樓梯間自動(dòng)感應(yīng)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目 錄樓梯間的自動(dòng)感應(yīng)照明設(shè)計(jì)2摘要2ABSTRAC3引言.41紅外感應(yīng)和智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)越性42.樓梯間控制器簡(jiǎn)介及控制方案的分析52.1樓梯間燈光控制器簡(jiǎn)介.52.2系統(tǒng)控制方案的分析.63系統(tǒng)模塊的實(shí)現(xiàn)63.1紅線感應(yīng)開(kāi)關(guān)在樓梯間照明控制中的布置方式.63.2控制模塊的硬件構(gòu)成.73.3人體紅外傳感器的工作原理.83.4傳感器模塊.93.5熱釋電傳感器的工作原理3.93.6芯片介紹.103.7看門(mén)狗電路.123.7.1 X5045芯片引腳及功能介紹.123.7.2 看門(mén)狗電路的操作原理.133.7.3基于X5145的復(fù)位電路硬件設(shè)計(jì).134系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析.144.1單片機(jī)芯片

2、的調(diào)試步驟及其方法.144.2可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法.155結(jié)論165.1主要結(jié)論.165.2不足與展望.16參考文獻(xiàn)17致謝1821樓梯間的自動(dòng)感應(yīng)照明設(shè)計(jì)摘要:伴隨著社會(huì)需求多樣化,樓梯的設(shè)計(jì)也向著豐富多彩的方向發(fā)展。而現(xiàn)在智能照明系統(tǒng)充分地利用了計(jì)算機(jī)、單片機(jī)和通信技術(shù)等將樓梯間的各種照明燈具有機(jī)地組合在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈具的有效控制和管理。智能照明系統(tǒng)中的燈光節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)外界輸入的光強(qiáng)度信息來(lái)自適應(yīng)地調(diào)整自身燈光的亮度，反復(fù)性地采集樓梯內(nèi)的光強(qiáng)度和有無(wú)人進(jìn)出等外界環(huán)境變化，使其作為輸入信息。并且對(duì)用戶控制做作相應(yīng)的反應(yīng)。在樓梯間照明控制中普遍使用的觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)和聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)有明顯的不足之

3、處，紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)在樓梯間照明控制方面存在明顯的優(yōu)勢(shì)，將集中控制式紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用于樓梯間照明既有良好的使用結(jié)構(gòu)又可節(jié)約能源，是新一代的照明控制器，應(yīng)得到社會(huì)的高度重視。關(guān)鍵詞:樓梯間；照明控制；聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)；觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)；紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)；智能照明系統(tǒng); ABSTRAC: Along with social progress, architectural design toward more comfort, safety and energy conservation. Intelligent lighting system makes full use of electronic tech

4、nology, communication technology and computer network technology to a variety of lighting fixtures in buildings organically connected together to achieve effective management and control. Intelligent lighting system node can be adaptively adjusted according to the external light intensity lighting b

5、rightness periodically collects the light intensity in the room, no one out of environmental information and timely response to user control command. Obvious inadequacies commonly used in the stairwell lighting control the voice delay switch and touch delay switch, infrared sensor switch in the stai

6、rwell lighting control there are obvious advantages, will focus on the control infrared sensor switch system is applied to the stairs between the lighting both good use structure but also save energy, is a new generation lighting controller, you should get the attention of society.Keywords: staircas

7、e; lighting control; acoustic control delay switch; the touch delay switch; infrared induction switch; light environment; intelligent lighting system; 引言大多數(shù)的寫(xiě)字樓和住宅等建筑的樓梯間的照明控制主要使用的是觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)和聲光控延時(shí)開(kāi)關(guān)，雖然這兩類(lèi)開(kāi)關(guān)同時(shí)都具備自動(dòng)熄滅的功能，但是還存在一些明顯的不足之處。聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)是以一定場(chǎng)強(qiáng)的聲波作為啟動(dòng)信號(hào)源，在經(jīng)過(guò)一定的延時(shí)后自動(dòng)熄滅。觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)在聲控開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)上增加了光控元件，但這種開(kāi)關(guān)在一定亮

