《房间自动照明控制系统大学本科方案设计书方案设计书 .docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《房间自动照明控制系统大学本科方案设计书方案设计书 .docx（39页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、精品名师归纳总结山东劳动职业技术学院毕业设计单片机的房间自动照明掌握系统设计学 生 姓 名： 马业凯班 级 学 号： D10 电 9B7院、系 、 部： 电气及自动化专业：电气自动化指 导 教 师： 刘长军2021 年 11 月可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结摘 要随着电子技术的飞速进展，基于单片机的掌握系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型运算机作为嵌入式掌握系统的主体与核心，代替了传统的掌握系统的常规电子线路。同时楼宇智能化的进展与成熟，也为基于单片机的照明掌握系统的普及与应用奠定了坚实的基础。本文阐述了照明的掌握方式设计原理与实现方法。以设计过程为主
2、线，分别从硬件和软件两个方面描述设计过程，即从硬件电路的设计方法到实现所要求功能的软件技术。该照明掌握系统的掌握器分别是以AT89C51 单片机为基础，实现了掌握与显示等功能。文中具体的描述了掌握电路的设计过程，包括：与LCD 显示电路，照明灯掌握电路以及看门狗电路等。对于软件设计主要有掌握器、程序设计与灯光掌握、键盘扫描与LCD 显示等程序设计。该功能是：通过人体释热红外线传感器，光敏三极管和AT89C51 单片机掌握的照明灯实现开启、关闭、调剂房间亮度功能。关键词：单片机，手动掌握，自动掌握，人体释热红外线传感器，光敏三极管可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目 录摘要 I第一
3、章绪论11.1系统设计要点11.2系统的结构21 .3系统性能指标及技术要求31.4第2二.章1硬单件片2.2人体释2.3光本章小结3设备的应用4机的应用技术4热红外线传感器4敏三极管72.4LCD2.5看门狗MA液晶显示8X813L122.6本章小结13第 三 章 基 于 单 片 机 的 照 明 控 制 系 统 的 硬 件 电 路 设 计 1 4路设计14显示设计15路的设计16光电路设计17集电路设计183.1控制器的电3.2LCD液晶3.3看门狗监控电3.4光敏三极管采3.5人体存在信号采3 .6电灯的驱动电路设计193.7第四章基于单片机的本章小结20照 明 控 制 系 统 的 软 件
4、 设 计204 .1功能要求和重点214.2软件编程（程序）214.3本章小结23第五章总结23致谢24参考文献25附录261软件程序272硬件电路图32可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一章 绪论近十几年来，随着我国城市建设的快速进展，楼宇照明也相应飞速进展。在楼宇的照明数量与质量两个方面均有显著的变化与提高，特殊是随着人民生活水平进入小康水平，楼宇照明水平提高很快，追求人工照明光环境的舒服 性、个性化、安全、节能等方面日见突出。楼宇中人工光环境对于满意人们的生活、学习、消遣以及工作方面有着重要的意义。照明掌握系统传统是以照明配电箱通过手动开关来掌握照明灯具的通断， 或通过回
5、路中串入接触器，实现远距离掌握。而今显现的楼宇自控系统，是以电气触点来实现区域掌握、定时通断、中心监控等功能。由于照明掌握系统在楼宇自控系统中并非独立，同时掌握功能简洁，因此使用上有肯定的局限性。故当楼宇自控系统显现故障时，照明系统亦受到影响。随着微电子技术与数字化技术的进展，开发出了智能化水平更高的专业照明掌握的独立系统，从而能节省能源、延长灯具寿命、提高照明质量。依据使用客户的体会，不仅使照明治理与设备修理简洁及降低费用外，仍对环境改善、提高工作效率都有着显著的成效。本系统是以单片机为掌握器的核心，其是以AT89C51 为基础，以人体释热红外线传感器和光敏三极管为信号采集单元,再连接外围电
6、路，通过单片机通信方式实现照明灯具的智 能掌握。1.1 系统设计要点照明作为智能楼宇的子系统之一，它对智能楼宇的舒服性、经济性、便利性具有重要的意义。利用人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判定，可以有效的对房间照明回路的智能掌握，防止了照明用电的大量铺张。本设计以AT89C51 单片机作为掌握装置的智能部件，采纳热释红外人体传感器检测人体的存在（没人时教室里灯全关，有人就进行下步行动），采纳光敏三极管构成的电路检测环境光的强度（光强时灯全关，光一般时灯开两盏，光弱时开3 盏灯）。依据房间合理开灯的条件，系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判定，完成对房间照明回路的智能掌握，防止
