基于AT89S51單片機(jī)的教室燈光智能控制畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

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要為了有效利用教室燈光、節(jié)約能源，設(shè)計(jì)了以AT89C2051單機(jī)作為控制核心的教室燈光控制系統(tǒng)，能根據(jù)學(xué)校作息時間、光照情況自動調(diào)節(jié)教室燈光的打開或關(guān)閉。調(diào)試結(jié)果證明該系統(tǒng)具有很好的人機(jī)交互界面，能對教室燈光進(jìn)行智能控制，且電路簡單，成本低，節(jié)約能源，可移植性好。也可應(yīng)用于圖書館、會議室、辦公室、辦公等場所，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和廣泛的應(yīng)用空間。本課題針教室燈光的制，分了教室燈光能控制的原和實(shí)現(xiàn)方法，出了基于單機(jī)設(shè)計(jì)教室光智能控制統(tǒng)的思路，在此基礎(chǔ)上開了智能控制統(tǒng)的硬件模和相應(yīng)軟件分。該系統(tǒng)以單片作為控制模的核心部件采用熱釋紅外人體傳器檢測人體存在采用光敏三管構(gòu)成的電檢測環(huán)境光的強(qiáng)度；據(jù)教室合理燈的條件，過對人體存信號和環(huán)境信號的識別與斷，完成對室燈光的智控制，避免教室用電的量浪費(fèi)。系統(tǒng)具有報(bào)警功；同時還采了軟硬件的看門狗”等干擾措施。本系統(tǒng)程部分采用C語言編寫采用模化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條理晰、通用性好，便改進(jìn)和擴(kuò)充。該統(tǒng)具有體積控制方便，可性高，針對性強(qiáng)性價(jià)比高等點(diǎn)可以滿足類院校對教燈光控制的求，很大程度達(dá)到節(jié)能目。

關(guān)鍵詞：

智能控制

熱釋紅外感器

單片機(jī)AbstractInordermakeeffectiveuseclassroomenergysaving,MCUasthelightingaccordingtoschoolcalendar,lightautomaticadjustmentofclassroominorclose.Debugginginterface,classroomthelibrary,room,office,andotherplaces,andbroadapplicationtopicclassroomcontrol,of

lightingprinciplerealizationisputforwardbasedtheSCMdesignclassroomintelligentcontrolofthought,onthistheofthesystemAT89S51microcomputerasmodulecorepyroelectrictodetectthepresenceofthebody,photosensitivecircuitsdetectlightintensity;lighttothethroughthepresencesignalsambientlightsignalrecognitionjudgement,theclassroomlightingcontrol,classroomwaste.;itusesThesystemmeetallofinstitutionsclassroomofthepurposeofsaving.Keywords:

forpyroelectricsensorchip目

錄摘

要.............................................................................................................................I引言.............................................................................................................................IV課題來源背景................................................................................................IV國內(nèi)外教燈光控制器究的現(xiàn)狀及存在的問題....................................IV第一章室燈光控器簡介與案分析...................................................................1教室燈光制器簡介

系統(tǒng)控制案分析...............................................................................................第二章統(tǒng)控制塊的硬件設(shè)..............................................................................系統(tǒng)控制塊的硬件構(gòu)及簡介.......................................................................2系統(tǒng)控制主要硬件電...................................................................................系統(tǒng)控電路.................................................................................................系統(tǒng)電電路.................................................................................................數(shù)據(jù)集電路.................................................................................................系統(tǒng)鐘電路.................................................................................................繼電驅(qū)動電路.............................................................................................7超時警電路.................................................................................................按鍵制電路.................................................................................................系統(tǒng)門狗電路.............................................................................................8系統(tǒng)監(jiān)控程序模塊.........................................................................................10系統(tǒng)檢初始化...........................................................................................定時斷處理設(shè)計(jì).......................................................................................數(shù)據(jù)采集塊.....................................................................................................人體在傳感器的缺點(diǎn)..........................................................................數(shù)據(jù)集軟件的實(shí)..................................................................................12時鐘模塊.............................................................................................................數(shù)據(jù)入輸出...............................................................................................12時鐘序設(shè)計(jì)...............................................................................................13顯示驅(qū)動塊.....................................................................................................第四章統(tǒng)調(diào)試行及問題分............................................................................單片機(jī)系調(diào)試方法及驟.............................................................................

主要問題析第五章結(jié)與展望.....................................................................................................總結(jié)展望致

謝...........................................................................................................................參考文獻(xiàn)......................................................................................................................引言1.1題源背本課題屬自選課題，來源本人了解到今全世界面資源短缺問題日益出，造成了源的巨大浪。而我所在讀的邵陽學(xué)電能管理方面在著很大的題，特別是師管理不到。所以我選這個課題?；鶈纹瑱C(jī)控制師燈光自動制器的研究當(dāng)前，隨經(jīng)濟(jì)的飛速展，能源短問題日益突，成為一個國家經(jīng)濟(jì)展的瓶頸”。作工業(yè)生產(chǎn)和民生活不可缺的電力能更是如此尤其現(xiàn)今越越提倡低碳活，節(jié)約能已經(jīng)成為一全球共識，而為培養(yǎng)社會英的高校更該起到榜樣作用。但是前在校園內(nèi)，室燈火通明卻空無一人現(xiàn)象屢見不，這不僅造了嚴(yán)重的資源費(fèi)，也對高的形象造成很壞的影響本文所研究教室燈光控制統(tǒng)就可以很地實(shí)現(xiàn)節(jié)約源的作用。本題設(shè)計(jì)的控器可有效的現(xiàn)教室燈光智能控制。其入?yún)?shù)主要人體存在信和環(huán)境光強(qiáng)信號等外界素。環(huán)境光強(qiáng)度達(dá)到一值時不開燈環(huán)境