8、度的環(huán)境里或白天不管接收到多大的聲音信號(hào)都不會(huì)開(kāi)啟。雖然聲光控開(kāi)關(guān)彌補(bǔ)了聲控開(kāi)關(guān)單一控制信號(hào)的缺點(diǎn)，雖能夠避免開(kāi)關(guān)在亮度足夠的條件下開(kāi)啟，但是還存在一些不足:一是，容易受到外界比較強(qiáng)烈的聲音信號(hào)干擾，使開(kāi)關(guān)在不需要的情況下自動(dòng)開(kāi)啟；二是，作為開(kāi)啟信號(hào)源的聲音需達(dá)到一定的聲音強(qiáng)度，這對(duì)老弱群體來(lái)說(shuō)有時(shí)是比較困難的；三是，它的延時(shí)時(shí)間是固定不變的，不能根據(jù)不同使用者的具體情況而作相應(yīng)的改變，對(duì)于有些行動(dòng)不方便的人有可能在固定的延時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)能進(jìn)人下一個(gè)照明區(qū)域，而對(duì)于一般的使用者通過(guò)照明區(qū)域或許又不需要這么長(zhǎng)的時(shí)間，因而在一定程度上造成電能的浪費(fèi)。觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)只需人用手指輕輕地觸摸開(kāi)關(guān)的感應(yīng)區(qū)就能自

9、動(dòng)開(kāi)啟，經(jīng)過(guò)短時(shí)間的延時(shí)，開(kāi)關(guān)將自動(dòng)關(guān)閉。而且這種開(kāi)關(guān)大多也都配備了光控制元件。雖然這類(lèi)開(kāi)關(guān)可以避免外界干擾產(chǎn)生的誤操作，但是也存在一定的不足：一是，觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)的開(kāi)啟需人直接接觸感應(yīng)的區(qū)域，而大多數(shù)建筑在電梯廳或是樓梯間安裝的觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)的數(shù)量都是有限的，一般是一層安裝一個(gè)，因此在接觸開(kāi)關(guān)前可能會(huì)有一小段比較暗的路程；二是，它的延時(shí)也是固定不變的，不能因人而異，同樣會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)與不方便的狀況。1紅外感應(yīng)和智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)越性1可延長(zhǎng)燈具壽命，能達(dá)到良好的節(jié)能效果。智能照明控制系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是能夠最大限度地節(jié)約能源。一般的樓梯公共區(qū)域照明的模式是無(wú)論天氣怎么樣都是白天關(guān)燈，晚上開(kāi)燈，而不能

10、進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。但是如果采用了智能照明的控制系統(tǒng)，自然光能被系統(tǒng)充分地利用。因此控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不同的工作場(chǎng)合的多種照明模式，在保證走樓梯照明的同時(shí)，還有效地減少了燈具的工作時(shí)間，大量節(jié)省了沒(méi)必要的能源浪費(fèi)，燈具的使用壽命也得去了延長(zhǎng)。 2投資收益效果好。據(jù)調(diào)查顯示，對(duì)于一般的辦公大樓運(yùn)營(yíng)來(lái)說(shuō)，它的節(jié)能效果能達(dá)到30以上，而一般的地鐵站、酒店商場(chǎng)等節(jié)能效果也能在2030之間；雖然學(xué)校在這方面還沒(méi)有應(yīng)用，沒(méi)有具體的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但根據(jù)分析，效果是很明顯的。3.紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)是以人體輻射的紅外線為開(kāi)啟信號(hào)源，只要有人進(jìn)入開(kāi)關(guān)的控制區(qū)域即可觸發(fā)開(kāi)啟，而不需使用者做任何附加的動(dòng)作，使用起來(lái)非常地方便。4.紅外感

11、應(yīng)開(kāi)關(guān)的在樓梯間照明控制中的優(yōu)勢(shì)：紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)是以人體輻射的紅外線作為開(kāi)啟的信號(hào)源，只要有人進(jìn)入開(kāi)關(guān)的控制范圍內(nèi)開(kāi)關(guān)即自動(dòng)開(kāi)啟，離開(kāi)控制范圍后經(jīng)過(guò)短時(shí)延時(shí)即自動(dòng)關(guān)閉。雖然在目前紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用還不是太廣泛，但由于其有多的優(yōu)點(diǎn)，所以在以后的樓梯間照明控制中會(huì)越來(lái)越受到高度的重視。5.紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)也同樣配備了光控元件，在樓梯間光強(qiáng)度足夠的時(shí)候即便有人經(jīng)過(guò)也不會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟，從而避免了能源的浪費(fèi)，提倡節(jié)約美德。6.但由于紅外線的穿透能力非常的弱，一般的障礙物就可以阻擋人體輻射的紅外線，因此人在樓梯間以外的空間內(nèi)活動(dòng)不會(huì)干擾紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)，因而能有效避免開(kāi)關(guān)的誤操作。7.靜態(tài)時(shí)功耗非常低，紅外

