智能臺(tái)燈畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　　題目：智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)</b></p><p>　　系 別： 電子信息系 </p><p>　　專 業(yè)： 自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p&g

2、t;　　學(xué) 生： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　年月</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)</p><p>　　系（別） 電子信息系 專業(yè)

3、自動(dòng)化 班 姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 智能臺(tái)燈設(shè)計(jì) </p><p>　　2.題目背景和意義： 臺(tái)燈已是千家萬(wàn)戶的必需生活用品，經(jīng)常由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費(fèi)。當(dāng)夜晚來(lái)臨時(shí)，人們又摸黑去開(kāi)燈，非常不方便。在這里設(shè)計(jì)了以人體紅外輻射傳感控制電路。當(dāng)人體在臺(tái)燈的范圍內(nèi)且環(huán)境光強(qiáng)較弱時(shí)，自動(dòng)感應(yīng)開(kāi)燈；當(dāng)人體太靠近桌

4、面時(shí)，臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)，警告糾正坐姿，若在一定時(shí)間內(nèi)未離開(kāi)桌面則自動(dòng)熄滅。當(dāng)人離開(kāi)時(shí)則自動(dòng)關(guān)燈，達(dá)到節(jié)約能源的目的。 </p><p>　　3.設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容（理工科含技術(shù)指標(biāo)）： 設(shè)計(jì)制作了一種智能臺(tái)燈，主要是以BISS0001和單片機(jī)組成的紅外傳感控制電路。其特點(diǎn)是在有人時(shí)且外界光強(qiáng)較弱時(shí)能自動(dòng)開(kāi)燈，無(wú)人

5、時(shí)關(guān)燈，節(jié)約能源；且能糾正坐姿，防止近視。 </p><p>　　4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）： </p><p>　　1-3周： 查閱資料，了解課題要求并弄清課題的難點(diǎn)與所需要解決的問(wèn)題。 </p><p>　　3-4

6、周： 設(shè)計(jì)主流程圖。 </p><p>　　5-11周: 設(shè)計(jì)系統(tǒng)各模塊流程和編寫程序 </p><p>　　12-13周: 軟件模擬調(diào)試

7、 </p><p>　　14-15周：軟硬件聯(lián)調(diào)。 </p><p>　　16-18周：寫論文準(zhǔn)備答辯。 </p><p>　　5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（

8、論文）的工作量要求 撰寫15000字論文 </p><p>　　① 實(shí)驗(yàn)（時(shí)數(shù)）*或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）： 150學(xué)時(shí) </p><p>　?、?圖紙（幅面和張數(shù)）*： A4一張

9、 </p><p>　?、?其他要求： 外文翻譯數(shù)字不少于3000字；參考文獻(xiàn)篇數(shù)17篇 </p><p>　　指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日</p&

10、gt;<p>　　學(xué)生簽名： 年 月 日</p><p>　　系（教研室）主任審批： 年 月 日</p><p>　　說(shuō)明：1本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入附件冊(cè)，一份教師自留。</p><p>　　2 帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。</p>

11、<p><b>　　智能臺(tái)燈設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　設(shè)計(jì)制作了一種智能臺(tái)燈，主要是以BISS0001和單片機(jī)組成的紅外傳感控制電路。其特點(diǎn)是在有人時(shí)且外界光強(qiáng)較弱時(shí)能自動(dòng)開(kāi)燈，無(wú)人時(shí)關(guān)燈，節(jié)約能源；且能糾正坐姿，防止近視。</p><p>　　單片機(jī)控制部分

12、采用80C51單片機(jī)為核心，主要由熱釋電紅外傳感器，光敏電阻信號(hào)處理電路，提醒電路，燈光控制電路，故障報(bào)警電路等組成，軟件選用匯編語(yǔ)言編程。單片機(jī)可將熱釋電紅外傳感器檢測(cè)到的人體輻射紅外信號(hào)及光強(qiáng)信號(hào)的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。該系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會(huì)有更廣闊的開(kāi)發(fā)前景。</p><p>　　關(guān)鍵詞：節(jié)能；糾正坐姿；BISS0001；80C51</p><p>　　The Des

