目標(biāo)是在未來(lái)的五年內(nèi)，向廣大群眾推廣節(jié)能燈大約1.5億只節(jié)能燈，電能節(jié)約290億度。有些地方為了推廣節(jié)能燈，人們?cè)谫?gòu)買(mǎi)節(jié)能等的同時(shí)，將會(huì)的到一定的經(jīng)濟(jì)補(bǔ)貼，這樣就帶動(dòng)了群眾節(jié)能的積極性，有助于節(jié)能燈的普遍推廣。以前的油燈在到后來(lái)的白熾燈，最終到現(xiàn)在的高效節(jié)能燈，中國(guó)見(jiàn)證里照明設(shè)備的日新月異的變化?，F(xiàn)在，現(xiàn)在人們?cè)僖膊痪心嘤趦H僅是為了照明，更重要的是為了我們的國(guó)家能過(guò)發(fā)展的更快，更穩(wěn)，我們應(yīng)該從節(jié)能入手，改善我們的生活質(zhì)量。從用電量來(lái)看，數(shù)據(jù)顯示照明設(shè)別上的用電量大約占總用電量的五分之一，其比重不小，考慮到我國(guó)人口眾多，不積跬步無(wú)以至千里，不積小流無(wú)以成江海，若以高效的節(jié)能燈來(lái)代替普通的

12、白熾燈，其節(jié)約的電能可想而知，數(shù)字十分可觀(guān)，大約可以節(jié)約電能60%-80%。政府已經(jīng)在學(xué)校、醫(yī)院、商廈等更換了24萬(wàn)只節(jié)能燈。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外能源狀況的分析無(wú)處不透露“節(jié)能”這兩個(gè)字，所以設(shè)計(jì)一種能自動(dòng)控制換氣扇和照明燈的電子裝置是非常有意義的。1.3 課題的研究目的及意義目前我國(guó)生產(chǎn)的換氣扇大都沒(méi)有定時(shí)裝置，為了能及時(shí)地將衛(wèi)生間內(nèi)的異味排出，很多家庭都裝了換氣扇。但一些來(lái)客或小孩常常忘記打開(kāi)換氣扇，即使打開(kāi)了，使用完換氣扇后，往往忘記關(guān)，有時(shí)甚至到下次使用時(shí)才發(fā)現(xiàn)，白白浪費(fèi)電能，也影響換氣扇的壽命。在夜間，上廁所對(duì)于小孩來(lái)說(shuō)是一件困難的事情，因?yàn)樗麄儗?duì)于找到照明燈的開(kāi)關(guān)是一件困難的事情。為了解決

13、上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種能自動(dòng)控制換氣扇和照明燈的電子裝置，根據(jù)排污量的多少選擇定時(shí)長(zhǎng)短，就能克服上面的不足，這樣不給上衛(wèi)生間的人增添任何麻煩，又能自動(dòng)換氣和開(kāi)、關(guān)燈，節(jié)能而方便。通過(guò)這次的課題研究我希望在理清它的發(fā)展脈絡(luò)上進(jìn)一步了解它的發(fā)明原理，將平時(shí)所學(xué)習(xí)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)探索上，這對(duì)提高我們的動(dòng)手能力，創(chuàng)新意識(shí)，及鍛煉思維活動(dòng)無(wú)疑是一個(gè)莫大的幫助。同時(shí)我也希望這次的研究能讓我進(jìn)一步地了解衛(wèi)生間照明、換氣自動(dòng)控制器系統(tǒng)，而不是僅局限與課本知識(shí)以?xún)?nèi)。從小的突破點(diǎn)入手，掌握又一項(xiàng)科技知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)課堂外的又一次提高,為現(xiàn)代教育科學(xué)盡一份力量！1.4設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)出衛(wèi)生間照明、換氣自動(dòng)控制器電路。

14、要求：在夜間，當(dāng)有人進(jìn)入衛(wèi)生間時(shí)，控制照明燈亮，換氣扇開(kāi)始換氣，人離開(kāi)衛(wèi)生間時(shí)，照明燈滅，換氣扇繼續(xù)工作30-60秒后關(guān)閉。用Protel等軟件設(shè)計(jì)電路原理圖（SCH）、電路板（PCB）。寫(xiě)出必要的C語(yǔ)言或匯編程序，并調(diào)試通過(guò)，程序和硬件能正確的運(yùn)行結(jié)果。如有條件，要求做出實(shí)際產(chǎn)品，如無(wú)條件則要求用軟件仿真。本課題的研究?jī)?nèi)容有以下幾點(diǎn)：（1）單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（2）光強(qiáng)檢測(cè)方案設(shè)計(jì)；（3）人員檢測(cè)方案設(shè)計(jì)；（4）氣味檢測(cè)方案設(shè)計(jì)；（5）照明燈和風(fēng)扇控制方案研究；本設(shè)計(jì)方案需要解決如下關(guān)鍵性問(wèn)題：(1)環(huán)境光檢測(cè)參數(shù)輸入和采集問(wèn)題；(2)人體紅外傳感器的參數(shù)輸入和采集問(wèn)題；(3)開(kāi)燈及關(guān)燈的自動(dòng)與

15、手動(dòng)相兼容的措施；(4)照明燈及風(fēng)扇與傳感器的配合安裝問(wèn)題；第二章 方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)要求及功能介紹本文以單片機(jī)STC89LE516RD+作為系統(tǒng)控制的核心，設(shè)計(jì)一個(gè)能夠自動(dòng)照明和排氣的自動(dòng)控制系統(tǒng)。采用熱釋紅外人體傳感器作為人體紅外感應(yīng)模塊，檢測(cè)人體的存在，采用光敏電阻作為光源檢測(cè)模塊構(gòu)成的電路檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)度，然后根據(jù)衛(wèi)生間合理開(kāi)燈的條件，通過(guò)對(duì)人體存在信號(hào)和環(huán)境光信號(hào)的識(shí)別與判斷，最后通過(guò)單片機(jī)STC89LE516RD+完成對(duì)衛(wèi)生間燈光的智能控制。采用氣味傳感器檢測(cè)衛(wèi)生間氣味濃度，當(dāng)濃度超過(guò)某閾值時(shí)，通過(guò)單片機(jī)STC89LE516RD+完成對(duì)衛(wèi)生間風(fēng)扇的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排氣功能3。2