7、了教室用电的大量浪可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结费9 。在特殊情形下（如多媒体教案和电影文学观赏）可以通过手动来掌握灯的开关。一号按钮掌握手动与自动，二号按钮掌握灯的开关盏数（按0 次没灯开，按 1 次开 1 盏灯，按 2 次开 2 盏灯，按 3 次开 3 盏灯，按 4 次后返回到0）。在系统设计中设计方法的选用是系统设计能否胜利的关键。硬件电路是采 用结构化系统设计方法，该方法保证设计电路的标准化、模块化。硬件电路的 设计最重要的挑选用于掌握的单片机，并确定与之配套的外围芯片，使所设计 的系统既经济又高性能。硬件电路设计仍包括输入输出接口设计，画出具体电 路图，标出芯片的型
8、号、器件参数值，依据电路图在仿真机上进行调试，发觉 设计不当准时修改，最终达到设计目的10 。软件设计的方法与开发环境的选取有着直接的关系，本系统由于是采纳51 系列单片机，因此使用汇编语言进行开发。1.2 系统的结构系统的结构主要由三部分组成：（1）单片机掌握系统（2）信号采集处理系统（ 3） LCD 显示系统（ 4）电灯电源驱动系统，达到掌握照明灯具的目的。人体存在信号采集电路LCD 显示光敏三极管采光电路AT89C51单片机电灯驱动电路狗门图 1.1 结构示意图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结外接的传感器（人体释热红外线传感器和光敏三极管）将信号传送给单片机后，由单片机掌
9、握灯的开关和显示系统。系统在单片机的掌握之下完成数据的处理、显示，同时能够掌握照明灯 具，其硬件电路只是系统的实施工具，大量的工作是由软件来完成的。这些程序是系统的灵魂，是负责完成硬件电路实现功能和与用户交互的桥梁，是爱护系统正常工作的工具。1.3 系统性能指标及技术要求第一单片机通过按钮1 判定是自动仍是手动，如是自动就人体存在信号采集电路和光敏三极管采光电路先后工作判定室内是否有人，和室内关照度，单片机再打算是否开灯，开几盏灯。最终通过LCD 显示开了几盏灯和关闭了几盏灯。手动/自动（1） ）自动A 全关B 开 2 盏灯C 开 3 盏灯（2） 手动A 全关B 开 1 盏灯C 开 2 盏灯D
10、 开 3 盏灯1.4 本章小结本章主要从系统设计要点、系统的结构、系统性能指标及技术要求三方面对所讨论的照明掌握系统的设计框架和性能进行了阐述，该系统由一个主掌握器与如干个分掌握器组成。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结系统的设计第一要从硬件方面着手，在绘制出正确的电路图后，再按功能要求编制出相应的软件程序，最终要达到所要求的性能指标。其次章 硬件设备的应用2.1 单片机的应用技术电子技术和微型运算机的快速进展，促进微型运算机测量和掌握技术的快速进展和广泛应用，单片机（单片微型运算机）的应用已经渗透到国民经济的各个部门和领域，它起到了越来越重要的作用。单片微型运算机就是将中心处理
11、单元、储备器、定时 /计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型运算机。因此一块芯片就构成了一台运算 机。它已成为工业掌握领域、智能仪器外表、尖端武器、日常生活中最广泛使用的运算机。单片机由硬件系统与软件系统组成。硬件系统是指构成微机系统的实体与 装置，通常由运算器、掌握器、储备器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成 1 。其中运算器和掌握器一般做在一个集成芯片上，统22称中心处理单元（ Central Processing Unit） 2 ，简称 CPU，是微机的核心部件。CPU 配上存放程序和数据的储备器 、输入 /输出（ Input/Output，简称 I/O）
12、接口电路以及外部设备即构成单片机的硬件系统。软件系统是微机系统所使用的各种程序的总称，人们通过它对微机进行掌握并与微机系统进行信息交换， 使微机依据人的意图完成预定的任务。软件系统与硬件系统共同构成完整的单片微型运算机系统，两者相辅相成，缺一不行。2.2 人体释热红外线传感器可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结人体释热红外线传感器（及红外线热释电传感器）由敏锐单元、阻抗变换器和滤光窗等三大部分组成 7 。敏锐单元的制造材料有所不同。如，SD02 的敏锐单元由锆钛酸铅制成。 P2288 由 LiTaO3 制成。这些材料再做成很薄的薄片，每一片薄片相对的两面各引出一根电极，在电极两端就