13、ign of Smart Table Lamp</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Design a smart lamp, mainly infrared sensor control circuit is composed of BISS0001 and SCM. Its characteristics are automat

14、ically turn on the lights when people and the outside light is weak, turn off the lights when no one, save energy; and can correct the posture, preventing myopia</p><p>　　MCU control part of the 80C51 microc

15、ontroller as the core, mainly composed of the pyroelectric infrared sensor, photoresistor signal processing circuit, to remind the circuit, the lighting control circuit, the fault alarm circuit components, software selec

16、tion of assembly language programming. Single-chip analog of the pyroelectric infrared sensor detects the infrared signal of the human radiation and light intensity signals into digital. The system is flexible, easy oper

17、ation, high reliability,</p><p>　　Key Words: energy conservation；to correct posture；BISS0001；80C51</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><

18、;p><b>　　1.1研究背景1</b></p><p><b>　　1.2研究意義2</b></p><p>　　1.3功能簡(jiǎn)介及特色功能2</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)方案4</b></p><p><b>　　2.1系統(tǒng)組成4</

19、b></p><p>　　2.2 80C51的選擇5</p><p>　　3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)6</p><p><b>　　3.1芯片介紹6</b></p><p>　　3.1.1 80C51介紹6</p><p>　　3.1.2 74LS1388</p><p

20、>　　3.1.3 DAC0832芯片介紹9</p><p>　　3.2元器件介紹11</p><p>　　3.2.1熱釋電紅外傳感器11</p><p>　　3.2.2特點(diǎn)12</p><p>　　3.2.3熱釋電元件14</p><p>　　3.2.4光敏電阻15</p><p&

21、gt;　　3.2.5 LM32417</p><p>　　3.3電路設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.3.1信號(hào)檢測(cè)及處理電路18</p><p>　　3.3.2單片機(jī)控制電路19</p><p>　　3.3.3信號(hào)放大濾波電路19</p><p>　　3.3.4復(fù)位電路20</p><

22、p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)22</b></p><p>　　4.1程序框圖............................................................................................................22</p><p>　　4.2主程序................

23、................................................................................................22</p><p><b>　　5 結(jié)論25</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)26</b></p><p><

24、;b>　　致 謝27</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明28</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明29</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1研究背景</b></p><p>

25、;　　隨著科技的高速發(fā)展，各種各樣的科技產(chǎn)品、家用電器走入人們的生活，這一切都大大地提高了人們的工作效率、改善了人們的生活，現(xiàn)在電器的發(fā)展趨勢(shì)是智能化，這樣會(huì)使人們使用起來(lái)更方便。智能化產(chǎn)品在各個(gè)領(lǐng)域都有出色的應(yīng)用，所以我們打算研究是智能化臺(tái)燈。雖然按鍵式的臺(tái)燈還是臺(tái)燈市場(chǎng)的主體。但是，現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展和人們的需求變化，已使傳統(tǒng)的臺(tái)燈感受到產(chǎn)品更新?lián)Q代的威脅。智能型的電器產(chǎn)品漸漸進(jìn)入人們的生活中。</p><p&g

26、t;　　臺(tái)燈是人們生活中用來(lái)照明的一種家用電器。它一般分為兩種，一種是立柱式的，一種是有夾子的。它的工作原理主要是把燈光集中在一小塊區(qū)域內(nèi)，集中光線，便于工作和學(xué)習(xí)。一般臺(tái)燈用的燈泡是白熾燈或者節(jié)能燈泡。 有的臺(tái)燈還有應(yīng)急功能，用于停電時(shí)無(wú)電照明已用來(lái)應(yīng)急。它是千家萬(wàn)戶的必需生活用品。</p><p>　　目前，燈具市場(chǎng)上出售的臺(tái)燈種類繁多，一般的臺(tái)燈均采用220V交流電源供電，日光燈管、白熾燈泡為光源，手動(dòng)開(kāi)關(guān)