16、.2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)根據(jù)該課題設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)分為信號(hào)檢測(cè)，信號(hào)處理及控制和信號(hào)響應(yīng)三部分。其總體設(shè)計(jì)框圖如2.1所示。本系統(tǒng)的核心主體是單片機(jī)最小系統(tǒng)，還包括：光敏元件、紅外傳感器（模擬開(kāi)關(guān)代替）、氣味傳感器（模擬開(kāi)關(guān)代替）、繼電器、風(fēng)扇（繼電器彈片發(fā)出響聲）、照明燈（繼電器彈片發(fā)出響聲）、電源模塊5 。系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)見(jiàn)第三章。圖2.1 系統(tǒng)的整體框架圖2.2.1信號(hào)檢測(cè)模塊2.2.1.1 光強(qiáng)信號(hào)檢測(cè)本設(shè)計(jì)中日光強(qiáng)度檢測(cè)器件使用的光敏傳感器為光敏電阻GL5516，光敏電阻GL5516是基于光電導(dǎo)效應(yīng)的一種光電器件，無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值（暗電阻）很大，電路中電流（暗電流）很??；當(dāng)受到光照時(shí)，半導(dǎo)

17、體材料電導(dǎo)率增加，電阻減小。其阻值隨光照增強(qiáng)而減小。光敏電阻作為光電式傳感器的一種，它具有靈敏度高、光譜響應(yīng)范圍寬；體積小、重量輕、機(jī)械強(qiáng)度高、耐沖擊、耐震動(dòng)、抗過(guò)載能力強(qiáng)和壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。所以選擇光敏電阻采集光照信號(hào)，并把不同的光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為不同的電阻值。把光敏電阻串聯(lián)在直流電路中即可把不同的電阻值轉(zhuǎn)化為不同的電壓值，于是，就把對(duì)光照信號(hào)的處理轉(zhuǎn)化為對(duì)電壓信號(hào)V的處理19。光敏電阻GL5516的光照特性如圖2.2所示。在外加電壓為5V的情況下，光敏電阻的光電流和光通量之間的關(guān)系。在光照較強(qiáng)時(shí)，流過(guò)光敏電阻GL5516的電流較大，此時(shí)電阻較小；在光照較弱時(shí)，流過(guò)光敏電阻GL5516的電流較小，此

18、時(shí)電阻較大20。可以將其串聯(lián)一個(gè)電阻，將其連接到地，通過(guò)檢測(cè)GL5516兩端的電壓差，實(shí)現(xiàn)對(duì)光強(qiáng)信號(hào)的檢測(cè)。具體實(shí)現(xiàn)見(jiàn)3.4.1。圖2.2 光敏電阻GL5516的光照特性2.2.1.2 人體信號(hào)檢測(cè)本設(shè)計(jì)采用的人體信號(hào)檢測(cè)器件為雙元熱釋電紅外傳感器RE200B。該傳感器采用熱釋電材料極化隨溫度變化的特性探測(cè)紅外輻射，采用雙靈敏元互補(bǔ)方法抑制溫度變化產(chǎn)生的干擾，提高了傳感器的工作穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)所用的紅外傳感器就采用這種雙探測(cè)元的結(jié)構(gòu)。其工作電路原理及設(shè)計(jì)電路如圖2.3所示, 利用C1和R2來(lái)穩(wěn)定工作電壓，同樣輸出端也多加了穩(wěn)壓元件穩(wěn)定信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到人體移動(dòng)信號(hào)時(shí)，電荷信號(hào)經(jīng)過(guò)FET放大后，經(jīng)過(guò)C

19、2，R1的穩(wěn)壓后使輸出變?yōu)楦唠娢唬俳?jīng)過(guò)NPN的轉(zhuǎn)化，輸出OUT為低電平20。圖2.3 紅外傳感器RE200B內(nèi)部電路原理圖2.2.1.3 氣味信號(hào)檢測(cè)本設(shè)計(jì)中檢測(cè)氣味濃度的器件使用的是氣體傳感器MQ135。MQ135氣體傳感器所使用的材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)傳感器所處環(huán)境中存在污染氣體時(shí),傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中污染氣體濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。MQ135傳感器對(duì)氨氣、硫化物、苯系蒸汽的靈敏度高,對(duì)煙霧和其它有害的監(jiān)測(cè)也很理想。這種傳感器可檢測(cè)多種有害氣體,是一款適合多種應(yīng)用的低成本傳感器4。圖2.4是傳

20、感器典型的靈敏度特性曲線(xiàn)圖中縱坐標(biāo)為傳感器的電阻比（Rs/Ro），橫坐標(biāo)為氣體濃度。Rs 表示傳感器在不同濃度氣體中的電阻值Ro 表示傳感器在100ppm 氨氣中的電阻值。從表中可以得出：隨著氣體濃度的增加氣體傳感器MQ135的電阻會(huì)降低。根據(jù)氣體傳感器MQ135的這個(gè)特性，可以通過(guò)檢測(cè)其電阻值，進(jìn)而粗略得到衛(wèi)生間其他濃度。利用這個(gè)原理，可以將該氣體傳感器串聯(lián)一個(gè)電阻到地。將電阻端的電壓作為比較器LM339的輸入電壓，設(shè)置適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷海葱l(wèi)生間氣體濃度閾值），當(dāng)輸入的電壓大于參考電壓（濃度大于濃度閾值）時(shí)，比較器LM339輸出高電平（高電平有效）15。單片機(jī)通過(guò)檢測(cè)LM339是為高電平，則氣

21、體濃度超過(guò)了閾值濃度。2.2.2 信號(hào)處理及控制模塊本系統(tǒng)信號(hào)處理和控制模式使用的是單片機(jī)STC89LE516RD+，該單片機(jī)具有帶ISP功能的Flash EPROM的低功耗微控制器，可用于固件升級(jí)2。它的指令集同標(biāo)準(zhǔn)的8051指令集完全兼容。STC89LE516RD+包含64K字節(jié)的Flash存儲(chǔ)器；1280字節(jié)片內(nèi)RAM；四個(gè)8位雙向、可以位尋址的I/O口；一個(gè)附件的4位I/O口P4；2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器及一個(gè)串口。為了方便用戶(hù)進(jìn)行編程和驗(yàn)證，STC89LE516RD+內(nèi)含的存儲(chǔ)器允許電編程和點(diǎn)續(xù)寫(xiě)，通過(guò)串口進(jìn)行燒寫(xiě)。0信號(hào)處理及控制信號(hào)輸出的主要過(guò)程為：?jiǎn)纹瑱C(jī)STC89LE516RD+