光強(qiáng)度在定閥值以下有人存在時燈，實(shí)證明這種方可以實(shí)現(xiàn)對教室燈行智能控制教室燈光制器一般安在教室內(nèi)避電燈直射的置，且體傳感器安置應(yīng)使人體活方向與人體感器中兩個釋電元連線向垂直，這可使人體存信號采集更靈敏、可靠同時還要盡能避免外界風(fēng)接吹向人體感器。1.2內(nèi)教燈控器究現(xiàn)及存的題現(xiàn)今世界地面臨能源機(jī)，現(xiàn)在發(fā)的主要原料煤炭、石油天然氣等，丹在能源合理用方面的成經(jīng)驗(yàn)給我們供了很好的鑒。丹麥1974以來，國收入增長了50%但丹麥總的源總消費(fèi)量并沒增加。所以麥在OECD成員國中能源耗量和國收入比值最小國家。他們供的一些節(jié)供熱系統(tǒng)很得我們借鑒例如丹麥熱電供熱電廠(CHP)。而且他們盡可的有效利用源，所以他們的能使用總效率到了90%并且丹政府很重視房空同用電的節(jié)簏，設(shè)立了對新房屋節(jié)能的多要求。數(shù)顯示，居民住有節(jié)能裝置房子時，要付比沒有節(jié)方案房屋高的費(fèi)用。他的節(jié)能經(jīng)在歐盟國家廣為流傳。有，歐司朗斯維尼亞公不斷的推出新高輸出的熒燈，節(jié)能6%。飛利照明公司推的陶瓷金鹵燈代替去的鹵鎢燈，可節(jié)能60%電能以上種種象表明世界國都在采不同方式來約能源。由于我國口有十三億多，經(jīng)濟(jì)又續(xù)多年的高發(fā)展，讓能問題日益出。雖然我能源總儲量低，但人均量少。單位值的能耗是發(fā)達(dá)國的3-10。能源問題成為制約我國民經(jīng)濟(jì)高發(fā)展的關(guān)鍵題，能源問題是我國長期持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)中一個關(guān)鍵素。此外能源問題不關(guān)系經(jīng)濟(jì)發(fā)和環(huán)境生態(tài)平衡，在特情況

下還會對會穩(wěn)定有很影響。鑒于源問題的重性，我國在色照明工程新發(fā)布，綠色明工程未來年問將在公設(shè)旅、賓館、廈、居民所等全國建物中推廣億只能燈，節(jié)電290億度。上海河北等些地方采取府對節(jié)能燈宗采購每只貼至元的方式進(jìn)行廣。從普通熾燈到高效能燈，使我的電光源產(chǎn)品結(jié)構(gòu)逐步向電型轉(zhuǎn)變，光燈與普通熾燈的比例1995年的1：上升到目的1。目前，我照明用電約社會總用電12%采用高效照產(chǎn)品代替?zhèn)鹘y(tǒng)低效照明產(chǎn)可節(jié)電60%-80%。如今北京正在大推行綠色照明程，己推出百萬只綠色明光源和部節(jié)能電器，估算年節(jié)約用可達(dá)3442萬千瓦時節(jié)約電費(fèi)萬元政府已經(jīng)在廈、學(xué)校醫(yī)院等更換24萬只節(jié)燈具。在奧工程的建設(shè)、也大量運(yùn)用節(jié)技術(shù)，北京奧運(yùn)廠館“立方”通過采用大的節(jié)能燈具，裝備技術(shù)，通過強(qiáng)透光性白可節(jié)約能耗50%我們黨在2000年月日黨第十屆中央委員第五次會議過《中共中央于制定國民濟(jì)和社會發(fā)第十個五年劃的建議》中明確指：“加強(qiáng)基設(shè)施建設(shè)是后五年至十一項(xiàng)十分重的任務(wù)其中提到的礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)包括了能源設(shè)《建議》強(qiáng)調(diào)了能源建要發(fā)揮資源勢，優(yōu)化能結(jié)構(gòu)，提高用效率，加環(huán)境保護(hù)。面如此緊迫的源問題，我應(yīng)該把著眼放在“高效利用“清潔”能源。由此可見節(jié)能照明用，對節(jié)能具重要的意義。目前國內(nèi)類院校中，于同學(xué)們的覺節(jié)能意識弱，在光線夠強(qiáng)時也燈，課上完開教室后燈亮著的現(xiàn)象遍存在；而，節(jié)能規(guī)劃極欠缺，教室燈光控制管理人員手代替，教室多，