27、或觸摸感應(yīng)式開(kāi)關(guān)來(lái)控制。但這類臺(tái)燈，存在很多弊端，一是電壓是不安全電壓，給人們使用帶來(lái)不安全因素；二是日光燈還具有頻閃效應(yīng)，經(jīng)常使用會(huì)給人的眼睛帶來(lái)一定的傷害；三是耗電量大、臺(tái)燈通常都是以日光燈為主，在幾瓦到幾十瓦之間；四是人工化，人們由于手工操作，往往會(huì)忘記關(guān)燈，這也造成電能的浪費(fèi)，到目前為止，在燈具市場(chǎng)上，很少見(jiàn)到采用+6V的直流電源供電的一種人體智能臺(tái)燈，它具有既不會(huì)出現(xiàn)觸電，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)輻射，又無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。</p>

28、;<p>　　智能臺(tái)燈可分成自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式。在自動(dòng)模式下，臺(tái)燈能根據(jù)環(huán)境光的亮暗與人是否被臺(tái)燈所檢測(cè)到（人是否在）來(lái)自動(dòng)開(kāi)啟臺(tái)燈。當(dāng)人被微機(jī)檢測(cè)到，環(huán)境光又達(dá)到某個(gè)程度的時(shí)候（可以設(shè)定與調(diào)節(jié)），臺(tái)燈就會(huì)開(kāi)啟。如果環(huán)境光沒(méi)有達(dá)到這個(gè)程度，臺(tái)燈不會(huì)開(kāi)啟。當(dāng)人沒(méi)有被微機(jī)檢測(cè)到，無(wú)論多暗，臺(tái)燈也不會(huì)開(kāi)。手動(dòng)模式是為了不習(xí)慣使用自動(dòng)模式的人或是臺(tái)燈中的微機(jī)出故障等緊急情況時(shí)用的。在手動(dòng)模式下，智能臺(tái)燈和普通臺(tái)燈是一樣使用的。&l

29、t;/p><p>　　智能臺(tái)燈最大的優(yōu)點(diǎn)就是省電和方便。方便不用多說(shuō)了，來(lái)之則亮，去之則暗，不用動(dòng)手。省電是比較重要的，現(xiàn)在全世界都缺少電能，2003年，美國(guó)和加拿大大面積停電。我國(guó)也是，每到夏天就有很多省市拉閘限電。如果用上我們的智能臺(tái)燈，那么假設(shè)一天我們可以節(jié)省10min 的開(kāi)燈時(shí)間，燈上裝的是10W的節(jié)能燈泡（一個(gè)10W的節(jié)能燈泡相當(dāng)于40W的白熾燈泡）。節(jié)省的電能為10Wｘ600s = 6000J ，一個(gè)月（

30、30天）就能節(jié)省180000J，一年就能節(jié)省2190000J的電能，相當(dāng)于0.6千瓦時(shí)。不要小看這個(gè)0.6千瓦時(shí)的電能。如果全國(guó)人都能每年節(jié)省0.6千瓦時(shí)的電能，那么每年全國(guó)會(huì)省下7.8億千瓦時(shí)的電能，這7.8億千瓦時(shí)的電能相當(dāng)節(jié)省接近4億人民幣，4億人民幣可以建造多少所希望小學(xué)，可以救助多少無(wú)家可歸的孤兒，可以圓多少貧窮的孩子無(wú)法圓的上學(xué)夢(mèng)?。「匾饔玫氖黔h(huán)境保護(hù)。大家都知道我國(guó)有70%的電能來(lái)自火力發(fā)電廠，而火力發(fā)電廠少發(fā)一度電（

31、就是1千瓦時(shí)）會(huì)減少1千克的CO2排放。那么節(jié)省3.9億度的電能就等于少向大氣排放39萬(wàn)噸的CO2 ，而CO2是溫室效應(yīng)的最歸禍?zhǔn)?。就是因?yàn)槿蛳虼髿馀湃脒^(guò)多的C</p><p><b>　　1.2研究意義</b></p><p>　　臺(tái)燈已是千家萬(wàn)戶的必需生活用品，經(jīng)常由于忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費(fèi)。當(dāng)夜晚來(lái)臨時(shí)，人們又摸黑去開(kāi)燈，非常不方便。在這里設(shè)計(jì)了以人體紅