12、感應(yīng)開(kāi)關(guān)的自身的功率在1.5W以下。8.適用范圍廣，一般紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)的工作電源要求為180-240V/40-64HZ，所控制的燈具最大功率可達(dá)到220W。9.紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)與聲控延時(shí)開(kāi)關(guān)和觸摸延時(shí)開(kāi)關(guān)一樣都采用單極性設(shè)計(jì)，外殼尺寸也相同，可以直接替代其他開(kāi)關(guān)裝設(shè)在墻壁的接線盒上，安裝也很方便。 2.樓梯間控制器簡(jiǎn)介及控制方案的分析2.1樓梯間燈光控制器簡(jiǎn)介 樓梯間燈光控制器能有效地實(shí)現(xiàn)樓梯間燈光的智能控制。環(huán)境光信號(hào)和人體存在信號(hào)等外界因素是其主要輸入?yún)?shù)，當(dāng)環(huán)境光的強(qiáng)度低于某一閥值時(shí)不開(kāi)燈，達(dá)到一定閥值并有人存在時(shí)開(kāi)燈。實(shí)驗(yàn)和理論證明通過(guò)用這種方式來(lái)對(duì)樓梯燈進(jìn)行控制可以達(dá)到上述要求【1】。 樓

13、梯燈光控制器大多數(shù)安裝在樓梯內(nèi)避開(kāi)燈光直射的位置，在安置人體紅外傳感器時(shí)應(yīng)使安裝的紅外傳感器與人移動(dòng)方向中的兩個(gè)熱釋電連線的方向互相垂直【2】，這樣就可使人體發(fā)出的紅外信號(hào)的采集更加靈活、安全，結(jié)合紅外感應(yīng)控制使樓梯間的控制更具靈活性。2.2系統(tǒng)控制方案的分析研究的控制器主要的輸入?yún)?shù)是人體紅外線和自然光強(qiáng)度，不僅可心手動(dòng)控制，而且還能自動(dòng)控制。當(dāng)光線強(qiáng)度足夠強(qiáng)時(shí)，無(wú)論是否存在人，燈都不開(kāi);在光線強(qiáng)度較弱時(shí)，有人經(jīng)過(guò)樓梯時(shí)，控制器就會(huì)打開(kāi)燈，一直等到人離開(kāi)然后延時(shí)一定時(shí)間再關(guān)燈。 本文研究的樓梯燈光控制器主要是由軟件和硬件兩部分組成的。硬件為軟件提供程序運(yùn)行的平臺(tái)。軟件部分是對(duì)硬件端口所輸出的

14、信號(hào)加以處理、分析，而后實(shí)現(xiàn)控制器要實(shí)現(xiàn)的各種功能，達(dá)到智能控制的目的。3系統(tǒng)模塊的實(shí)現(xiàn)3.1紅線感應(yīng)開(kāi)關(guān)在樓梯間照明控制中的布置方式感測(cè)層高達(dá)5米半徑范圍內(nèi)要安裝的樓梯可以用于一般的和最有效的被動(dòng)式紅外傳感器，以滿足需求。此外，紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)單極設(shè)計(jì)。的尺寸可以直接安裝到開(kāi)關(guān)，接線盒，開(kāi)關(guān)安裝在建筑，一般都作為標(biāo)準(zhǔn)配備。然而，簡(jiǎn)單地對(duì)接的垂直角度為紅外線的要求，開(kāi)關(guān)感測(cè)區(qū)域的吹安裝高度為1米的范圍之外從地板到梯子，必須安裝梯階平行與樓梯間中間。紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)部署，請(qǐng)參閱下圖。 圖3-1 紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)的布置3.2控制模塊的硬件構(gòu)成系統(tǒng)控制單元的核心是單片機(jī)主控模塊，它的外圍電路包括:I系統(tǒng)供電模塊

15、、SP下載線模塊、看門(mén)狗模塊、硬件時(shí)鐘模塊、數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示模塊、燈光驅(qū)動(dòng)模塊、EEPROM存儲(chǔ)模塊、環(huán)境光模塊、超時(shí)報(bào)警模塊人體存在傳感器模塊，其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示：51系統(tǒng)模塊ISP下載線模塊看門(mén)狗模塊硬件時(shí)鐘模塊數(shù)碼管顯示模塊燈光驅(qū)動(dòng)模塊環(huán)境光模塊EEEPROM存儲(chǔ)器模塊電源模塊人體紅線傳感器模塊圖3-2系統(tǒng)控制單元結(jié)構(gòu)框圖3.3人體紅外傳感器的工作原理1. 提供的各種對(duì)象中存在的性質(zhì)，如木材，人體，火焰，石頭，或冰，使用不同波長(zhǎng)的紅外輻射來(lái)的紅外線傳感器可以檢測(cè)到它。它是根據(jù)產(chǎn)品的工作原理。進(jìn)一步紅外線傳感器的量子熱是不同的，被稱(chēng)為一個(gè)被動(dòng)式紅外傳感器或熱電型紅外線傳感器，熱紅外傳感器被