管理人員不過來這樣就造成必要的電能浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)失?；谝陨戏N種原提高教室電效率就成學(xué)校節(jié)能的要且主要的施之一，此節(jié)能技術(shù)重要手段之就是教室燈自動控制系的設(shè)計(jì)無疑就成為中一項(xiàng)重要題。

第一章教室燈光控器簡介與方案分析1.1室光制簡本課題設(shè)的控制器可效的實(shí)現(xiàn)教燈光的智能制。其入?yún)?shù)主要是體存在信號環(huán)境光強(qiáng)度號等外界因環(huán)境光的強(qiáng)達(dá)到一定值不開燈，環(huán)光強(qiáng)度在一閥值以下且人存在時開，實(shí)驗(yàn)證明這方案可以實(shí)對教室燈進(jìn)智能控制。教室燈光制器一般安在教室內(nèi)避電燈直射的置，且體傳感器安置應(yīng)使人體活方向與人體感器中兩個釋電元連線向垂直，這可使人體存信號采集更靈敏、可靠同時還要盡能避免外界風(fēng)接吹向人體感器。1.2統(tǒng)制案析該控制器自然光強(qiáng)度人體存在作控制器的主輸入?yún)?shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自與手動控制兼容。在自環(huán)境光較強(qiáng)線足夠時，論人是否存在，都開燈；自然環(huán)境較弱時有人存在超過一定時，控制器自打開電燈，到人離開后延時一定時后關(guān)燈。同，還可設(shè)置作時間來控制夜晚超過點(diǎn)，還有人存在則關(guān)閉自動控制器的行，改用開來手動控制以解決因特情況下，自控制器的不人化運(yùn)行。所研究的室燈光控制主要是由硬和軟件兩大分組成硬件部分是前，是整個系執(zhí)行的基礎(chǔ)它主要為軟提供程序運(yùn)的平臺而軟件部分，是硬件端口所現(xiàn)的信號，加采集分析處理，最終實(shí)現(xiàn)制器所要實(shí)的各項(xiàng)功能達(dá)到設(shè)計(jì)目。

第二章統(tǒng)控制模塊的硬件設(shè)2.1統(tǒng)制塊硬構(gòu)及介系統(tǒng)控制元是以AT89S51單片機(jī)主模塊為核心其它外圍電路主要包：環(huán)境光采電路、時鐘塊、熱釋紅傳感器模塊看門狗模塊、鍵電路、EEPROM存儲模塊超時報(bào)警模、數(shù)碼管顯模塊，其構(gòu)框圖如圖所示圖2-1系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖光模塊采光敏三極管檢測環(huán)境光強(qiáng)度，有光照時電阻減，隨著光照度的減弱，阻逐漸增大把光信號轉(zhuǎn)成電信號，現(xiàn)對光強(qiáng)度的測。人體存在感器模塊采HP-208是基于紅線技術(shù)的能產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對人存在的檢測硬件時鐘塊采用充電力的低功耗具有臨時性放數(shù)據(jù)的

RAM存器的實(shí)時鐘芯片該電路的口簡單、格低廉，被廣泛的用。系統(tǒng)數(shù)據(jù)儲及故障保部分由組成是一種行通訊的512節(jié)，同時兼看門狗和電監(jiān)控功能鍵模塊。2.2統(tǒng)制主硬電考慮到本統(tǒng)安裝時受境影響因素較多且教室控制備中的人體存在感器、光敏極管等經(jīng)常因環(huán)境情形化而不穩(wěn)定所以在設(shè)計(jì)過中，電子元件的選用、路布置和設(shè)的安放要充考慮到抗干擾題。系統(tǒng)主控路本系統(tǒng)的控模塊采用AT89S51作為控芯片，它一種低功耗8工藝處理有8K在線可編程存器內(nèi)的可多次編，為在線編提供了方便片內(nèi)有字節(jié)的，的，由于合的安排使用內(nèi)RAM空間，所以有片外擴(kuò)展的RAM，電路結(jié)構(gòu)簡。該芯片的要特征見如：表2.1AT89S51主特征

引腳P0.0-P0.P2.0-P2.P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.7

外圍器件引腳ULN2803基極

說明數(shù)碼管段碼驅(qū)動接口數(shù)碼管段碼驅(qū)動接口X5045串行輸入端X5045串行時鐘端X5045片選端X5045串行輸出端工作狀態(tài)指示燈時鐘線數(shù)據(jù)線復(fù)位線P3.1P3.3P3.4P3.7單片機(jī)最系統(tǒng)如圖所示：

數(shù)據(jù)采集輸入端人體存在傳感器輸出信號端超時報(bào)警信號輸入端光敏三極管輸入信號端圖2-2單片機(jī)最小系統(tǒng)(1)40Vcc）GND腳間的電壓有5V。(2)1819分別與20間有1.7―壓(3)9（RST）腳GND間電壓本為0。(4)31腳）與腳（間電壓為5V。