13、形成一个等效的小电容。由于这两个小电容是做 在同一硅晶片上的，而它们形成的等效小电容能自身产生极化，极化的结果是，在电容的两端产生极性相反的正、负电荷。但这两个电容的极性是相反串 联的。这正是传感器的特殊设计之处，因而使得它具有特殊的抗干扰性7 。物体发射出的红外线辐射能，最强波长和温度的关系满意 m*T=2989（ um.k ）（其中m为最大波长 ， T 为肯定温度）。人体的正 常体温为3637.5。C ， 即 309310.5K ，其辐射的最强的红外线的波长为 m=2989/（ 309310.5） =9.679.64um，中心波长为 9.65um。因此，人体辐射的最强的红外线的波长正好落在
14、滤光窗的响应波长（ 714um）的中心。所以，滤光窗能有效的让人体辐射的红外线通过，而最大限度的阻挡阳光、灯光等可见光中的红外线的通过，以免引起干扰 8 。综上所述，传感器只对移动或运动的人体和体温近似人体的物体起作用。在电子防盗、人体探测器领域中，被动式热释电红外探测器的应用特别广泛，因其价格低廉、技术性能稳固而受到广大用户和专业人士的欢迎。被动式热释电红外探头的工作原理及特性：在自然界，任何高于肯定温度（零下273 度）时物体都将产生红外光谱， 不同温度的物体，其释放的红外能量的波长是不一样的，因此红外波长与温度的高低是相关的。在被动红外探测器中有两个关键性的元件，一个是热释电红外传感器
15、PIR，它能将波长为 8 到 12um 之间的红外信号变化转变为电信号，并能对自然界中的白光信号具有抑制作用，因此在被动红外探测器的戒备区内，当无人 体移动时，热释电红外感应器感应到的只是背景温度，当人体进人戒备区，通 过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异信号，因此，红外探测器的红外探测的基本概念就是感应移动物体与背景物体的温度的差异 7 。另外一个器件就是菲涅尔透镜，菲涅尔透镜有两种形式，即折射式和反射 式。菲涅尔透镜作用有两个 :一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射（反射） 在 PIR 上，其次个作用是将戒备区内分为如干个明区和暗区，使进入戒备区的移动物体能以温
16、度变化的形式在PIR 上产生变化热释红外信号，这样PIR 就能产生变化的电信号。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结人体都有恒定的体温，一般在37 度，所以会发出特定波长 10 微 M 左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10 微 M 左右的红外线而进行工作的。人体发射的 10 微 M 左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后集合到红外感应源上。红外感应源通常采纳热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平稳，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生报警信号 8 。1) 这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为10 微 M左右的红外辐
17、射必需特别敏锐。2) 为了仅仅对人体的红外辐射敏锐，在它的辐射照面通常掩盖有特殊的菲泥尔滤光片，使环境的干扰受到明显的掌握作用。3) 被动红外探头，其传感器包含两个相互串联或并联的热释电元。而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。4) 人一旦侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而报警。5) 菲泥尔滤光片依据性能要求不同，具有不同的焦距（感应距离），从而产生不同的监控视场，视场越多，掌握越严密。优点是本身不发任何类
18、型的辐射，器件功耗很小，隐藏性好。价格低廉。缺点是：简洁受各种热源、光源干扰被动红外穿透力差，人体的红外辐射简洁被遮挡，不易被探头接收。易受射频辐射的干扰。环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度明显下降，有时造成短时失灵。红外线热释电人体传感器只能安装在室内，其误报率与安装的位置和方式有极大的关系。正确的安装应满意以下条件：1、红外线热释电传感器应离的面22.2M 。2、红外线热释电传感器远离空调, 冰箱，火炉等空气温度变化敏锐的的方。3、红外线热释电传感器和被探测的人体之间不得间隔家具、大型盆景、玻璃、窗帘等其他物体。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、红外线热释电传感器不能