16、劃分。與量子相比較，它是便宜可能根據(jù)紅外線的波長(zhǎng)范圍寬，在室溫下工作。相反，量子的熱性能，需要的冷卻條件。其他領(lǐng)域和非接觸式溫度測(cè)量是一個(gè)傳感器，是最廣泛使用的。紅外吸收小光通量“的原因是，空氣中散發(fā)出需要的光源如下：測(cè)量對(duì)象本身是一個(gè)獨(dú)立的，紅外線燈空氣8-141Lm,2-61Lm ,3-51Lm可以很容易被檢測(cè)到，它被稱(chēng)為“窗口”，可見(jiàn)效果是不能在遠(yuǎn)紅外檢測(cè)一晝夜。傳感器的熱釋電紅外傳感器人類(lèi)生存的特點(diǎn)及工作原理如下:通常情況下，用恒定的體溫為37度，人體將發(fā)出特定波長(zhǎng)的紅外依賴于檢測(cè)被動(dòng)式紅外傳感器的紅外人類(lèi)的釋放。由菲泥爾濾光片增強(qiáng)紅外傳感器源周?chē)占t外線人類(lèi)排放。元件的熱電型紅外線

17、傳感器的來(lái)源，該元件接收的紅外輻射溫度的變化在人體內(nèi)，釋放其中的電荷的平衡被測(cè)試的信號(hào)的存在下,所產(chǎn)生的后續(xù)電路失去的時(shí)候才能夠向外放電荷。 人體傳感器的信號(hào)采集感應(yīng)區(qū)示意圖如圖3-3所示： 圖3-3當(dāng)有人進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域時(shí)，紅外傳感器就會(huì)感應(yīng)接收到人體發(fā)射的紅外線，并輸出的是高電平。如果人的移動(dòng)方向是傳感器最不敏感的方向時(shí)，則傳感器所處理的輸入信號(hào)就會(huì)不太理想，且還會(huì)產(chǎn)生誤操作，因此人體傳感器的安裝方向要特別注意。2.人體存在的信號(hào)采集電路 人體傳感器hp-28是深圳市浩博特電子有限公司生產(chǎn)和研發(fā)的基于紅外技術(shù)的智能產(chǎn)品，它的主要特性是:(1)采用可多次的觸發(fā)模式。當(dāng)檢測(cè)輸出高電平以后，在延時(shí)時(shí)

18、間之內(nèi)，如果人在其檢測(cè)的范圍內(nèi)活動(dòng)，它的輸出一直是高電平，直到人離開(kāi)了才延時(shí)1020秒后高電平跳變成低電平；(2)感應(yīng)是全自動(dòng)的，當(dāng)人進(jìn)入檢測(cè)范圍時(shí)輸出高電平，人離開(kāi)檢測(cè)范圍是則自動(dòng)延時(shí)降為低電平，其高低電平有利于采集和處理；(3)人體傳感器一般制作成錐面形狀，感應(yīng)范圍很大，當(dāng)小于150度錐角時(shí)，感應(yīng)距在7米以內(nèi)；(4)人體傳感器工作電壓為Dc4V-Dc25V；(5)工作溫度介于10度和+75度之間，適應(yīng)能力強(qiáng)；(6) 可靠性強(qiáng)，靈敏度高；(7)功耗很小 ,且靜態(tài)時(shí)的工作電流<40微安3.4傳感器模塊智能傳感器，智能照明控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)識(shí)別的情況下自動(dòng)日光節(jié)約、時(shí)間校正、空間動(dòng)態(tài)

19、照度檢測(cè)，傳感元件具有自動(dòng)檢測(cè)的功能。 由傳感器收集到的信息，場(chǎng)景照度傳感器模塊被傳遞到微控制器。然后，進(jìn)行進(jìn)一步的處理，微控制器已上傳到主機(jī)電腦通過(guò)CAN總線。由于傳感器模塊包括80C51微控制器，熱釋電傳感器，A / D轉(zhuǎn)換和照度傳感器。3.5熱釋電傳感器的工作原理3一般的熱釋電人體紅外線傳感器外形如圖3-4所示，為了增強(qiáng)抗干擾的能力，可以在此電阻上再并一個(gè)電容c，傳感器由濾光窗、菲涅爾透鏡和敏感單元組成的。圖3-4 熱釋電紅外線傳感器外形在自然界中，上述任何絕對(duì)溫度的物體會(huì)產(chǎn)生紅外光譜,因?yàn)橛刹煌瑴囟?，不同的表面溫度和大小的?duì)象相關(guān)聯(lián)的不輻射能量。對(duì)人體有恒定的體溫約37，發(fā)射一個(gè)特定的