系統(tǒng)供電路系統(tǒng)供電理如圖2-3所示，采用5V電壓供。本設(shè)計(jì)采輸出電壓為的變器。系統(tǒng)通220V交電源后將交流電變到9V，經(jīng)過極管全波整、電解電容C1，濾波，再正輸出穩(wěn)壓器LM7805為了緩沖載突變，改瞬態(tài)響應(yīng)，出端還采用電容C3，C4最后得到+5V的直流電壓，用于控制系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)及其它外電路的端供電。圖2-3系統(tǒng)供電電路數(shù)據(jù)采集路教室的環(huán)光強(qiáng)度和人存在與否是統(tǒng)主要的輸參數(shù)因此教室中的環(huán)光照強(qiáng)度和體存在成為統(tǒng)數(shù)據(jù)采集主要對象。常的環(huán)境光強(qiáng)采集器件主有光敏二極和光敏三極考慮抗干擾需要，選用敏度較高的敏三極管。外，人體存?zhèn)鞲衅饕竺舳雀?，可靠?qiáng)。一、環(huán)境強(qiáng)度采集電光電傳感是一種能夠光轉(zhuǎn)化為電的傳感器。采的光敏三極管除了具光敏二極管光信號轉(zhuǎn)化電信號的功外，還有對電信號的放大能。在無光時，三極管穿透電流很，為暗電流有光

照時，產(chǎn)的Ib增大，為光電流Ie，光電的大小與光強(qiáng)度成正比，于是負(fù)載電阻上能得到隨光強(qiáng)度變化而化的電信號光敏三極管具靈敏度高，積小，工作壓低，工作流小，發(fā)光勻穩(wěn)定，響應(yīng)度快，壽命等特點(diǎn)。環(huán)境光采電路原理如為2-4示。當(dāng)環(huán)光照強(qiáng)度大一定程度時，光三極管D6呈低阻狀態(tài)≤1K，三極的基極電壓高Q12管飽和導(dǎo)通，電極輸出低平。當(dāng)環(huán)境強(qiáng)度小于一程度時，光敏極管D6呈現(xiàn)高阻狀≥Ｋ，使三極管截止，電極輸出高平。其中調(diào)阻，可使三管Q12受環(huán)境光度影響在適當(dāng)亮度下導(dǎo)通圖2-4環(huán)光電路二、人體在信號采集路人體存在感器采用HP-208-N-L人體感模塊低電平輸。基于紅外線術(shù)的自動控產(chǎn)品，靈敏高，可靠性，廣泛應(yīng)用各類自動感應(yīng)器中人體傳感器引腳為電源號端VCC2引腳為采集信輸出端，號引為地信號端GND其硬件連接圖2-5。HP-20VCC

C3

80f圖2-5人體存在信號采集電路功能特點(diǎn)：全自動感：人進(jìn)入其應(yīng)范圍則輸?shù)碗娖剑碎_感應(yīng)范圍

自動延時閉低電平，出待機(jī)時的電平。兩種觸發(fā)式：a.可重復(fù)觸發(fā)式：即感應(yīng)出低電平后延時時間段一束，輸出將動從低電平為高電平；可重復(fù)發(fā)方式：即感應(yīng)輸?shù)碗娖胶?，延時時間段，如果有人在其感應(yīng)范內(nèi)活動，其輸將一直保持電平，直到離開后至延結(jié)束，低電跳變?yōu)楦唠姡ǜ袘?yīng)模檢測到人體每一次活動會自動順延個延時時間段，并以最后一次動的時間為時時間的起點(diǎn)).具有感應(yīng)鎖時間：感模塊在每一感應(yīng)輸出后待延時時間結(jié)束，可緊跟著設(shè)置個封鎖時間，在此時間內(nèi)感應(yīng)器不受任何感應(yīng)信。此功能可實(shí)現(xiàn)“感應(yīng)出時間”和封鎖時間”者的間隔工作可應(yīng)用于間探測產(chǎn)品；時此功能可效抑制負(fù)載換過程中產(chǎn)生各種干擾。此時間可置在零點(diǎn)幾—幾十秒鐘。微功耗：態(tài)電流<50微安，別適合干電供電的電器品；輸出高電信號：可方與各類電路現(xiàn)對接；技術(shù)參數(shù)工作電壓：DC4.5V至DC24V可；輸出低電：0V，待機(jī)時的高平為；延時時間可制作范圍點(diǎn)幾秒—十分鐘；封鎖時間可制作范圍點(diǎn)幾秒—幾秒；觸發(fā)方式L不可重復(fù)；H重復(fù)；感應(yīng)范圍度錐角7米以內(nèi)；工作溫度-20—+70度。系統(tǒng)時鐘路根據(jù)教室光使用特性該系統(tǒng)還應(yīng)到時間的控，因此本研還加入硬時鐘電路以證系統(tǒng)的智化運(yùn)行。考慮到本統(tǒng)停電時需時鐘電路提電源且不占用太單片機(jī)