19、直对窗口，否就窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把窗帘拉上。红外线热释电传感器也不要安装在有强气流活动的的方 7 。图 2.1 红外线热释电传感器工作区示意图红外线热释电传感器对人体的敏锐程度仍和人的运动方向关系很大。红外线热释电传感器对于径向移动反应最不敏锐, 而对于横切方向即与半径垂直的方向移动就最为敏锐 .。在现场挑选合适的安装位置是防止红外探头误报、求得正确检测灵敏度极为重要的一环。2.3 光敏三极管通过对半导体二极管和三极管的学习，我明白了晶体管的基本结构和工作原理，晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上
20、制作两个相距很近的PN 结，两个 PN 结把正块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有 PNP 和 NPN 两种，从三个区引出相应的电极，分别为基极b发射极 e和集电极 c。发射区和基区之间的 PN 结叫发射结，集电区和基区之间的 PN 结叫集电极。基区很薄，而发射区较厚，杂质浓度大， PNP 型三极管发射区 发射 的是空穴，其移动方向与电流方向一样，故发射极箭头向里。 NPN 型三极管发射区 发射的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，故发射极箭头向外。发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN 结在正向电压下的导通方向。硅晶体三极管和锗晶体三极管都有PNP 型和
21、 NPN 型两种类型。虽然重点学习了晶体管的放大作用，但是我对晶体管的开关作用更感爱好。半导体就像一个开关，可以 通过导通与截止来掌握电路。半导体通过添加一部分微量元素会使其特性发生翻天覆的的变化。光敏晶可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结体管就是一种重要的衍生物。视觉是人体最重要的感觉，因此，我觉得通过光来掌握电路真是太精妙了，而光敏的二极管三极管恰好就完成这个任务。由于光敏三极管由于仍具有放大作用，因此应用比二极管更加广泛。光敏三极管用于测量光亮度，常常与发光二极管协作使用作为信号接收装置。在教室图书馆，很多时候日光灯白天也亮着，在宿舍里面，日光灯常常是昼夜不息，同学们对这种铺
22、张已经麻木不仁了。有的同学早晨去教室，虽然教室很光明但仍要开灯，虽然一盏日光灯不会铺张多少资源，但积少成多，铺张就是很大了。因此，我们可以在教室安装一个掌握电路，当亮度达到肯定程度的时候，使得教室里面和宿舍里面日光灯将无法启动。我们可以利用光敏三极管附加电磁继电器来完成这个电路。采光点的选取是一个关键，由于并不是每一个教室的光明程度都是相同的，我们可以采纳多点取样来达到这个要求。例如在20 个教室中都安放光敏三极管，我们可以设置，假如他们全部或者大部分亮度都很高，那么，日光灯就无法正常启动，达到节省能源的目的。仍有一种情形，就是假如有一每天空布满了乌云，亮度不够，那么日光灯可以开启了。但是不久
23、云开雾散，天气放晴，日光灯不会自动关闭。同样造成很大铺张。可以在采光点所在的教室外面再安装一个采光点，当室内外强度的差值缩小到肯定范畴是，我们可以认为日光灯的作用可以忽视了，日光灯就会自动关闭。另外一种情形，假如教室外面正下雨，教室里面日光灯亮着，此时窗外一个闪电，使得外面很亮，日光灯就关闭了，这会造成麻烦。因此要防止这种问题。方法就是在电路中安装计数器，使得亮度差爱护肯定时间才可以使日光灯强制关闭。综上所述，我们可以利用光敏三极管设计一个电路，使得日光灯无法正常启动或者被强制关闭从而达到节省能源的目的。当然，这种方法的可行性从现在看并不是很高，电路要改装费用可能很高都会影响实施。不过我认为的
24、确可以通过光敏三极管的特性来得到节省的目的。2.4 LCD 液晶显示1602 采纳标准的 16 脚接口，其中 :第 1 脚： VSS 为低电源可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第 2 脚： VDD 接 5V 正电源第 3 脚： V0 为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接的电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K 的电位器调整对比度第 4 脚： RS 为寄存器挑选，高电平常挑选数据寄存器、低电平常挑选指令寄存器。第 5 脚： RW 为读写信号线，高电平常进行读操作，低电平常进行写操作。当 RS 和 RW 共同为低电平常可以写入指令或者显示