32、外輻射（波長(zhǎng)為9.5um）傳感控制電路。當(dāng)人體在臺(tái)燈的范圍內(nèi)且環(huán)境光強(qiáng)較弱時(shí)，自動(dòng)感應(yīng)開(kāi)燈；當(dāng)人體太靠近桌面時(shí)，臺(tái)燈自動(dòng)感應(yīng)，警告糾正坐姿，若在一定時(shí)間內(nèi)未離開(kāi)桌面則自動(dòng)熄滅。當(dāng)人離開(kāi)時(shí)則自動(dòng)關(guān)燈，達(dá)到節(jié)約能源的目的。 </p><p>　　1.3功能簡(jiǎn)介及特色功能</p><p>　　智能臺(tái)燈作為一款新型的臺(tái)燈，智能化是它的主要特色，在普通臺(tái)燈的基礎(chǔ)上，采用高亮led光源，實(shí)現(xiàn)了節(jié)

33、能，其具體功能如下：</p><p>　　a. 實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮，人走燈滅：作為智能化和節(jié)能化的臺(tái)燈，人來(lái)燈亮，人走燈滅是這種臺(tái)燈功能上面的特色。當(dāng)人體靠近臺(tái)燈的時(shí)候，由熱釋電紅外傳感器發(fā)出信號(hào)，使得單片機(jī)處理輸出驅(qū)動(dòng)燈管發(fā)光的PWM波形，燈就亮；當(dāng)人體離開(kāi)臺(tái)燈的時(shí)候，由于沒(méi)有持續(xù)觸發(fā)，臺(tái)燈將在三分鐘之后熄滅。這種設(shè)計(jì)能夠有效地節(jié)約能源，并且能夠有效地控制燈亮的時(shí)間。</p><p>　　b.

34、 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光的功能：通過(guò)光敏電阻和一部分傳感電路的分析，將環(huán)境光強(qiáng)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)輸入單片機(jī)，由程序解決和處理并輸出相應(yīng)的亮度值。</p><p>　　c. 實(shí)現(xiàn)坐姿提醒的功能：坐姿的提醒，是通過(guò)距離傳感裝置進(jìn)行的，當(dāng)使用者頭部距離臺(tái)燈太近的時(shí)候，將產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，提醒糾正坐姿。</p><p>　　d. 溫度傳感：在開(kāi)機(jī)的時(shí)候顯示當(dāng)前的室溫情況并設(shè)有專門的按鍵顯示當(dāng)前的室溫。</p&

35、gt;<p>　　f. 電池電壓檢測(cè)的功能：和溫度的傳感一樣，當(dāng)按下鍵的時(shí)候顯示當(dāng)前的電池電壓并及時(shí)提醒用戶更換電池。</p><p>　　g. 遙控模塊：使用萬(wàn)能遙控器進(jìn)行系統(tǒng)的總體控制。</p><p>　　h. 液晶顯示時(shí)間，溫度，并設(shè)有鬧鐘。</p><p>　　主要控制采用80C51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，外圍器件主要是各種傳感器。其中“人來(lái)燈亮，人走燈

36、滅”功能采用熱釋電紅外傳感器實(shí)現(xiàn)；人體檢測(cè)采用熱釋電紅外傳感器實(shí)現(xiàn)；“坐姿提醒”主要使用紅外發(fā)射二極管和接收管實(shí)現(xiàn)，電池電壓采用串行8位AD轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)；“自適應(yīng)調(diào)光”以一塊光敏電阻和電壓比較器實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　i. 智能化系統(tǒng)是由現(xiàn)代通信與信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、行業(yè)技術(shù)、智能控制技術(shù)匯集而成的針對(duì)某一個(gè)方面的應(yīng)用的智能集合,隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其技術(shù)含量及復(fù)雜程度也越來(lái)越高，智能化的感念開(kāi)始逐漸