資源，于采用具有充能力的實(shí)時鐘芯片，作為臨時性放數(shù)據(jù)的RAM寄存。此芯片采的是串行通方式，還可掉電保護(hù)電源提充電功能，也以將此功能閉。該片對年月、時、分秒進(jìn)行計(jì)時，具閏年補(bǔ)償能，工電壓為—5.5V只需三根即可與單片進(jìn)行通信，體小，使簡單，鐘精度較高滿足系統(tǒng)要求，其引圖如圖示。圖2-6DS1302引腳圖各引腳的能為：：主電Vcc2：備電源。當(dāng)Vcc2>Vcc1+0.2V時，由Vcc2向DS1302供電，當(dāng)Vcc2<時由向供電。SCLK：串行鐘，輸入，制數(shù)據(jù)的輸與輸出；IO三線接口時雙向數(shù)據(jù)線CE：輸入號，在讀、數(shù)據(jù)期間，須為高。與單機(jī)接口電連接如圖2-7其中外接可充電的鋰電為DS1302的備用電接供電模的穩(wěn)定輸出壓5V為DS1302主源。DS1302由Vcc1和兩者中較大者電。系統(tǒng)常運(yùn)行時，大于，因此Vcc1給電，在主電源閉的情況下則由給供電，保持時鐘連續(xù)運(yùn)行。和X2是振蕩，外接32.768kHz晶振。RST是復(fù)位片選，

通過把RST輸入驅(qū)動置電平來啟動有的數(shù)據(jù)傳，與單片機(jī)復(fù)位信號相。時鐘輸入SCLK接單機(jī)P1.5引腳，進(jìn)行時控制。圖時鐘電路繼電器驅(qū)電路繼電器驅(qū)接口電路如2-8所這里電器由相應(yīng)PNP號的9012三極管來動。開機(jī)時單片機(jī)初始后的、為高電平，三管截止所以開機(jī)后電器始終處釋放狀態(tài)如果P3.5為低電平三極管的基就會被拉低產(chǎn)生足夠的極電流，使極管導(dǎo)通，繼器就會得電合，從而驅(qū)負(fù)載，點(diǎn)亮應(yīng)電燈。繼器的輸出端并歐的電阻6800皮法電容，的是避免繼器吸合與釋放期間生火花繼電器線兩端反相并的二極管是到吸收反向電動勢的能，保護(hù)相的驅(qū)動三極，這種繼電驅(qū)動方式硬結(jié)構(gòu)比較簡單

圖2-8繼電器驅(qū)動電路超時報(bào)警路本系統(tǒng)采的超時報(bào)警路如圖所示單片的口外加一個10K的上拉電再經(jīng)過限電阻100歐三極管C945基極相連。當(dāng)P3.4端口為低電，即基極為電平時，三管導(dǎo)通，驅(qū)蜂鳴器發(fā)出音，以示教燈工作超時若P3.4端口為電平，即基為高電平，三極管截，蜂鳴器不作，教室燈作正常。本統(tǒng)采用超時報(bào)電路方便了理人員對教燈的管理，夠科學(xué)、有地管理教室電。圖超時報(bào)警電路

按鍵控制路按鍵控制路如圖2-10所鍵的輸入信分別接到，，用二極管與門電路將鍵信號引到中斷的引腳。按鍵控制路采用單片P2口的低4個口按鍵的輸入號端，信號取自電阻分壓。當(dāng)按未按下時，P2.0P2.3端口電壓接近電電壓，為高平，當(dāng)某一鍵按下時，應(yīng)端口被按開關(guān)短接到，為低電平。片機(jī)檢測個端口電平的變，從而確定哪個鍵被按。鍵盤工作式采用中斷描方式個二極管10K電阻組成與門電，當(dāng)任一鍵下時，與門出引腳的平都會由高低。P3.2第二功能是外中斷0的輸入引，我們利用電平的變化生中斷，在斷服務(wù)程中讀入口低4位信號，確哪個鍵按下執(zhí)行相應(yīng)的鍵功能，0.1pf電容和阻組成濾波路，消除按的抖動。圖按鍵控制電路系統(tǒng)看門電路在單片機(jī)作過程中，不可免的會由于界的干擾而生程序跑飛、死機(jī)至造成整機(jī)瘓等情況。了能夠及時復(fù)單片機(jī)的作，只能采用新復(fù)位的方，因此還應(yīng)在硬件設(shè)計(jì)使用看門狗路，這樣在單機(jī)發(fā)生死機(jī)情況下，看狗將產(chǎn)生一復(fù)位信號給片

機(jī)，使單機(jī)復(fù)位，重執(zhí)行程序。于系統(tǒng)同時要看門狗和EEPROM，所以本計(jì)中使用芯。具有種常用的功能：看門狗定器、復(fù)位控制EEPROM。這三種能是集成在個8引腳封的CMOS器件內(nèi)，將電源監(jiān)控看門狗功能及高速三線易失性存儲組合在一起，而在很大程上降低了系成本并減少對電路板空的要求，的引腳排列圖2-11。圖2-11X5045的腳圖看門狗定器的預(yù)置時是通過的狀態(tài)存器的相應(yīng)來設(shè)定的。表態(tài)寄存器示，X5045狀態(tài)寄存器有6位。中WD1.WD0和看門狗電路關(guān)，其余位的工作設(shè)置關(guān)。表2.2狀態(tài)寄存器WD1=0，WD0=0，預(yù)時間為1.4S，WD1=0，WD0=1，預(yù)時間為0.6S，WD1=1，WD0=0，預(yù)時間為0.2S，WD1=1，WD0=1，禁看門狗工作看門狗電的定時時間短可由具體用程序的循周期決定，常比系統(tǒng)常工作時最循環(huán)周期的間略長即可硬件分連接如。