25、的址，当RS 为低电平 RW 为高电平常可以读忙信号，当RS 为高电平 RW 为低电平常可以写入数据。第 6 脚： E 端为使能端，当 E 端由高电平跳变成低电平常，液晶模块执行命令。第 714 脚： D0D7 为 8 位双向数据线。第 15 16 脚：空脚1602 液晶模块内部的字符发生储备器（ CGROM 已经储备了 160 个不同的点阵字符图形，阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是 01000001B（ 41H），显示时模块把的址 41H 中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母 “A”6 。它的读写操作
26、、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、 0 为低电平）指令 1：清显示，指令码 01H,光标复位到的址 00H 位置指令 2：光标复位，光标返回到的址00H指令 3：光标和显示模式设置 I/D ：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上全部文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平就无效指令 4：显示开关掌握。D：掌握整体显示的开与关，高电平表示开显示， 低电平表示关显示 C：掌握光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标 B：掌握光标是否闪耀，高电平闪耀，低电平不闪耀指令 5：光标或显示移位 S/C：高电平常移动显示的文字，低电平常移动光标指令 6：
27、功能设置命令DL ：高电平常为 4 位总线，低电平常为8 位总线N：低电平常为单行显示，高电平常双行显示F: 低电平常显示 5x7 的点阵字符，高电平常显示 5x10 的点阵字符指令 7：字符发生器 RAM 的址设置指令 8：DDRAM 的址设置可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结指令 9：读忙信号和光标的址 BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，假如为低电平表示不忙。指令 10：写数据指令 11：读数据DM-162 液晶显示模块可以和单片机 AT89C51 直接接口，电路如图 2.2 所示。液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前肯定要确认模块
28、的忙标志为低电平，表示不忙，否就此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符的址，也就是告知模块在哪里显示字符 1602 的内部显示的址 6。比如其次行第一个字符的的址是 40H，那么是否直接写入 40H 就可以将光标定位在其次行第一个字符的位置了？这样不行，由于写入显示的址时要求最高位 D7 恒定为高电平 1 所以实际写入的数据应当是： 01000000B（40H+10000000B80H=11000000BC0H。以下是在液晶模块的其次行第一个字符的位置显示字母“ A”的程序：ORG 0000HRS EQU P3.7 。确定具体硬件的连接方式图 2.2 DM-162 （及 1602）与 AT8
29、9C51连接图RW EQU P3.6 。确定具体硬件的连接方式E EQU P3.5 。确定具体硬件的连接方式MOV P1，可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结#00000001B 。清屏并光标复位ACALL ENABLE 。调用写入命令子程序MOV P1， #00111000B。设置显示模式： 8 位 2 行 5x7 点阵ACALL ENABLE。调用写入命令子程序MOV P1， #00001111B。显示器开、光标开、光标答应闪耀ACALL ENABLE。调用写入命令子程序MOV P1， #00000110B 。文字不动，光标自动右移ACALL ENABLE。调用写入命令子程序M
30、OV P1， #0C0H 。写入显示起始的址（其次行第一个位置）ACALL ENABLE。调用写入命令子程序MOV P1， 01000001B 。字母 A 的代码SETB RS 。RS=1CLR RW 。RW=0 。预备写入数据CLR E 。E=0 。执行显示命令ACALL DELAY。判定液晶模块是否忙 . SETB E 。 E=1 。显示完成 ,程序停车AJMP $ENABLE ：CLR RS 。写入掌握命令的子程序CLR RWCLR EACALL DELAY SETB ERET DELAY ：MOV P1， #0FFH 。判定液晶显示器是否忙的子程序CLR RSSETB RW CLR E