22、通過(guò)檢測(cè)連接相應(yīng)信號(hào)引腳的電平來(lái)得到相應(yīng)的信號(hào)。對(duì)于照明燈相關(guān)信號(hào)的處理過(guò)程，當(dāng)檢測(cè)到光強(qiáng)信號(hào)和人體信號(hào)同時(shí)有效時(shí)，將控制照明燈的引腳置為高電平（高有效）；當(dāng)光強(qiáng)信號(hào)和人體信號(hào)兩個(gè)都無(wú)效或者其中一個(gè)無(wú)效時(shí)，將控制照明燈的引腳置為低電平。對(duì)于風(fēng)扇相關(guān)信號(hào)的處理過(guò)程，當(dāng)檢測(cè)到氣味信號(hào)有效時(shí)，將控制風(fēng)扇的引腳置為高電平（高有效），此時(shí)單片機(jī)STC89LE516RD+的定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)器的時(shí)間為60s后，將控制風(fēng)扇的引腳置為低電平8。2.2.3 信號(hào)響應(yīng)模塊本設(shè)計(jì)是用單片機(jī)控制繼電器達(dá)到以弱電控強(qiáng)電的電路，下面再來(lái)介紹一下單片機(jī)和強(qiáng)電之間的橋梁：電磁繼電器。電磁繼電器是有觸點(diǎn)電繼電器是有觸點(diǎn)電繼

23、電器的一種。它是利用電磁效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電路開(kāi)、關(guān)控制作用的原件，廣泛應(yīng)用在電子設(shè)備、儀器儀表及自動(dòng)化設(shè)備中。在各種自動(dòng)設(shè)備中，都要求用一個(gè)低電壓電路控制一個(gè)高電壓的電器電路。這樣不僅可以為電子線(xiàn)路和電器電路提供良好的電隔離，還可以保護(hù)電子電路和人員安全。2.3 本章小結(jié)本章介紹了衛(wèi)生間自動(dòng)照明和排氣系統(tǒng)的工作原理及其硬件組成，分別從系統(tǒng)原理圖，主要的芯片，系統(tǒng)的工作流程圖、各模塊工作原理和系統(tǒng)程序調(diào)試來(lái)闡述，給出衛(wèi)生間自動(dòng)照明和排氣系統(tǒng)具體的設(shè)計(jì)方案。衛(wèi)生間自動(dòng)照明和排氣系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)實(shí)際的衛(wèi)生間燈光人性化智能控制和衛(wèi)生間排氣風(fēng)扇人性化的自動(dòng)控制，輸入?yún)?shù)主要是環(huán)境光信號(hào)、人體存在信號(hào)以及衛(wèi)生間氣味濃度

24、。第三章 硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)以STC89LE516RD+作為控制核心，采用熱釋紅外人體傳感器作為人體紅外感應(yīng)模塊RE200B來(lái)檢測(cè)是否有人體的存在，采用光敏電阻構(gòu)成的電路作為光源檢測(cè)模塊構(gòu)成的電路檢測(cè)環(huán)境光的強(qiáng)弱程度，采用氣體傳感器MQ135來(lái)檢測(cè)衛(wèi)生間氣味情況；通過(guò)控制MOS管導(dǎo)通情況，進(jìn)而控制繼電器的開(kāi)閉情況，最好實(shí)現(xiàn)對(duì)照明燈和風(fēng)扇的控制。在本節(jié)中將詳細(xì)介紹具體的硬件電路實(shí)現(xiàn)。3.2 電源模塊設(shè)計(jì)在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，所需要的電壓為：12V、5V、3.3V。即控制繼電器正常耦合和斷開(kāi)需要的電壓為12V、串口芯片Max232的電源電壓為5V、單片機(jī)工作電壓為3.3V。為了讓本

25、系統(tǒng)能夠在現(xiàn)實(shí)中更實(shí)用，電源的輸入選擇為市電，及220V交流電壓。系統(tǒng)中最大的直流穩(wěn)壓電源使用的是12V，首先需將220V的交流市電經(jīng)過(guò)變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓后轉(zhuǎn)換成12V直流電壓，供給整個(gè)控制系統(tǒng)的輸入端，12V電源輸入后經(jīng)過(guò)電源芯片LM2596-5將12V電壓轉(zhuǎn)換為5V電壓，5V電壓經(jīng)過(guò)電源芯片LM1117-3.3將5V電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的3.3V電壓。其所對(duì)應(yīng)的框圖如圖所示，以下就對(duì)各部分加以介紹。圖 3.1電源設(shè)計(jì)框圖輸入端輸入的電壓為220V的交流電壓，此時(shí)需要通過(guò)220V17V的變壓器對(duì)輸入電壓降壓，降壓得到的輸輸出電源為17V，通過(guò)整流橋?qū)?7V的交流電壓進(jìn)行整流，將交流電源轉(zhuǎn)換成直

26、流電壓，此整流電路可以通過(guò)4個(gè)二極管即可實(shí)現(xiàn)。由于整流之后的直流電中均含有較大的交流分量，這樣將會(huì)對(duì)負(fù)載電路的造成一定的沖擊，需通過(guò)電容濾波電路濾波，將輸出的直流電趨于平滑。在理想情況下，交流分量應(yīng)當(dāng)全部濾除，使輸出的電壓就為穩(wěn)定的12V直流電壓。變壓整流濾波的電路圖如圖所示22。將12V直流電壓轉(zhuǎn)換成5V直流電壓的電路圖如圖所示。使用的電源芯片是ADI公司的LM2596-521。圖3.2 12V轉(zhuǎn)5V的電路原理圖將5V直流電壓轉(zhuǎn)換成3.3V直流電壓的電路圖如圖所示。使用的電源芯片是ADI公司的LM1117-3.3。圖3.3 5V轉(zhuǎn)3.3V的電路原理圖3.3 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)分

27、為四個(gè)部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。1.晶振，至于大小由你單片機(jī)時(shí)鐘周期要求而決定（用于計(jì)時(shí)，與兩個(gè)電容并聯(lián)使用，電容大小由你的晶振決定，一般用22pF）2.復(fù)位電路（用于復(fù)位）3.電源（用于供電，一般用電腦的USB口供電）4.燒制程序的口（可用串口配合MAX232配合使用，也可以做個(gè)并口輸入，這個(gè)要根據(jù)你使用單片機(jī)的種類(lèi)決定，比如ATC可用并口，STC一般只用串口輸入等等）0圖3.4 單片機(jī)電路3.3.1 時(shí)鐘電路單片機(jī)的時(shí)鐘電路是用來(lái)配合外部晶體實(shí)現(xiàn)振蕩的電路，這樣可以為單片機(jī)提供時(shí)鐘，單片機(jī)中各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘頻率為基準(zhǔn)。如果運(yùn)行時(shí)鐘為0，單片機(jī)就不工作，當(dāng)然超過(guò)單片機(jī)的工作