圖2-12系統(tǒng)看門狗電路系統(tǒng)看門電路由系統(tǒng)據(jù)存儲及故保護(hù)部分組是一種串行通512字節(jié)，同時兼看門狗和源監(jiān)控功能有三種可程看門狗周，上電和VCC低于檢測限時，輸出復(fù)位信號X5045輸出復(fù)位高電有效，為了位更加可靠其復(fù)位輸出端外接個10K的上拉電阻，與AT89S51的復(fù)位端相連看門狗能在電源電、掉電期產(chǎn)生一個復(fù)信號。該芯還帶有一個1.4秒的看門狗時器可用來控單片機(jī)的作。如果在1.4內(nèi)未檢測其工作，出故障，內(nèi)部時器將使看狗處于低電狀態(tài)，為系統(tǒng)提供保，避免死機(jī)程序跑飛或入死循環(huán)等外的發(fā)生。第三章控制模塊軟件設(shè)計(jì)3.1統(tǒng)控程模監(jiān)控程序模塊分為監(jiān)主程序和命處理子程序監(jiān)控主程的基本任是調(diào)用子程，一個主程可以調(diào)用多子程序，對51系列單片，系統(tǒng)資源限，主程序常是一個無循環(huán)的過程即是一個反復(fù)用子程序的程。子程序要分為中斷程序和功能程序它們之可以互相嵌和調(diào)用即中斷子程序以調(diào)用功能程序。

在應(yīng)用軟的設(shè)計(jì)中，可能各個功模塊寫成子序的形式，通過主程序調(diào)。而命令處子程序完成種命令所規(guī)的具體操作它按各種命令分為不同的程序模塊，它編程方法與能要求及系應(yīng)用密切相。監(jiān)控主程是整個控制統(tǒng)的核心部其它外圍塊一般都需過監(jiān)控模實(shí)現(xiàn)其在控系統(tǒng)中的作監(jiān)控主程接受和分析自鍵盤的命令進(jìn)而把控制到相應(yīng)的處子程序的入，起引導(dǎo)作。本系統(tǒng)監(jiān)主程序模塊要包括對系外圍器件輸輸出參數(shù)的初始化自，看門狗的活，多任務(wù)作模塊的調(diào)(統(tǒng)中的信采集處理、鐘管理、按接收處理、動顯示模塊)，時中斷處理。除初始化自檢外監(jiān)控主程一般總是把余部分連接來構(gòu)成一個無限循環(huán)系統(tǒng)所有功都在這一循中周而復(fù)始有選擇的執(zhí)3.1.1統(tǒng)自檢初化系統(tǒng)自檢始化是保證個控制系統(tǒng)夠正常運(yùn)行重要條件，系統(tǒng)加電復(fù)后，直接進(jìn)自檢初始化序，完成系的自檢及初化。初始化過主要是對一控制寄存器如中斷制、數(shù)據(jù)區(qū)和部芯片(如時芯片等)進(jìn)行初始數(shù)設(shè)置和定。本系統(tǒng)中自檢初始化主要各接口芯片檢測芯片內(nèi)部設(shè)參數(shù)的初始及系統(tǒng)內(nèi)部寄存器的始化。各接口芯的檢測主要測各芯片是已處于準(zhǔn)備作的就緒狀態(tài)，有無件故障等，檢測各位是否正常顯系統(tǒng)設(shè)置開時的界面測硬件時是處于更換芯片初次使用為振狀態(tài)，還是處于用電源供電蕩保持狀態(tài)，即測系統(tǒng)中控時間表的有性，檢測釋紅外傳感輸出信號是正常體現(xiàn)人存在的信息檢測光采集電輸出的信號。若時鐘芯處于啟動狀，則需要對進(jìn)行

初始化并動實(shí)時時鐘系統(tǒng)內(nèi)部存器初始化要是指在數(shù)緩沖區(qū)內(nèi)，各戶定義的數(shù)據(jù)變量的始化賦值及分特殊功能存器SFR的復(fù)位初始化單片機(jī)復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC指向程存儲器的入地址。單元，程序狀態(tài)字存器PSW清零，內(nèi)存儲器選工作寄存器用戶標(biāo)志位F0為狀態(tài)，堆指針SP指其它定時器、斷允許寄器IE,累加器等皆00H.3.1.2時中斷處設(shè)計(jì)定時中斷利用單片機(jī)部的定時器時，時到或計(jì)數(shù)值滿引起的中斷，內(nèi)定時器的計(jì)器可以對內(nèi)時鐘或從外引線T0和T1輸入的外脈沖進(jìn)行計(jì)。計(jì)數(shù)器的出信號作為斷請求信號去置位定時器出標(biāo)志位，單片機(jī)的CPU申請中斷。定時中斷周期性中斷每隔一定的間會中斷一。本系統(tǒng)中定的定時斷主要用來造多任務(wù)操系統(tǒng)，在系響應(yīng)中斷后無需對斷點(diǎn)實(shí)現(xiàn)場保護(hù)，直接進(jìn)行多務(wù)時間的劃工作，使相的操作任務(wù)進(jìn)就緒狀態(tài)，該中斷可以動有關(guān)的任操作。該定中斷處理程序圖如圖3-1所示：圖3-1定中斷處理程序框圖本系統(tǒng)還用了外部中此外部中主要用來判是否有外來