31、NOPSETB EJB P1.7， DELAY 。假如 P1.7 为高电平表示忙就循环等待RET END程序在开头时对液晶模块功能进行了初始化设置，商定了显示格式。留意可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结显示字符时间标是自动右移的，无需人工干预，每次输入指令都先调用判定液晶模块是否忙的子程序DELAY ，然后输入显示位置的的址0C0H，最终输入要显示的字符 A 的代码 41H。2.5 看门狗 MAX813L几乎全部的单片机都需要复位电路，对复位电路的基本要求是：在单片机上电时能牢靠复位，在下电时能防止程序乱飞导致EEPROM 中的数据被修改。 另外，单片机系统在工作时，由于干扰等各
32、种因素的影响，有可能显现死机现象导致单片机系统无法正常工作，为了克服这一现象，除了充分利用单片机本身的看门狗定时器（有些单片机无看门狗定时器）外，仍需外加个看门狗电 路。除此以外，有些单片机系统仍要求在掉电瞬时单片机能将重要数据储存下来，因掉电的发生往往是很随机的，因而此类单片机系统需要电源监控电路，在掉电刚发生时能告知单片机。 MAXIM公司推出的 MAX813L刚好能满意这些要求，下面具体介绍该芯片的性能特点及使用方法。MAX813L 有双列直插和贴片两种封装形式，引脚功能如下：第1脚为手动复位输入，低电平有效。第2、3 脚分别为电源和的。第 4脚为电源故障输入。第 5脚为电源故障输出。第
33、 6脚为看门狗输入，第 7脚为复位输出，第 8 脚为看门狗输出。 如图 2.3 所示 MAX813L可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 2.3 看门狗电路图MAX813L 芯片具有以下主要性能特点：（1） 复位输出。系统上电、掉电以及供电电压降低时，第7脚产生复位输出，复位脉冲宽度的典型值为200ms，高电平有效，复位门限的典型值为4.65V 。（2） 看门狗电路输出。假如在 1.6s 内没有触发该电路（即第 6步无脉冲输入），就第 8脚输出一个低电平信号。（3） 手动复位输入，低电平有效，即第 1脚输入一个低电平，就第 7脚产生复位输出。（4）1.25V 时，第 5脚输出一个
34、低电平信号。MAX813L是一体积小、功耗低、性价比高的带看门狗和电源监控功能的复位芯片。它使用简洁、便利。它所供应的复位信号为高电平，因而是应用于复 位信号为高电平场合的单片机系统的抱负芯片。2.6 本章小结本章介绍了照明掌握系统在智能楼宇中的应用、进展以及所使用的主要专业技术。它从传统的方式逐步进展到能够实现智能化掌握，使用户使用起来更加便利、舒服。本文所讨论的照明掌握系统主要使用了单片机应用技术、有线通信技术和无线数传技术。在这里主要对这三种技术的组成、功能、进展以及使用领域等方面进行了简要的阐述。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第三章基于单片机的照明掌握系统的硬件电路设
35、计3.1 掌握器的电路设计主掌握器采纳 AT89C51 单片机作为微处理器， AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4K bytes 的可反复擦写的Flash 只读程序储备器和 128 bytes 的随机存取数据储备器（ RAM ），器件采纳ATMEL 公司的高密度、非易失性储备技术生产，兼容标准MCS-51 指令系统， 片内置通用 8 位中心处理器（ CPU）和 Flash 储备单元 3。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3.1单片机与狗门电路组成的掌握电路图3.2 LCD 液晶显示设计采纳 AT98C51 驱动一片
36、1602 液晶显示器，使显示器第一行显示“ OPEN：”。其次行显示“ CLOSE： ”。其中 LM016L 与 1602 功能及用法基本相同，只是 LM016L 上没有掌握背光灯的引脚 5 。图 3.2 所示电 路中 ， 1602 所在库类 别为“ Optoelectronics” ,子 类别“ AlphanumericLCDs” 字符型显示器 。电路中使用了滑动变阻器 R5，其所在库类别为“ Resistors”，子类别为“ Variable”可变的 。滑动变阻器 R5 的阻值应设为 10k。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图 3 .2 为显示电路3.3 看门狗监控电路的设
37、计本系统采纳 MAXIM公司的低成本微处理器监控芯片MAX813L构成硬件狗，与 AT89C51 的接口电路如图 3.3 所示。 MR 与 WDO 经过一个二极管连接起来， WDI 接单片机的 P2.7 口， RESET 接单片机的复位输入脚 RESET，MR 经过一个复位按钮接的 6。该监控电路的主要功能如下：（1） ）系统正常上电复位：电源上电时，当电源电压超过复位门限电压 4.65V ，RESET 端输出 200ms的复位信号，使系统复位。（2） 对+5V 电源进行监视：当 +5V 电源正常时， RESET 为低电平，单片机正常工作。当 +5V 电源电压降至 +4.65V 以下时， RE