28、頻率的時(shí)鐘也會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)不工作。STC89LE516RD+的時(shí)鐘頻率范圍為0到80MHz，本系統(tǒng)中使用的時(shí)鐘為20MH16，如電路圖3.5所示。圖3.5 時(shí)鐘電路原理圖3.3.2 復(fù)位電路系統(tǒng)的復(fù)位電路是將核心控制芯片回到默認(rèn)的硬件狀態(tài)下，即將單片機(jī)的片內(nèi)電路初始化，使得單片機(jī)能夠從一種確定的默認(rèn)狀態(tài)下開(kāi)始運(yùn)行，它是每個(gè)微機(jī)系統(tǒng)必須執(zhí)行的第一步。單片機(jī)STC89LE516RD+的復(fù)位是通過(guò)外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中。復(fù)位電路原理圖如所示，在VCC上電瞬間，電容器C2隨之充電，在電阻R1上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位；幾個(gè)毫秒之后，電容器C2充滿(mǎn)，通

29、過(guò)電阻R2上的電流將降為0，電壓也為0，使得單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。工作期間，按下按鈕SW1，電容器C2放電，松開(kāi)按鍵按鈕，電容器C2又開(kāi)始充電，在10K電阻上出現(xiàn)電壓，使得單片機(jī)復(fù)位。幾個(gè)毫秒之后，單片機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。圖3.6 復(fù)位電路原理圖3.3.3程序燒錄接口1.名詞解釋?zhuān)篛TP：一次性可編程（One Times Program：只能燒錄一次程序）；FLASH芯片：可反復(fù)擦除燒錄程序的芯片;掩膜：即MASK，就是MCU在出廠(chǎng)的時(shí)候程序已經(jīng)固化到里面去了，不能再寫(xiě)程序進(jìn)去。編程芯片：將程序燒錄進(jìn)空白芯片里則叫編程芯片。所有FLASH芯片都是編程芯片。 全雙工串口：在發(fā)數(shù)據(jù)的同時(shí)也能收數(shù)據(jù)，毫無(wú)

30、影響的串口。中斷：中斷就是有一個(gè)硬件事件產(chǎn)生，引起CPU從原來(lái)的程序中斷，去執(zhí)行另外一段程序，然后返回?，F(xiàn)場(chǎng)保護(hù)：在另外一段程序運(yùn)行時(shí)，需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)，以不影響原程序的運(yùn)行。2、芯片的燒錄方式：目前芯片燒錄主要有聯(lián)機(jī)和脫機(jī)兩種燒錄方式（1）脫機(jī)燒錄是指在燒錄芯片時(shí)不需要使用電腦，只需將代碼程序事先燒錄進(jìn)一個(gè)EPROM芯片里，然后把這個(gè)寫(xiě)好程序的芯片作為母片，（等同于樣片嗎？)再通過(guò)專(zhuān)用的燒錄設(shè)備將母片里的程序復(fù)制到我們要燒錄的空白芯片里以完成程序的燒錄工作13。（2） 聯(lián)機(jī)燒錄是指在燒錄芯片時(shí)先在電腦中打開(kāi)此芯片所對(duì)應(yīng)的燒錄軟件，然后把要燒錄的程序載入到燒錄軟件的BUFFER區(qū)內(nèi)，最后通過(guò)

31、編程器將BUFFER區(qū)內(nèi)的程序復(fù)制到要燒錄的空白芯片里以完成程序的燒錄工作11。圖3.7 串口原理圖3.4 信號(hào)采集模塊3.4.1 日光強(qiáng)度檢測(cè)采用集成電壓比較器LM339作為信號(hào)處理的核心元件，電路連接如圖所示。LM339比較器中的參考電壓為：Vf= 3.9*5/(1.5+3.9)，光敏電阻輸入到比較器中的電壓為：Vin= 1*5/(1+Rgl)，當(dāng)Vin大于Vf時(shí)，Lm339輸出高電壓，LM339中的該輸出引腳是連接在單片機(jī)中的P1.2引腳，單片機(jī)會(huì)接收到高電平，當(dāng)Vin小于Vf時(shí)，Lm339輸出低電壓，單片機(jī)的P1.2會(huì)接收到低電平。這樣就實(shí)現(xiàn)了日光強(qiáng)度的檢測(cè)。圖3.8 光敏電阻的電路原

32、理圖3.4.2 紅外傳感器熱釋電紅外傳感器RE200B的主要工作參數(shù)有工作電壓(常用的熱釋電紅外傳感器工作電壓范圍為315V)、工作波長(zhǎng)(通常為7.514 m)、輸出信號(hào)電壓(通常大于2.0V)。在本設(shè)計(jì)中，RE200B的工作電源為5V，輸出信號(hào)電壓大于2V，所以R2/(R1+R2)<2/5，即2R2<3R1，選擇R1的阻值為2K，R2的阻值為1K，這樣比較器的參考電壓為：5*R2/(R1+R2) = 5*1/(1+2) = 1.67K。圖3.9 紅外傳感器電路原理圖紅外傳感器部分的工作原理：當(dāng)有人進(jìn)入到紅外傳感器的檢測(cè)范圍之內(nèi)時(shí)，紅外傳感器RE200B輸出高電平（大于2

33、V），該高電平大于比較器LM339的參考電壓，比較器的輸出out為高電平，有人信號(hào)有效；當(dāng)沒(méi)有人在紅外傳感器的檢測(cè)范圍之內(nèi)時(shí)，紅外傳感器RE200B輸出低電平（低于1V），該高電平小于比較器LM339的參考電壓，比較器的輸出out為低電平，有人信號(hào)無(wú)效。3.4.3 氣味傳感器氣味傳感器部分的工作原理：隨著衛(wèi)生間氣體濃度的增加到一定程度時(shí)，比較器LM339的輸入電壓大于參考電壓時(shí)，比較器會(huì)輸出一個(gè)高電平，這時(shí)，氣味信號(hào)有效，其氣味傳感器工作電路如圖3.10。圖3.10 氣味傳感器電路原理圖3.5 控制模塊繼電器是整個(gè)系統(tǒng)的強(qiáng)弱電的中間體，其驅(qū)動(dòng)電路如圖3.11所示，這里由MOS芯片F(xiàn)DS9926