號輸入，有，就采集來并加以處；若無，則回到主循環(huán)3.2據(jù)集塊本控制系中的數(shù)據(jù)采對象為環(huán)境信號及人體在信號在程序設(shè)計(jì)中這兩個數(shù)據(jù)采集放置在任務(wù)模塊中施定時采集3.2.1體存在傳器的優(yōu)缺人體存在感器具有本不發(fā)出任何型的輻射器件功耗小，隱蔽性好價(jià)格低廉的點(diǎn)。而缺點(diǎn)容易受各種源、光源干。由于紅外穿力差，因此體的紅外輻容易被遮擋不易被探頭收；易受射頻射的干擾；環(huán)境溫度和體溫度接近，探測和靈度就會明顯下，甚至造成時失靈。試也證明了這，如果人體在卻一定時間沒有活動，體傳感器則為沒有人體在。為避免種現(xiàn)象的出現(xiàn)，本統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)為有人存在狀態(tài)后隔1分鐘更長的時間對人體存在數(shù)信號的采。3.2.2據(jù)采集軟的實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)考到環(huán)境光足亮?xí)r，無論否有人體存都不開燈；環(huán)境光不亮?xí)r，有人存在才開燈無人體存在不開燈。本統(tǒng)邏輯定義為環(huán)境光亮?xí)r邏輯“0"(符合采集電路輸信號狀態(tài))，時為“1"，人體在為1"，人不存在為“0"，開燈“關(guān)燈為“0"，么環(huán)境光與體存在可以以下的邏輯系表來表示，如所示：表3.1環(huán)境光與人體存在邏輯關(guān)系環(huán)境光參數(shù)

人體存在參數(shù)

教室燈狀態(tài)

上表數(shù)據(jù)明可將環(huán)境參數(shù)與人體在參數(shù)進(jìn)行操作又由于繼電器是電平驅(qū)動，以要將采集理后的信號行非操作，可以驅(qū)動繼電工作，即可到教室燈的態(tài)。3.3鐘塊在系統(tǒng)啟自檢初始化，首先會對鐘芯片的行狀態(tài)進(jìn)行判斷當(dāng)檢測到DS1302處于動狀態(tài)時才其進(jìn)行初始，啟動時鐘。實(shí)時鐘芯片DS1302的初化及其讀寫序設(shè)計(jì)的關(guān)是要遵循其時序求。3.3.1據(jù)輸入輸在對DS1302進(jìn)行種操作之前必須先對其始化，即需把復(fù)位輸入RST端置為高電，如果RST輸入低電平，那所有的數(shù)據(jù)傳送中止且IO引腳變高阻抗?fàn)?。在?shù)據(jù)讀完后，RST端應(yīng)置成低電平以防止外部擾對內(nèi)部時鐘的影響。同時，為防止復(fù)位輸端受到外部干擾，要求電時，在主源引腳Vcc22.5V之前，RST必須為邏0。無是讀操作是寫操作，必須在開頭時鐘周期把提供地址命令信息的8位數(shù)裝入到DS1302的移位寄存器地址命信息用于指40寄存器中的哪個進(jìn)何種操作。據(jù)在SCLK的上升沿串輸入，在開的個時鐘周把命令字裝移位寄存器后，若跟隨是寫命令字，則在下8個周期的升沿輸入數(shù)字節(jié)若跟隨在命令字節(jié)的個周期后，在下8個SCLK周期的降沿輸出數(shù)字節(jié)。程序流程如3-3所示：

圖數(shù)據(jù)輸入輸出流程圖3.3.2鐘程序設(shè)驅(qū)動程序寄存器宏定義0x80WRITE_MINUTE0x82WRITE_HOUR0x81

READ_MINUTEREAD_HOUR0x850x8E位尋址寄器定義sbitACC_7；管腳定sbitSCLK=P3^5；

時鐘信號7sbitDIO=；sbitCE=；

數(shù)據(jù)信號片選5

6地址、數(shù)發(fā)送子程序void(unsignedcharaddrdati，；CE=0；CE腳為低電，數(shù)據(jù)傳中止SCLK=0清零時鐘總CE=1CE引腳為高電平，邏控制有效發(fā)送地址for(；i>0；i--)循環(huán)移位SCLK；=addrDIO=；每次傳輸字節(jié)>>=1右移一位SCLK；發(fā)送數(shù)據(jù)for(；i>0；i--)