37、滲透到各行各業(yè)以及我們生活中的方方面面，相繼出現(xiàn)了智能住宅小區(qū)，智能醫(yī)院等都以智能化建筑為基點(diǎn)生發(fā)開(kāi)來(lái)，因此我們通常提到的智能化系統(tǒng)，都說(shuō)智能化建筑系統(tǒng)。</p><p>　　隨著現(xiàn)代通信技術(shù)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化正日益融入人們的生活之中。人們?cè)谏钏?、居住條件得到不斷提升與改善的基礎(chǔ)上，對(duì)生活的質(zhì)量提出了更高的要求，智能住宅小區(qū)就是在這一背景下產(chǎn)生的，而且其需求

38、日益增長(zhǎng)，智能化的內(nèi)容也不斷有新的概念融入。根據(jù)一項(xiàng)調(diào)查表明：41.7%的普通市民，74.2%網(wǎng)上一族認(rèn)為在5年之內(nèi)，我國(guó)智能化住宅將成為住宅市場(chǎng)的主流。 住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)，從其內(nèi)容上來(lái)看可分為小區(qū)物業(yè)綜合管理系統(tǒng)和家居智能管理系統(tǒng)兩大部分，前者包括：社區(qū)安防、信息服務(wù)、計(jì)量收費(fèi)三部分，后者包括家居安防、家居信息服務(wù)，家居智能化控制等。</p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)方案</b>

39、;</p><p><b>　　2.1系統(tǒng)組成</b></p><p>　　本系統(tǒng)制作的主要設(shè)計(jì)源泉來(lái)源于生活，因此創(chuàng)新之處也在于處理生活中一些比較常見(jiàn)的問(wèn)題。以專門感應(yīng)人體紅外信號(hào)的熱釋電紅外傳感器為基礎(chǔ)，以BISS0001信號(hào)處理電路，利用單片機(jī)進(jìn)行處理，以達(dá)到便于控制的目的[5]。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如2.1圖所示。</p><p>　　圖2.1

40、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　本系統(tǒng)組成如圖2.1所示，主要由三部分組成：</p><p>　　a. 傳感器及信號(hào)處理部分：檢測(cè)人體輻射紅外信號(hào)及光強(qiáng)信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后變成數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　b. 以80C51組成的中央處理單元：處理信號(hào)并發(fā)出控制命令</p><p>　　c. 提醒電路及燈光控制電路 ：給出提醒信號(hào)并根據(jù)80C5

41、1給出的命令控制燈光</p><p>　　整個(gè)系統(tǒng)是以80C51控制下工作的。其工作過(guò)程為：當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值比較小，信號(hào)處理電路檢測(cè)到低電平信號(hào)，禁止熱釋電紅外傳感器工作，省去了80C51處理過(guò)程。當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻阻值變大，信號(hào)處理電路接收到高電平，從而啟動(dòng)熱釋電紅外傳感器工作。熱釋電紅外傳感器1探測(cè)比較遠(yuǎn)的距離，當(dāng)人體進(jìn)入到傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)且光強(qiáng)較弱時(shí)，信號(hào)檢測(cè)電路處理信號(hào)，并向單片

42、機(jī)發(fā)送一個(gè)中斷，80C51啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢變亮。當(dāng)環(huán)境光比校弱時(shí)，且人體過(guò)于靠近桌面，熱釋電紅外傳感器2檢測(cè)到信號(hào)，同時(shí)了在熱釋電紅外傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)，信號(hào)處理電路同時(shí)向80C51發(fā)送信號(hào)，80C51處理信號(hào)根據(jù)優(yōu)先級(jí)順序，屏蔽掉熱釋電紅外傳感器1的信號(hào)，啟動(dòng)延時(shí)電路，發(fā)出警報(bào)使人離開(kāi)，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)未離開(kāi)桌面，則啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。當(dāng)人體離開(kāi)熱釋電紅外傳感器2的控測(cè)范圍且在熱釋電紅外傳感器1的控測(cè)范圍內(nèi)時(shí)，