20、波長(zhǎng)為10m左右的紅外線發(fā)射，被動(dòng)式紅外傳感器，紅外檢測(cè)人體的工作中，通常會(huì)。釋放將失去紅外線通過(guò)菲涅爾濾光片增強(qiáng)收集這個(gè)元素接收到人體紅外熱釋電元件更改后，人類(lèi)將允許檢測(cè)過(guò)程中產(chǎn)生的報(bào)警信號(hào)，一次充電的電荷平衡。對(duì)于包括兩個(gè)電極從相反的方向和電動(dòng)元件，熱釋電串聯(lián)或并聯(lián)兩個(gè)其他的環(huán)境背景輻射產(chǎn)生剝離，被動(dòng)式紅外傳感器，該傳感器是一種熱電元件的兩個(gè)基本的電效應(yīng)，具有同樣的效果，所以彼此我將取消該檢測(cè)器輸出的信號(hào)。因此，移動(dòng)非?？斓娜梭w，不必須是敏感的抗干擾能力優(yōu)于可見(jiàn)，紅外或逐漸傳感器仍然是敏感的運(yùn)動(dòng)和身體的運(yùn)動(dòng)，和也遠(yuǎn)紅外線通過(guò)誘導(dǎo)人類(lèi)的熱釋電傳感器和產(chǎn)生電信號(hào)稱(chēng)為遠(yuǎn)紅外傳感器PIR傳感器的輸

21、出信號(hào)，即傳感器的熱電型熱，紅外線，即事件發(fā)生的輸出信號(hào)的幅度的變化的遠(yuǎn)紅外輻射率成正比，但理論和實(shí)踐，戲劇性的特征已檢測(cè)到的被動(dòng)表明你正在改變。3.6芯片介紹熱釋電紅外探頭在使用的時(shí)候有些功能上的不足，但信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后，它可以在某些領(lǐng)域內(nèi)具有其廣闊的應(yīng)用空間。人體信息處理的電路采用的是專(zhuān)有集成電路BISS001。BISS001功能齊全、結(jié)構(gòu)完整, ,只需少量外圍元件就可完成信號(hào)的高倍率雙向鑒幅、封鎖定、延遲定時(shí)信號(hào)處理和時(shí)線性放大等功能, 圖3-5 BIS001 引腳名稱(chēng)I/O功能說(shuō)明1aI不可重復(fù)地觸發(fā)和可重復(fù)地選擇端。當(dāng)A不為“1”時(shí)，不可重復(fù)觸發(fā) ，相反，允許重復(fù)觸發(fā)。 2voO控制信

22、號(hào)的輸出端。由vs的下跳變沿觸發(fā)，使vo的輸出從高電平轉(zhuǎn)到低電平時(shí)是有效觸發(fā)。3rr1-延遲時(shí)間tx的調(diào)節(jié)端4rc1-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-工作電源的負(fù)端8vrfI參考電壓及復(fù)位輸入端。通常接VDD，接0時(shí)，將定時(shí)器初始化9vcI觸發(fā)的禁止端。當(dāng)vc<vr時(shí)禁止觸發(fā)；當(dāng)vc>vr時(shí)允許觸發(fā)(vr0.3vdd)10ib-運(yùn)算放大器偏置電流的設(shè)置端11vdd-工作電源的正端122outO第三級(jí)運(yùn)算放大器輸出端132in-i第三級(jí)運(yùn)算放大器反相輸入端141in+i第二級(jí)運(yùn)算放大器同相輸入端151in-i第二級(jí)運(yùn)算

23、放大器反相輸入端161outo第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端3.7看門(mén)狗電路單片機(jī)系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)“死機(jī)”、“程序跑飛”等現(xiàn)象有很多種原因，總的來(lái)說(shuō)它可分為內(nèi)部因素和外部因素因兩部分原因：（1）內(nèi)部因素：振蕩源的復(fù)位電路的可靠性和穩(wěn)定性。（2）外部因素：電源線、射頻干擾或在電源內(nèi)部產(chǎn)生的干擾。內(nèi)部因素的解決辦法是通過(guò)合適的抗干擾的技術(shù)，但外部因素就需要通過(guò)設(shè)計(jì)良好的復(fù)位電路來(lái)提高它的可靠性。所謂的復(fù)位就是使單片機(jī)中各寄存器處于某種相對(duì)確定的初始狀態(tài)，而單片機(jī)的工作就是從復(fù)位進(jìn)行開(kāi)始的。在本次的研究中我們采用專(zhuān)用的復(fù)位電路,選用專(zhuān)用的復(fù)位芯片X5145。 X5145是xicor公司的產(chǎn)品，是一種專(zhuān)用的