34、A來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器。圖3.11 控制模塊電路原理圖3.5.1 照明燈的控制在系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)，單片機(jī)的RESET信號(hào)將STC89LE516RD+單片機(jī)初始化，P1.6管腳是低電平，F(xiàn)DS9926A內(nèi)部的MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)，因此開(kāi)機(jī)之后繼電器始終處于常開(kāi)狀態(tài)，照明燈熄滅。只有當(dāng)光敏電阻檢測(cè)到日光強(qiáng)度較弱或者處于黑暗，并且人體紅外傳感器檢測(cè)到有人體存在信號(hào)時(shí)，單片機(jī)的P1.6管腳將輸出高電平，此時(shí)FDS9926A內(nèi)部的MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，12V電壓加載到繼電器線(xiàn)圈的兩端，繼電器吸合，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，從而使負(fù)載得以驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)亮照明燈。當(dāng)人體離開(kāi)檢測(cè)位置后，單片機(jī)的P1.6管腳將輸出低電平，此時(shí)FDS9

35、926A內(nèi)部的MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)，繼電器線(xiàn)圈的兩端的電源為0，繼電器斷開(kāi)，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)釋放，照明燈熄滅18。3.5.2 風(fēng)扇的控制在系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)，單片機(jī)的RESET信號(hào)將STC89LE516RD+單片機(jī)初始化，P1.7管腳是低電平，F(xiàn)DS9926A內(nèi)部的MOS管處于截止?fàn)顟B(tài)，因此開(kāi)機(jī)之后繼電器始終處于常開(kāi)狀態(tài)，風(fēng)扇沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)。只有當(dāng)氣味傳感器檢測(cè)到氣味時(shí)，單片機(jī)的P1.7管腳將輸出高電平，此時(shí)FDS9926A內(nèi)部的MOS管處于導(dǎo)通狀態(tài)，12V電壓加載到繼電器線(xiàn)圈的兩端，繼電器吸合，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，從而使負(fù)載得以驅(qū)動(dòng)，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始排氣14 。3.6 本章小結(jié)本章主要介紹了本次設(shè)計(jì)中的硬

36、件部分。包括：系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案以STC89LE516RD+作為整個(gè)硬件部分的控制核心；電源模塊設(shè)計(jì)，各元器件所需電壓以及電壓的轉(zhuǎn)換；單片機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造電路圖；程序的燒錄方式方法；以及信號(hào)的采集與與照明燈、風(fēng)扇的的控制。第四章 軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)軟件整體流程本系統(tǒng)流程圖中的氣味信號(hào)和有人信號(hào)采用模擬實(shí)現(xiàn)，也就是用開(kāi)關(guān)形式假設(shè)有人在上衛(wèi)生間或者有一些氣體（氨氣等）產(chǎn)生，風(fēng)扇和照明燈才進(jìn)行工作，實(shí)際硬件是沒(méi)有氣味傳感器和紅外傳感器的，其系統(tǒng)軟件整體流程如圖4.117。圖4.1系統(tǒng)軟件整體流程4.2系統(tǒng)監(jiān)控主程序模塊系統(tǒng)的監(jiān)控觀(guān)測(cè)程序按模塊可分成中斷子程序和監(jiān)控觀(guān)測(cè)主程序。照明燈光自動(dòng)控制的整個(gè)系統(tǒng)的

37、核心就是監(jiān)控觀(guān)測(cè)主程序，通過(guò)人體紅外傳感器反饋給單片機(jī)的信息由用戶(hù)編寫(xiě)好的程序進(jìn)行判斷，最終將顯示的結(jié)果在LCD1602液晶顯示屏中顯示出來(lái)。4.3系統(tǒng)自檢初始化為了保證整個(gè)控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，系統(tǒng)的自檢初始化是很必要的條件。系統(tǒng)在加電復(fù)位以后，就進(jìn)入了自檢初始化程序，從而系統(tǒng)的自檢初始化被完成。初始化主要對(duì)一些數(shù)據(jù)區(qū)、控制寄存器和外部芯片進(jìn)行初始的參數(shù)設(shè)置以及定義。在本系統(tǒng)中主要指的是系統(tǒng)內(nèi)部寄存器的初始化、各接口芯片的檢測(cè)及芯片內(nèi)部設(shè)定參數(shù)的初始化。檢測(cè)各接口芯片主要是對(duì)各芯片是否已經(jīng)準(zhǔn)備就緒的檢測(cè)，在無(wú)硬件方面是否存在故障等。如果時(shí)鐘芯片正處于啟動(dòng)的狀態(tài)，就需要對(duì)時(shí)鐘芯片進(jìn)行初始化并且

38、啟動(dòng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘。系統(tǒng)內(nèi)部寄存器初始化一般指的是在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)之內(nèi)，部分特殊功能寄存器SFR的復(fù)位初始化和各用戶(hù)定義的數(shù)據(jù)變量的初始化賦值，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位之后，計(jì)數(shù)器PC就會(huì)指向程序存儲(chǔ)器的入口地址，程序狀態(tài)字寄存器PSW被清零，片內(nèi)存儲(chǔ)器選擇工作寄存器，用戶(hù)的標(biāo)志位F0是0狀態(tài)，堆棧指針SP指向07H,其它中斷允許寄存器IE、定時(shí)器,累加器ACC等等都是00H。4.4定時(shí)中斷處理設(shè)計(jì)定時(shí)中斷是在用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器定時(shí)，計(jì)數(shù)值已滿(mǎn)或是時(shí)間到而引起的中斷，內(nèi)部定時(shí)器的計(jì)數(shù)器可以對(duì)從外部引線(xiàn)T0和T1輸入的外部脈沖或內(nèi)部時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器的溢出的信號(hào)就會(huì)引起中斷，去置位定時(shí)器溢出的標(biāo)志位，向單片機(jī)CPU

39、申請(qǐng)中斷。定時(shí)中斷是周期性的中斷，每過(guò)一定的時(shí)間要中斷一次。這個(gè)系統(tǒng)里設(shè)定的定時(shí)中斷主要是用來(lái)構(gòu)造多任務(wù)的操作系統(tǒng)，響應(yīng)中斷之后，無(wú)必要對(duì)斷點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)，可以直接進(jìn)入多任務(wù)時(shí)間劃分的工作，使得相應(yīng)的操作任務(wù)準(zhǔn)備就緒10。第五章 系統(tǒng)調(diào)試基于單片機(jī)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，硬件和軟件設(shè)計(jì)都要做到準(zhǔn)確無(wú)誤，所以系統(tǒng)的調(diào)試是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常重要的部分而且工作量還比較大。調(diào)試是否成功直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可行性。調(diào)試通常是先排除明顯的硬件故障后，在和軟件結(jié)合起來(lái)調(diào)試以進(jìn)一步排除故障。5.1 硬件調(diào)試5.1.1 硬件調(diào)試方法及步驟硬件調(diào)試方法主要分為分塊調(diào)試和整體調(diào)試。但不論采用分塊調(diào)試，還是整體調(diào)試，通