43、燈光又慢慢變亮。</p><p>　　2.2 80C51的選擇</p><p>　　80C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。它是51系列單片機(jī)的一個(gè)成員，是一種帶2K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指

44、令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的80C51是一種高效微控制器。因此，AT89C2051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是具有結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、造價(jià)最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，減少了硬件開(kāi)銷，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性價(jià)比，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。</p><p>　　3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)</p>&l

45、t;p><b>　　3.1芯片介紹</b></p><p>　　3.1.1 80C51介紹</p><p>　　80C51單片機(jī)屬于MCS-51系列單片機(jī)，由Intel公司開(kāi)發(fā)，其結(jié)構(gòu)是8048的延伸，改進(jìn)了8048的缺點(diǎn)，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、減（SUBB）、比較（PUSH）、16位數(shù)據(jù)指針、布爾代數(shù)運(yùn)算等指令，以及串行通信能力和5個(gè)中斷源。采用

46、40引腳雙列直插式DIP（Dual In Line Package），內(nèi)有128個(gè)RAM單元及4K的ROM。80C51有兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)外中斷，兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)中斷，及一個(gè)串行中斷，并有4個(gè)8位并行輸入口。80C51內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用12MHz的晶振頻率。由于80C51的系統(tǒng)性能滿足系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及時(shí)間精度的要求，而且產(chǎn)品產(chǎn)量豐富來(lái)源廣，應(yīng)用也很成熟，故采用來(lái)作為控制核心。 </p>

47、;<p>　　MCS-51以其典型的結(jié)構(gòu)、完善的總線、SFR的集中管理模式、位操作系統(tǒng)和面向控制功能的豐富的指令系統(tǒng)，為單片機(jī)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。MCS-51系列的典型芯片是80C51（CHMOS型的8051）。為此，眾多的廠商都介入了以80C51為代表的8位單片機(jī)的發(fā)展，如Philips、Siemens（Infineon）、Dallas、ATMEL等公司，我們把這些公司生產(chǎn)的與80C51兼容的單片機(jī)統(tǒng)稱為80C51系

48、列。特別是在近年來(lái)，80C51系列又有了許多發(fā)展，推出了一些新產(chǎn)品，主要是改善單片機(jī)的控制功能，如內(nèi)部集成了高速I/O口、ADC、PWM、WDT等，以及低電壓、微功耗、電磁兼容、串行擴(kuò)展總線和控制網(wǎng)絡(luò)總線性能等。</p><p>　?。╝）管腳圖 (b) 邏輯圖 </p><p>　　圖3.1 80C51管腳圖</p&g

49、t;<p>　　單片機(jī)的40個(gè)引腳大致可分為4類：電源、時(shí)鐘、控制和I/O引腳。</p><p><b>　　電源:</b></p><p>　　a. VCC - 芯片電源，接+5V； </p><p>　　b. VSS - 接地端； </p><p><b>　　時(shí)鐘:</b><

50、;/p><p>　　XTAL1、XTAL2 - 晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 </p><p><b>　　控制線:</b></p><p><b>　　控制線共有4根， </b></p><p>　　ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖</p><p>　

51、　(1) ALE功能：用來(lái)鎖存P0口送出的低8位地址</p><p>　　(2) PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 </p><p>　　b. PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。</p><p>　　c. RST/VPD:復(fù)位/備用電源。</p><p>　　RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端

52、。 </p><p>　　(2) VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。 </p><p>　　d. EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。 </p><p>　　(1) EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。 </p><p>　　(2) Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。 </

53、p><p><b>　　I/O線: </b></p><p>　　80C51共有4個(gè)8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個(gè)引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號(hào)輸入輸出和控制信號(hào)（屬控制總線）。</p><p>　　3.1.2 74LS138</p><p>　　74LS138為3線—8線譯碼器</p

54、><p>　　74LS138有三個(gè)附加的控制端和當(dāng)時(shí)輸出為高電平（S＝1），譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個(gè)控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。</p><p>　　帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖3.2電路中如果把作為“數(shù)據(jù)”輸入端（在同一個(gè)時(shí)間），而將作為“地址”輸入