24、可編程看門(mén)狗定時(shí)器。 3.7.1 X5045芯片引腳及功能介紹（1）引腳如圖5所示：圖3-6 X5045引腳圖cs/wdi：當(dāng)片選端- cs為高電平時(shí)，芯片尚未被選中；同時(shí)具有看門(mén)狗輸入的功能so：串行數(shù)據(jù)輸出端口； RESET：復(fù)位輸出； si：串行數(shù)據(jù)輸入端端口；wp：寫(xiě)保護(hù)端，當(dāng)WP高電平時(shí)，允許芯片寫(xiě)操作；sck：串行時(shí)鐘端-控制串e行總線輸入和輸出的時(shí)序；vcc：電源的電壓；vss：接地；（2）主要特點(diǎn)1）上電復(fù)位。向X5145通電時(shí)來(lái)激活“上電復(fù)位電路”使reset引腳變?yōu)楦唠娖剑从行顟B(tài)）。主要有兩個(gè)方面的作用：1，避免系統(tǒng)的主控芯片在當(dāng)電壓不足時(shí)進(jìn)行工作；2，避免主控芯片在振

25、蕩器穩(wěn)定前進(jìn)行工作。2）看門(mén)狗定時(shí)器。在單片機(jī)正常工作時(shí)定時(shí)地向X5145芯片的cs/wdi引腳發(fā)出由低至高的脈沖信號(hào)，否則看門(mén)狗電路將會(huì)向單片機(jī)發(fā)出復(fù)位信號(hào)而進(jìn)行單片機(jī)的復(fù)位。3）spi串行存儲(chǔ)器。X5145內(nèi)部有三個(gè)寄存器都是帶有xicor公司的塊鎖保護(hù)的cmos串行eeprom存儲(chǔ)器。分別是一個(gè)16位的狀態(tài)寄存器和一個(gè)32位的指令寄存器，器件的特點(diǎn)是串行外圍的接口電路，而可以在五線的總線上工作。4）數(shù)據(jù)時(shí)序和時(shí)鐘。當(dāng)cs引腳為高電平時(shí)，不允許對(duì)芯片內(nèi)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀和寫(xiě)的操作。5）低電壓監(jiān)視。當(dāng)電源的電壓跌落到最小允許的vcc值，X5145就會(huì)向單片機(jī)發(fā)出復(fù)位的信號(hào)，直到電壓恢復(fù)了正常。3.

26、7.2 看門(mén)狗電路的操作原理看門(mén)狗電路，定時(shí)器觸發(fā)專(zhuān)用芯片本身和溢出和一個(gè)明確的結(jié)束。如果你不知道，它出發(fā)射固定頻率的觸發(fā)脈沖。在實(shí)際應(yīng)用中，觸發(fā)器的輸出被引入到微計(jì)算機(jī)的復(fù)位端，則可以使用微控制器來(lái)控制結(jié)束清楚的I / O口線。下一步操作的MCU通常清除看門(mén)狗定時(shí)器定時(shí)，軟件設(shè)計(jì)，程序崩潰，失控或MCU一次，將設(shè)備重置脈沖自動(dòng)不再清晰。 3.7.3基于X5145的復(fù)位電路硬件設(shè)計(jì)圖3-7為X5145與單片機(jī)的接口電路：圖3-7 X5145接口電路如圖可知，reset引腳直接與單片機(jī)reset引腳相連接。當(dāng)接通X5145的電源時(shí)就可激活“上電復(fù)位的電路”。Wp引腳不但可以直接接高電平而且還可以

27、和單片機(jī)的某一I/O端口相接。cs引腳除了是spi四線通信的片選信號(hào)以外且還具有wdi的作用。在設(shè)定的定時(shí)時(shí)間段里，處理器必須在wdir 的引腳上產(chǎn)生一個(gè)由低到高的電平的起伏變化，來(lái)清內(nèi)部的定時(shí)器，即通常說(shuō)的“喂狗”；否則X5145將發(fā)出一個(gè)復(fù)位信號(hào)。在X5145內(nèi)部的一個(gè)控制寄存器中有兩個(gè)位可編程的位，進(jìn)而決定了設(shè)定定時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短。微處理器就可以通過(guò)指令來(lái)改變這二位，進(jìn)而改變看門(mén)狗設(shè)定定時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短。4系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及問(wèn)題分析 當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，需要做的工作就是進(jìn)行運(yùn)行的調(diào)試，排除硬件和軟件的故障，同時(shí)還要驗(yàn)證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性，使做出的系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)的要求，本設(shè)計(jì)的調(diào)試主要分兩個(gè)步驟:

28、 整個(gè)控制系統(tǒng)的試運(yùn)行調(diào)試及單片機(jī)的系統(tǒng)調(diào)試4。4.1單片機(jī)芯片的調(diào)試步驟及其方法 軟件和單片機(jī)調(diào)試硬件，你必須通過(guò)軟件調(diào)試和硬件兩部分，主要用以顯示操作結(jié)果的設(shè)計(jì)要求。 開(kāi)發(fā)一個(gè)調(diào)試前完成硬件系統(tǒng)的硬件和軟件，硬件的獨(dú)立并行軟件，這是可能的，你可以完成應(yīng)用軟件的調(diào)試，但提供了一個(gè)調(diào)試環(huán)境，我需要他們的幫助下，另一工具。以及年底的軟件分調(diào)硬件，軟件和硬件聯(lián)邦調(diào)查局后，改變了硬件和軟件的失敗，找出問(wèn)題的調(diào)試，以確定原因。 調(diào)試實(shí)際系統(tǒng)中，硬件調(diào)試靜態(tài)，動(dòng)態(tài)調(diào)試的最初的系統(tǒng)軟件，軟件和以后的硬件調(diào)試系統(tǒng)帶來(lái)的第一反應(yīng)，以確保正常運(yùn)行在相同的時(shí)間。1.靜態(tài)調(diào)試: 靜態(tài)調(diào)試排除明顯的硬件故障。該電路內(nèi)

29、置，對(duì)其進(jìn)行仔仔細(xì)細(xì)檢查，以查看該端口是否已正確連接，連接可靠。還應(yīng)該用萬(wàn)用表檢查電路，看到的地方是否應(yīng)該是開(kāi)放的，是開(kāi)路，短路，電源接地連接是否是可靠的。查看焊機(jī)焊后是否牢固，有無(wú)短路或虛焊。此外，插入的設(shè)備，必須在斷電的情況下進(jìn)行的，要特別注意的芯片的順序不能顛倒插入。2.軟件調(diào)試:在系統(tǒng)軟件程序編制好了以后，可用匯編軟件對(duì)源程序進(jìn)行語(yǔ)言的匯編，變?yōu)榭蓤?zhí)行.EXE文件，在匯編過(guò)程中出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤要及時(shí)糾正。在用軟件調(diào)試時(shí)侯采用軟件模擬對(duì)程序進(jìn)行全面的調(diào)試，這種模擬開(kāi)發(fā)系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上是利用模擬軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)模擬、指令模擬及硬件模擬，進(jìn)而完成應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的過(guò)程。調(diào)試過(guò)程中的端口狀

30、態(tài)、各寄存器狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)等都可以在指定的窗口中顯示出來(lái)，來(lái)實(shí)時(shí)的觀察一些狀態(tài)的顯示，并通過(guò)這些顯示的結(jié)果來(lái)隨時(shí)地跟蹤程序運(yùn)行的狀態(tài)，以確保程序無(wú)錯(cuò)誤地運(yùn)行。3.動(dòng)態(tài)調(diào)試: 是密切相關(guān)控制系統(tǒng)的軟件和硬件，軟件仿真開(kāi)發(fā)系統(tǒng)不能診斷硬件部分，也沒(méi)有實(shí)時(shí)在線仿真，用戶程序需要連接硬件和聯(lián)邦調(diào)查局，包括軟件和硬件檢查、診斷，在線調(diào)試。使整單芯片系統(tǒng)需要使用的仿真開(kāi)發(fā)工具，用戶軟件和硬件電路的調(diào)試診斷。在應(yīng)用系統(tǒng)板上調(diào)試，加載到用戶程序的在線仿真器，那么你可以單步，多步或連續(xù)執(zhí)行目標(biāo)程序，也根據(jù)子集斷點(diǎn)的需要執(zhí)行用戶程序。主要依靠在線仿真排除硬件系統(tǒng)中的故障（如存在的故障和組件的各個(gè)組成部分之間的內(nèi)部