40、常電子電路的調(diào)試步驟如下：1.檢查電路任何組裝好的電子電路，在通電調(diào)試之前，必須認(rèn)真檢查電路連線(xiàn)是否有錯(cuò)誤。對(duì)照電路圖，按一定的順序逐級(jí)對(duì)應(yīng)檢查。特別要注意檢查電源是否接錯(cuò)，電源與地是否有短路，二極管方向和電解電容的極性是否接反，集成電路和晶體管的引腳是否接錯(cuò)，輕輕拔一拔元器件，觀(guān)察焊點(diǎn)是否牢固等。2通電觀(guān)察 一定要調(diào)試好所需要的電源電壓數(shù)值，并確定電路板電源端無(wú)短路現(xiàn)象后，才能給電路接通電源。電源一經(jīng)接通，不要急于用儀器觀(guān)測(cè)波形和數(shù)據(jù)，而是要觀(guān)察是否有異?，F(xiàn)象，如冒煙、異常氣味、放電的聲光、元器件發(fā)燙等。如果有，不要驚慌失措，而應(yīng)立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新接通電源。然后，再

41、測(cè)量每個(gè)集成塊的電源引腳電壓是否正常，以確信集成電路是否已通電工作。3靜態(tài)調(diào)試 先不加輸入信號(hào)，測(cè)量各級(jí)直流工作電壓和電流是否正常。直流電壓的測(cè)試非常方便，可直接測(cè)量。而電流的測(cè)量就不太方便，通常采用兩種方法來(lái)測(cè)量。若電路在印制電路板上留有測(cè)試用的中斷點(diǎn)，可串連電流表直接測(cè)量出電流的數(shù)值，然后再用焊錫連接好。若沒(méi)有測(cè)試孔，則可測(cè)量直流電壓，再根據(jù)電阻值大小計(jì)算出直流電流。一般對(duì)晶體管和集成電路進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)調(diào)試。4動(dòng)態(tài)調(diào)試 加上輸入信號(hào)，觀(guān)測(cè)電路輸出信號(hào)是否符合要求。也就是調(diào)整電路的交流通路元件，如電容、電感等，使電路相關(guān)點(diǎn)的交流信號(hào)的波形、幅度、頻率等參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。若

42、輸入信號(hào)為周期性的變化信號(hào)，可用示波器觀(guān)測(cè)輸出信號(hào)。當(dāng)采用分塊調(diào)試時(shí)，除輸入級(jí)采用外加輸入信號(hào)外，其他各級(jí)的輸入信號(hào)應(yīng)采用前輸出信號(hào)。對(duì)于模擬電路，觀(guān)測(cè)輸出波形是否符合要求。對(duì)于數(shù)字電路，觀(guān)測(cè)輸出信號(hào)波形、幅值、脈沖寬度、相位及動(dòng)態(tài)邏輯關(guān)系是否符合要求。在數(shù)字電路調(diào)試中，常常希望讓電路狀態(tài)發(fā)生一次性變化，而不是周期性的變化。因此，輸入信號(hào)為開(kāi)關(guān)信號(hào)，用以觀(guān)察電路狀態(tài)變化的邏輯關(guān)系。5指標(biāo)測(cè)試電子電路經(jīng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試正常之后，便可對(duì)課題要求的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)量。測(cè)試并記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后得出測(cè)試結(jié)論，以確定電路的技術(shù)指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求。如有不符，則應(yīng)仔細(xì)檢查問(wèn)題所在，一般是對(duì)某

43、些元件參數(shù)加以調(diào)整和改變。若仍達(dá)不到要求，則應(yīng)對(duì)某部分電路進(jìn)行修改，甚至要對(duì)整個(gè)電路重新加以修改。因此，要求在設(shè)計(jì)的全過(guò)程中，要認(rèn)真、細(xì)致，考慮問(wèn)題要更周全。盡管如此，出現(xiàn)局部返工也是難免的12。5.1.2 硬件調(diào)試細(xì)節(jié)及遇到的問(wèn)題本系統(tǒng)調(diào)試主要分為四個(gè)部分來(lái)進(jìn)行，即電源模塊，單片機(jī)最小系統(tǒng)，信號(hào)檢測(cè)模塊和控制模塊。電源模塊的調(diào)試也需要逐級(jí)進(jìn)行，首先調(diào)試的是降壓整形部分的電路，確定變壓器輸出的電壓峰峰值為V，如果不是這個(gè)值，需要更換變壓器，接著測(cè)試整流濾波后的電壓值是否為12V；在確定整流濾波輸出電壓為12V后，再調(diào)試的是LM2596-5的輸出，LM2596-5輸出的電壓值為5V ；將5V電壓

44、作為L(zhǎng)M1117-3.3的輸入電壓，輸出電源應(yīng)該為3.3V。單片機(jī)系統(tǒng)正常工作的保證是振蕩器正常起振。如果振蕩器不起振，系統(tǒng)將不能工作；假如振蕩器運(yùn)行不規(guī)律，系統(tǒng)執(zhí)行程序的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)時(shí)間上的誤差。本系統(tǒng)中使用的是有源晶振，如果不能正常起振，一般都是晶振有問(wèn)題，換一個(gè)就好了。信號(hào)檢測(cè)模塊和控制模塊只有在前面兩個(gè)模塊都正常工作后才能進(jìn)行，這兩個(gè)模塊的測(cè)試采用的方法是動(dòng)態(tài)測(cè)試，即給他們一個(gè)有效的信號(hào)，檢測(cè)相應(yīng)的響應(yīng)信號(hào)。在該系統(tǒng)制作調(diào)試過(guò)程中，曾遇到以下問(wèn)題：（1）電源供電電路里集成穩(wěn)壓器LM2596-5溫度太高。其中一個(gè)原因是：變壓器整流濾波之后加到集成穩(wěn)壓器輸入端的電壓比較高，使得LM2596