55、端，那么從送來(lái)的數(shù)據(jù)只能通過(guò)所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)＝101時(shí)，門的輸入端除了接至輸出端的一個(gè)以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。</p><p>　　圖3.2 74LS138管腳圖</p><p>　　當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（(/E2))和/(E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、

56、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。比如：A2A1A0=110時(shí)，則Y6輸出端輸出低電平信號(hào)。</p><p>　　利用 E1、E2和E3可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。</p><p>　　若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器?？捎迷?086的譯碼電路中，擴(kuò)展內(nèi)存。</p>

57、<p>　　3.1.3 DAC0832芯片介紹</p><p>　　DAC0832是8分辨率的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片。與微處理器完全兼容。這個(gè)DA芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。D/A轉(zhuǎn)換器由8位輸入鎖存器、8位DAC寄存器、8位D/A轉(zhuǎn)換電路及轉(zhuǎn)換控制電路構(gòu)成。</p><p>　　DAC0832 是一個(gè) 8 位 D/A 轉(zhuǎn)換器。

58、單電源供電，從 +5V ～ +15V 均可正常工作?；鶞?zhǔn)電壓的范圍為 10V ；電流建立時(shí)間為 1 S ； CMOS 工藝，低功耗 20mW 。 DAC0832 轉(zhuǎn)換器芯片為 20 引腳，雙列直插式封裝，其引腳排列如3.3圖所示</p><p>　　圖3.3 DAC0832的管腳圖</p><p>　　DAC0832轉(zhuǎn)換器芯片為20引腳，雙列直插式封裝，其引腳排列如圖3.1.3a所示。DA

59、C0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如3.4圖所示。</p><p>　　圖3.4 DAC0832內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　該轉(zhuǎn)換器由輸入寄存器和DAC寄存器構(gòu)成兩級(jí)數(shù)據(jù)輸入鎖存。使用時(shí)數(shù)據(jù)輸入可以采用兩級(jí)鎖存（雙鎖存）形式，或單級(jí)鎖存（一級(jí)鎖存，一級(jí)直通）形式，或直接輸入（兩級(jí)直通）形式。此外，由三個(gè)與門電路組成寄存器輸出控制邏輯電路，該邏輯電路的功能是進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存控制，當(dāng)=0時(shí)，輸入數(shù)據(jù)被鎖存

60、；當(dāng)=1時(shí)，鎖存器的輸出跟隨輸入的數(shù)據(jù)。</p><p>　　D/A轉(zhuǎn)換電路是一個(gè)R-2R T型電阻網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。對(duì)各引腳信號(hào)說(shuō)明如下：</p><p>　　a. DI7～DI0：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸入</p><p>　　b. 片選信號(hào)（輸入），低電平有效</p><p>　　c. ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許信號(hào)（輸入），高電平有效</p

61、><p>　　d. 第1寫信號(hào)（輸入），低電平有效</p><p>　　上述兩個(gè)信號(hào)控制輸入寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式；當(dāng)ILE=1和=0時(shí)，為輸入寄存器直通方式；當(dāng)ILE=1和=1時(shí)，為輸入寄存器鎖存方式。</p><p>　　e. 第2寫信號(hào)（輸入），低電平有效1010</p><p>　　f. 數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)（輸入），低電平有效

62、</p><p>　　上述兩個(gè)信號(hào)控制DAC寄存器是數(shù)據(jù)直通方式還是數(shù)據(jù)鎖存方式；當(dāng)=0和=0時(shí)，為DAC寄存器直通方式；當(dāng) =1和=0時(shí)，為DAC寄存器鎖存方式。</p><p>　　g. Iout1：電流輸出1</p><p>　　h. Iout2：電流輸出2</p><p>　　DAC轉(zhuǎn)換器的特性之一是：Iout1+Iout2=常數(shù)。&

63、lt;/p><p>　　i. Rfb—反饋電阻端</p><p><b>　　3.2元器件介紹</b></p><p>　　3.2.1熱釋電紅外傳感器</p><p>　　BISS0001是紅外傳感信號(hào)處理器專用集成電路，是一款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路,它配以熱釋電紅外傳感器和少量外元器件可以構(gòu)成被動(dòng)式紅外開(kāi)關(guān)。它