31、連接的邏輯錯(cuò)誤）。有沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤，但有可能是一個(gè)邏輯錯(cuò)誤，這個(gè)時(shí)候，通過(guò)使用動(dòng)態(tài)在線調(diào)試工具發(fā)現(xiàn)的邏輯錯(cuò)誤，直到邏輯糾錯(cuò)。對(duì)于一些硬件相關(guān)的用戶程序接口驅(qū)動(dòng)程序，你需要滿足硬件電路的調(diào)試，如果有一個(gè)邏輯錯(cuò)誤，我們必須及時(shí)糾正修改。程序調(diào)試完畢后，使用在線編程，讓程序固化到單片機(jī)，而使整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)。4.2可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法 系統(tǒng)和調(diào)試一般來(lái)說(shuō)是一種復(fù)雜、而仔細(xì)的工作，因此在調(diào)試的過(guò)程中需要有耐心，進(jìn)行仔細(xì)地檢查、解決出現(xiàn)的一引起問(wèn)題。當(dāng)所有問(wèn)題都得到解決了以后，這樣才能保證讓整個(gè)系統(tǒng)的正常的運(yùn)行，在本系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程中可能遇到的一些問(wèn)題及分析解決: 問(wèn)題1: 集成穩(wěn)壓電路的溫度可能過(guò)高。

32、分析和解決：穩(wěn)壓器的溫度的原因之一：12V變壓器整流濾波在輸入端，從而使施加到一個(gè)集成電壓調(diào)節(jié)器電壓兩端的電壓降過(guò)大。這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)使用兩個(gè)二極管降壓到9V變壓器，集成電壓調(diào)節(jié)器的字符串，同時(shí)增加散熱片來(lái)處理這個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題2:人體存在傳感器當(dāng)有人存在時(shí)輸出的高電平的電壓偏小。分析解決:當(dāng)人體存在傳感器輸出高電平的電壓偏小時(shí)，這時(shí)單片機(jī)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，或者采集不到正確的信號(hào)。于是可心在人體存在傳感器的輸出的兩端加一個(gè)150千歐的電阻。 問(wèn)題4:當(dāng)單片機(jī)控制信號(hào)輸出以后，繼電器沒(méi)能按預(yù)定設(shè)計(jì)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作。 分析解決: 單片機(jī)輸出的控制信號(hào)，在控制繼電器必需用晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng)，否則信號(hào)電流小將不能使繼

33、電器的吸合的動(dòng)作，該晶體管的集電極端子必須用于驅(qū)動(dòng)繼電器，最后到驅(qū)動(dòng)加載。還要注意的是繼電器驅(qū)動(dòng)電路與所述繼電器線圈并聯(lián)的續(xù)流二極管上的驅(qū)動(dòng)晶體管，以增加保護(hù)。5結(jié)論5.1主要結(jié)論 本課題對(duì)適合應(yīng)用于樓梯間燈光控制系統(tǒng)的控制的部分進(jìn)行了比較淺顯的研究。它用智能化的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)樓梯間的控制,比用人員來(lái)管理樓梯間燈光更合理，更有效地降低了樓梯間燈光的資源費(fèi)用，同時(shí)加入了時(shí)間控制作為參數(shù)，使樓梯燈光的控制更加符合了學(xué)校里的作休時(shí)間。此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)所有的樓梯間燈光管理都具有很重要的意義，也適用于家庭、辦公室的燈光控制。5.2不足與展望控制中使用的構(gòu)想單個(gè)紅外感應(yīng)開(kāi)關(guān)大多都是控制二或三個(gè)照明光源，彼此之

34、間是相互獨(dú)立的，這樣在結(jié)構(gòu)會(huì)在比較復(fù)雜的樓梯間很可能會(huì)產(chǎn)生較大的感應(yīng)交叉區(qū)或是感應(yīng)盲區(qū)，從而導(dǎo)致了樓梯間部分區(qū)域照明不能有效覆蓋到，為了很好的解決這個(gè)問(wèn)題一般采用集中控制式的紅外開(kāi)關(guān)感應(yīng)系統(tǒng)。集中控制式的紅外開(kāi)關(guān)感應(yīng)是利用集散控制的原理，雖然在一定的程度上增加了照明控制系統(tǒng)的布線工作，但是它減少光控元件的使用并降低了單個(gè)開(kāi)關(guān)的成本，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)的承受上也是能夠接受的。集中控制式外開(kāi)關(guān)感應(yīng)實(shí)際上是一個(gè)完好的自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)樓梯間的照明控制.其工作原理是在合適位的光線探側(cè)器向集中處理器中傳送樓梯間目前的光線參數(shù)，然后由處理器決定是否需要啟動(dòng)照明光源，當(dāng)樓梯間亮度不夠時(shí)，當(dāng)人進(jìn)人樓梯間后紅外線探側(cè)器隨后將采集到的信號(hào)傳送給控制器。雖