45、-5上的壓降過(guò)大。這個(gè)問(wèn)題可通過(guò)使用輸出電源低些的變壓器來(lái)解決，或是在集成穩(wěn)壓器前面串聯(lián)兩只二極管來(lái)降壓，同時(shí)還可以增大散熱片。（2）傳感器當(dāng)有人存在的時(shí)候輸出高電平電壓比較低。這種現(xiàn)象會(huì)讓單片機(jī)產(chǎn)生誤判，可能采集不到理想的信號(hào)，因此系統(tǒng)在人體存在傳感器輸出端口加入了一個(gè)100千歐的上拉電阻。（3）當(dāng)衛(wèi)生間內(nèi)的人超過(guò)十秒沒(méi)有活動(dòng)時(shí)，人體傳感器就不會(huì)有輸出信號(hào)，那么應(yīng)該如何判定現(xiàn)在衛(wèi)生間內(nèi)是不是有人呢？這個(gè)問(wèn)題在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的時(shí)候，把有人體存在時(shí)的狀態(tài)保持34min然后繼續(xù)采集信號(hào)，加以處理。（4）單片機(jī)控制信號(hào)的輸出后，繼電器沒(méi)有按照預(yù)定設(shè)計(jì)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。單片機(jī)輸出控制信號(hào)，在控制繼電器的時(shí)

46、候，必須加入MOS管驅(qū)動(dòng)，不然信號(hào)電流太小，繼電器將不能產(chǎn)生吸合的動(dòng)作。5.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試，是將編制的程序投入實(shí)際運(yùn)行前，用手工或編譯程序等方法進(jìn)行測(cè)試，修正語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤的過(guò)程。這是保證計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)正確性的必不可少的步驟。編完計(jì)算機(jī)程序，必須送入計(jì)算機(jī)中測(cè)試。0軟件調(diào)試步驟：首先，了解硬件接口以及功能，以便于配置IO端口；第二，根據(jù)硬件設(shè)計(jì)以及功能需要，編寫(xiě)單片機(jī)程序；第三，編譯程序，把程序燒寫(xiě)到單片機(jī)中，或者鏈接debug調(diào)試器，在線(xiàn)對(duì)單片機(jī)進(jìn)行仿真；第四，在線(xiàn)仿真可以支持單步調(diào)試和斷點(diǎn)調(diào)試，測(cè)試單片機(jī)的軟件功能；第五，如果出現(xiàn)問(wèn)題，首先分析是軟件邏輯的問(wèn)題，還是硬件方面的問(wèn)題

47、，以便于對(duì)癥下藥；最后，將軟件寫(xiě)入單片機(jī)的flash中，將單片機(jī)加密，防止其他人竊取單片機(jī)內(nèi)部代碼9。程序調(diào)試原則：一，用頭腦去分析思考與錯(cuò)誤征兆有關(guān)的信息。二，避開(kāi)死胡同。三，只把調(diào)試工具當(dāng)做手段。利用調(diào)試工具，可以幫助思考，但不能代替思考，因?yàn)檎{(diào)試工具給的是一種無(wú)規(guī)律的調(diào)試方法。四，避免用試探法，最多只能把它當(dāng)做最后手段。五，再出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，可能還有別的錯(cuò)誤。六，修改錯(cuò)誤的一個(gè)常見(jiàn)失誤是只修改了這個(gè)錯(cuò)誤的征兆或這個(gè)錯(cuò)誤的表現(xiàn)，而沒(méi)有修改錯(cuò)誤本身。如果提出的修改不能解釋與這個(gè)錯(cuò)誤有關(guān)的全部線(xiàn)索，那就表明只修改了錯(cuò)誤的一部分。七，注意修正一個(gè)錯(cuò)誤的同時(shí)可能會(huì)引入新的錯(cuò)誤。八，修改錯(cuò)誤的過(guò)程將

48、迫使人們暫時(shí)回到程序設(shè)計(jì)階段。修改錯(cuò)誤也是程序設(shè)計(jì)的一種形式。九，修改源代碼程序，不要改變目標(biāo)代碼6。第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)2013年的寒假，我就開(kāi)始了我的畢業(yè)論文設(shè)計(jì)工作，時(shí)至今日，歷時(shí)將近半年的時(shí)間，畢業(yè)設(shè)計(jì)基本完成。想想這段難忘的歲月，從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路的逐漸的清晰，整個(gè)寫(xiě)作過(guò)程難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)。遇到困難，我會(huì)覺(jué)得無(wú)從下手，不知從何寫(xiě)起；當(dāng)困難解決了，我會(huì)覺(jué)得豁然開(kāi)朗，思路打開(kāi)了；當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)一次次的修改后，基本成形的時(shí)候，我覺(jué)得很有成就感。畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫(xiě)作是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，需要不斷的進(jìn)行精心的修改，不斷地去整理各方面的資料，不斷的想出新的創(chuàng)意，認(rèn)真總結(jié)。歷經(jīng)了這么久的

49、努力，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終要落下帷幕。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫(xiě)作的過(guò)程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的感動(dòng)和收獲。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種提高。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺(jué)得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。注重理論與實(shí)踐的相結(jié)合。大四下學(xué)期，我們開(kāi)始畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題，我所

50、選的設(shè)計(jì)題目是衛(wèi)生間照明、換氣自動(dòng)控制器電路的設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)老師徐國(guó)旺老師的指點(diǎn)下，寒假里通過(guò)各種渠道立刻著手于資料的搜集工作中。在我查找資料的過(guò)程中，讓我對(duì)我所學(xué)過(guò)的知識(shí)有所鞏固和提高，使我學(xué)到了新知識(shí)，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)。資料已經(jīng)查找完畢了，接下來(lái)我開(kāi)始對(duì)所搜集的資料進(jìn)行整理、分析研究。我在電腦中都進(jìn)行分類(lèi)的整理，然后針對(duì)不同部分的寫(xiě)作內(nèi)容進(jìn)行歸納和總結(jié)。盡量使我的資料和畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容符合，這有利于畢業(yè)設(shè)計(jì)的撰寫(xiě)。整理好資料后，在老師的指導(dǎo)基礎(chǔ)上，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告，并及時(shí)提交給老師進(jìn)行溝通，聽(tīng)取老師的意見(jiàn)。老師的意見(jiàn)總是很寶貴的，可以很好的指出開(kāi)題報(bào)告中的不足，以及需要什么樣的資料來(lái)完善文章