SCLK；=dat；DIO=；dat>>=1SCLK；CE=0數(shù)據(jù)讀取程序()，temp，dat1，；CE=0；SCLK=0CE=1發(fā)送地址for(；i>0i--)循環(huán)次移位SCLK；=；DIO=；每次傳輸字節(jié)>>=1右移一位SCLK；讀取數(shù)據(jù)

for(；i>0；i--)ACC_7=DIO；SCLK；ACC>>=1；SCLK；CE=0；dat1=ACC；；數(shù)據(jù)進(jìn)轉(zhuǎn)換dat1=dat1%16；十進(jìn)制轉(zhuǎn)十進(jìn)dat1=dat1+dat2*10；return(dat1)；初始化DS1302voidInitial(void)Write1302，；禁止保護(hù)Write1302，0x56)；秒位初始化Write1302(WRITE_MINUTE，；分鐘初化Write1302(WRITE_HOUR，；小時初始Write1302，0x80)；允許寫保3.4示動塊系統(tǒng)運(yùn)行程中的數(shù)據(jù)示是人機(jī)交對話的一個要通道通過

的顯示系數(shù)據(jù)，我們可以更好的解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，從而便對整個系統(tǒng)行必要的操。本系統(tǒng)中用共陽極的碼管，其中用ULN2803作為驅(qū)動碼管的段選芯片，采用單又便宜的9012三極管來驅(qū)動碼管的位選節(jié)約成本，序編寫簡單考慮到數(shù)管驅(qū)動信號求的電流較，采用功率動器件ULN2803芯片。此片是八組型達(dá)林功放三極管成芯片，典型的輸入壓是

，集電極輸功率可達(dá)

50V×0.6A因此采用ULN2803共陽極碼管的段信驅(qū)動器。而陽極數(shù)碼管位信號驅(qū)動則采用個晶體管來實(shí)現(xiàn)。又于為低電平驅(qū)動，所以數(shù)據(jù)送單片機(jī)端口，應(yīng)在程序先將數(shù)據(jù)取。然后將數(shù)送到ULN2803輸入端相接單片機(jī)的端口即可。每次先送位要顯示的據(jù)字節(jié)，然再送該位數(shù)管的地址字節(jié)，直到位顯示完全。本系統(tǒng)在行過程中需顯示查看的據(jù)有時鐘及示數(shù)值正常工作中8顯示器顯實(shí)時時鐘，示小時、分、秒，其中兩位用來顯示“用以分隔顯小時、分鐘秒，這樣顯更加清晰。第四章統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行及題分析4.1單片機(jī)系調(diào)方及驟單片機(jī)系的調(diào)試應(yīng)包硬件及軟件部分主要是通過試發(fā)現(xiàn)硬件及軟中存在的問，查看其運(yùn)結(jié)果是否符設(shè)計(jì)要求。在對系統(tǒng)行實(shí)際調(diào)試，首先應(yīng)對件進(jìn)行靜態(tài)試，同時對統(tǒng)軟件進(jìn)初步調(diào)試，后再對軟件硬件進(jìn)行動調(diào)試，最后能使系統(tǒng)進(jìn)入常工作靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試主是排除明顯硬件故障。將芯片、傳

感器等元連接到電路上時，要保各處電源極、電壓正確以防止因電源性接反或電過高損壞芯或傳感器。外，插入芯必須在斷電的況下進(jìn)行，別注意芯片方向不要插。(2)件調(diào)試在軟件調(diào)試采用在計(jì)算上利用模擬件實(shí)現(xiàn)對單片機(jī)的硬模擬、指令擬及運(yùn)行狀模擬，從而成應(yīng)用軟件發(fā)的全過程。試過程中的行狀態(tài)、各存器狀態(tài)、口狀態(tài)等都以在指定的窗區(qū)域顯示出，通過這些示結(jié)果隨時蹤程序運(yùn)行態(tài)，以確定程運(yùn)行無錯誤(3)態(tài)調(diào)試：控系統(tǒng)的軟件硬件是密切關(guān)的由于軟件模開發(fā)系統(tǒng)能對硬件部進(jìn)行診斷，時也不能實(shí)在線仿真，以用戶程序還跟硬件連接來進(jìn)行聯(lián)調(diào)，同對軟件和硬進(jìn)行檢查和斷。整個片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)在線調(diào)試時需借助仿真發(fā)工具來對戶軟件及硬件路進(jìn)行診斷調(diào)試。在應(yīng)用系各模塊電路試成功后，程序加載到線仿真器上這時就能步或連續(xù)地行目標(biāo)程序，同也可以根據(jù)要分段設(shè)置點(diǎn)執(zhí)行程。而對于一與硬件相關(guān)用戶程序，接口驅(qū)動程等，則需要配硬件進(jìn)行在線調(diào)如果有邏輯誤，也及時糾正修。程序調(diào)試畢后，利用程器將程序化到單片機(jī)，使整個系運(yùn)行起來各模塊電調(diào)試流程圖下示：

圖4-1源調(diào)試

圖單片機(jī)最小統(tǒng)調(diào)試圖

按鍵電路試

圖

顯示電路調(diào)試

圖集電路調(diào)4.2主要問題析在本系統(tǒng)調(diào)試過程中到的主要問的分析與解