38、SET 输出高电平，对单片机进行复位。（3） ）看门狗定时器被清零，WDO 爱护高电平。当程序跑飞或死机时， CPU 不能在 16s 内给出“喂狗”信号， WDO 跳变为低电平，由于 MR 端有一个内部 250mA 的上拉电流， D 导通 MR 获得有效低电平， RESET 端输出复位脉冲，单片机复位，看门狗定时器清零，WDO 又复原成高电平。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（4） 手动复位：假如需要对系统进行手动复位，只要按下手动复位按钮， 就能对系统进行有效的复位。图3.3 看门狗电路图3.4 光敏三极管采光电路设计通过对光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的比较，考虑到灵敏度
39、、可行性、经济性等方面的因素，本课题设计采纳光敏三极管作为采光元件，进行对教室里自然光的采集，本课题设计采纳 3DU5C 型号的光敏三极管。光通量的单位，发光强度为 1 坎德拉的点光源，在单位立体角（ 1 球面度） 内发出的光通量为 “1流明”。英文缩写 lm 。所谓的流明简洁来说，就是指蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度。一个一般 40 瓦的白炽灯泡，其发光效率大约是每瓦 10 流明，因此可以发出 400 流明的光。 40 瓦的白炽灯 220 伏时，光通量为 340 流明。光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的才能，单位是流明，也叫光明度。投影外表示光通量的单位是 ANSI 流
40、明， ANSI 流明是美国国家标准化协会制定的测量投影仪光通量的标准，它测量屏幕“田”字形九个交叉点上的各点照度，乘以面积，再求九点的平均值，即为该投影仪的 ANSI 流明。流明值越高表示越亮，光明度越高就在投影时就不需要关灯。 ANSI 为 American National StandardsInstitute可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结（美国国家标准局）的缩写 10 。应用 3DU5C 型号的光敏三极管，流明与光生电流之间有着良好的线性关系， 0lm 0 A。 100lm 5 A。200lm 10 A。 300lm 15A 。光敏传感器采光电路如图3.4 所示，采纳
41、LM339 电压比较芯片，组成一个三级电压比较电路。图中，取R7=200K，40W 白炽灯光照度为强， 约 340 流明，产生光生电流为34015/300= 17 A 产生电压为 3.4V ，即为光照度强。 25W 白炽灯光照度为中， 约 250 流明，产生光电流为 250 15/300=12.5uA 产生电压为 2.5V，即为光照度中。 15W 白炽灯光照度为弱，约 150 流明，产生光电流为 7.5 uA ，产生电压为 1.5V，即为光照度暗。所以： 图中 V2 取 3V ，V1 取 1.5V，VIN3V光照度为强， VIN1.5V 光照度为弱， 1.5VVIN3V光照度为中。 V1， V
42、2 通过 200K 电位器调剂设定。图中是 4.71/31.567V， 4.72/3 3.133V，与此不符故要使用电位器 R7。4图 3.4光敏三极管采光电路图3.5 人体存在信号采集电路设计本课题采纳的人体存在信号采集电路的传感器是HP-208 型号的热释电红外人体存在传感器。 HP-208 是深圳市浩博特电子有限公司研发和生产的基于红外线技术的智能产品，它的主要特性如下：（1） 感应为全自动方式，人进入感应范畴时输出高电平（高3.3V），人离开感应范畴就自动延时关闭高电平，输出低电平低 0.3V ，其高低电平利于采可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结集。（2） 采纳可重复触发
43、方式。即感应输出高电平后，在延时时间段内，假如有人体在其感应范畴活动，其输出将始终保持高电平，直到人离开后才延时8秒-15 秒后将高电平变为低电平。（3） 人体存在传感器的工作电压宽为DC3V-DC24V 。（4） 人体存在传感器制作成锥面外形，感应范畴大，小于140 度锥角，感应距离为 7M 以内。（5） 其静态电流小于 50 微安，功耗低。（6） 工作温度介于 -15 摄氏度和 +70 摄氏度之间，适应性强。（7） 灵敏度高，牢靠性强。人体存在传感器的1 号引脚为电源信号端， 3 号引脚为接的信号端， 2 号引脚为采集信号输出端。在电路设计中,为了使人体存在传感器的工作更加牢靠， 介于人体存在传感器的信号引脚2 与接的信号引脚 3 之间加了一个 6800pF 的电容，另外，人体存在传感器的信号引脚2 与单片机的 P3.3 引脚相连， P3.3 引脚再接一个 100K的上拉电阻，增加人体存在传感器输出