51、。4月中旬，當(dāng)一切準(zhǔn)備工作就緒，我開(kāi)始著手畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿的寫(xiě)作。在寫(xiě)作過(guò)程中遇到就及時(shí)和指導(dǎo)老師聯(lián)系溝通，請(qǐng)教老師，并和同學(xué)互相交流。在指導(dǎo)老師徐老師的幫助下，困難一個(gè)一個(gè)解決掉。經(jīng)過(guò)大約一個(gè)多月的時(shí)間，終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的初稿。此時(shí)我整個(gè)人都很累，但同時(shí)看著電腦熒屏上的畢業(yè)設(shè)計(jì)初稿，我的心里是甜的，我覺(jué)得這一切都很值。因?yàn)檫@次畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作過(guò)程是我的一次再學(xué)習(xí)、再提高的過(guò)程，同時(shí)也是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)。5月21日我按時(shí)提交了畢業(yè)設(shè)計(jì)的初稿，請(qǐng)指導(dǎo)老師審閱、修改。老師將初稿出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)反饋給我時(shí)，我才發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)中得漏洞很多。初稿的寫(xiě)作顯得邏輯結(jié)構(gòu)有點(diǎn)不清晰，當(dāng)初總是想到什么相關(guān)的問(wèn)題

52、就去寫(xiě)，而沒(méi)有很好的分出清晰的層次，讓文章顯得有點(diǎn)凌亂繁雜，這樣的文章必然是不符合要求的。在老師的指導(dǎo)下我開(kāi)始進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)反復(fù)的修改過(guò)程。我非常耐心的，帶著一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的修改。經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)，這次思路清晰了很多，經(jīng)過(guò)多次修改，畢業(yè)設(shè)計(jì)基本成形?？粗H手打出的一字一句，心里滿(mǎn)滿(mǎn)的只有喜悅毫無(wú)疲憊。寫(xiě)作畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們每個(gè)大學(xué)生必須經(jīng)歷的一段過(guò)程，也是我們畢業(yè)前的一段寶貴的回憶。當(dāng)我們看到自己的努力有收獲的時(shí)候，總是會(huì)有那么一點(diǎn)點(diǎn)自豪和激動(dòng)。任何事情都是這樣子，需要我們腳踏實(shí)地的去做，一步一個(gè)腳印的完成，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，有了好的態(tài)度才能做好一件事情，一開(kāi)始都覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)很困難的任

53、務(wù)，大家都難免會(huì)有一點(diǎn)畏懼之情，但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的努力和積累，經(jīng)過(guò)不斷地查找資料后寫(xiě)作總結(jié)，我們都很好的按老師的要求完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫(xiě)作，這種收獲的喜悅相信每個(gè)人都能夠體會(huì)到。我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫(xiě)作過(guò)程中可謂是獲益匪淺，最大的收益就是讓我培養(yǎng)了腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神。寫(xiě)作中，需要的是耐心，還要用心。每當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時(shí)候，我就會(huì)出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒(méi)有放棄，而是適時(shí)地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)，最關(guān)鍵是在困難面前，理順?biāo)悸罚瑢ふ彝黄泣c(diǎn)，一步一個(gè)腳印的慢慢來(lái)實(shí)現(xiàn)自己既定的目標(biāo)。越是不懂的東西才要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中你會(huì)收獲很多，在學(xué)習(xí)之

54、后你會(huì)感覺(jué)到很有成就感，這也是我在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)之后體會(huì)到的。我想這是一次對(duì)意志的磨練，也是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，相信這對(duì)我今后走向工作崗位是至關(guān)重要的。一篇優(yōu)秀的論文不是寫(xiě)出來(lái)的，而是修改出來(lái)的，這需要的是耐心，還要用心。在衛(wèi)生間照明、換氣自動(dòng)控制器電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到的問(wèn)題很多，有些是在自己技術(shù)所在范圍之外，每當(dāng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)自己的想法或者運(yùn)行不下去的時(shí)候，我就會(huì)出現(xiàn)浮躁的情緒，但是我沒(méi)有放棄，而是適時(shí)地調(diào)節(jié)自己的心態(tài)，在同學(xué)老師的幫助下，完成了初次的設(shè)計(jì)。越是不懂的東西才要去學(xué)，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中你會(huì)收獲很多，其中一點(diǎn)就是互相學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)途徑，在學(xué)習(xí)之后你會(huì)感覺(jué)到很有成就感，這也是我在完成

55、衛(wèi)生間照明、換氣自動(dòng)控制器電路的設(shè)計(jì)之后體會(huì)到的。各方面工作都做好之后就剩畢業(yè)論文答辯了，在未進(jìn)行之前，我自己感覺(jué)論文答辯可能很難，心里難免有些許擔(dān)心。真正經(jīng)歷之后才發(fā)現(xiàn)，任何在你認(rèn)為難得事情都是因?yàn)槟銢](méi)有很好把握或者是準(zhǔn)備工作沒(méi)有做好。畢業(yè)論文答辯稿是我花了兩天的時(shí)間寫(xiě)的，在答辯的過(guò)程中，自我感覺(jué)還是不錯(cuò)的，雖然開(kāi)始有些緊張，兩分鐘之后就進(jìn)入狀態(tài)，因?yàn)槭亲约涸谥v解自己做的東西，感覺(jué)輕車(chē)熟路，流暢地給老師同學(xué)們論述了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在整個(gè)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)的過(guò)程中我學(xué)到了做任何事情所要有的態(tài)度和心態(tài)，首先我明白了做學(xué)問(wèn)要一絲不茍，對(duì)于出現(xiàn)的任何問(wèn)題和偏差都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，在做事情的過(guò)程中要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到思路去解決問(wèn)題的。在工作中要學(xué)會(huì)與人合作的態(tài)度，認(rèn)真聽(tīng)取別人的意見(jiàn)，這樣做起事情來(lái)就可以事倍功半。致 謝為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）已經(jīng)接近尾聲了，我的四年大學(xué)生涯也即將圈上一個(gè)句號(hào)。此刻我的心中卻有些悵然若失，因?yàn)槟切┦煜さ睦韺W(xué)院的恩師們和各位可愛(ài)的同學(xué)們，我們也即將揮手告別了。四年間，每次走進(jìn)理學(xué)院教研室都會(huì)讓我感受到一種親切熱情的氛圍。無(wú)論是學(xué)習(xí)、工作生活上的問(wèn)題，恩師們都會(huì)悉心給以指導(dǎo)解答，讓我倍受感動(dòng)。也就是在這里，給我的大學(xué)生涯設(shè)計(jì)點(diǎn)上了第一個(gè)逗號(hào)。我的學(xué)術(shù)論文創(chuàng)作的開(kāi)始，也是從