64、能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置。是一種高技術(shù)產(chǎn)品。已經(jīng)廣泛用于企業(yè)，賓館、商場(chǎng)、庫(kù)房及家庭的過(guò)道、走廊等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。</p><p>　　圖2為BIS0001紅外傳感器信號(hào)處理器的原理框圖。外界元件由使用者根據(jù)需要選擇。由圖可見(jiàn)BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器和狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器、封鎖時(shí)間定時(shí)器及參考電壓

65、源等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路?？蓮V泛應(yīng)用于多種傳感器和延時(shí)控制器。各引腳的定義和功能如下： VDD—工作電源正端。范圍為3~5V。 Vss—工作電源負(fù)端。一般接0V。 IB—運(yùn)算放大器偏置電流設(shè)置端。經(jīng)RB接VSS端，RB取值為1M左右。 1IN-—第一級(jí)運(yùn)放放大器的反相輸入端。 1IN+—第一級(jí)運(yùn)放放大器的同相輸入端。 1OUT—第一級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端。 2IN-—第二級(jí)運(yùn)

66、算放大器的反相輸出端。 2OUT—第二級(jí)運(yùn)算放大器的輸出端。 Vc—觸發(fā)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)。VR≈0.2VDD。 VRF—參考電壓及復(fù)位輸入端。一般接VDD。接“0”時(shí)可使定時(shí)器復(fù)位。A—可重復(fù)觸發(fā)和不可重復(fù)觸發(fā)控制端。當(dāng)A=“1”時(shí)，允許重復(fù)觸發(fā)，當(dāng)A=“0”時(shí)，不可重復(fù)觸發(fā)。Vo—控制信號(hào)輸出端。由Vs上跳</p><p>　　BISS0001是一

67、款具有較高性能的傳感信號(hào)處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構(gòu)成被動(dòng)式的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)。它能自動(dòng)快速開(kāi)啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、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，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。</p><p>　　圖3.5 BISS0001器件圖</p><p><b>　　3.

68、2.2特點(diǎn)</b></p><p>　　a. CMOS工藝b. 數(shù)模混合c. 具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器d. 內(nèi)部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾e. 內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器f. 采用16腳DIP封裝</p><p>　　(1)BISS0001管腳如圖3.6所示</p><p>　　圖3.6 BISS0001管腳圖</p>

69、<p>　　(2)BISS0001管腳說(shuō)明如表3.1所示</p><p>　　表3.1 管腳說(shuō)明</p><p>　?。?）BISS0001熱釋電紅外開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路如圖3.7所示</p><p>　　圖3.7 BISS0001的熱釋電紅外開(kāi)關(guān)應(yīng)用電路圖</p><p>　　圖3.7中，運(yùn)算放大器OP1將熱釋電紅外傳感器的輸出信號(hào)

70、作第一級(jí)放大，然后由C3耦合給運(yùn)算放大器OP2進(jìn)行第二級(jí)放大，再經(jīng)由電壓比較器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。</p><p>　　圖3.7中，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)，若環(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

71、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。圖中R6可以調(diào)節(jié)放大器增益的大小，原廠圖紙選10K，實(shí)際使用時(shí)可以用3K，可以提高電路增益改善電路性能。輸出延遲時(shí)間Tx由外部的R9和C7的大小調(diào)整，觸發(fā)封鎖時(shí)間Ti由外部的R10和C6的大小調(diào)整，R9/R10可以用470歐姆，C6/C7可以選0.1U。</p><p>　　3.2.3熱釋電元件</p>&

72、lt;p><b>　　圖3.8 傳感器</b></p><p>　　靈敏元面積 2.0×1.0mm2基片材料 硅</p><p>　　基片厚度 0.5mm 工作波長(zhǎng) 7-14μm 平均透過(guò)率 ＞75% 輸出信號(hào) ＞2.5V (420°k黑體1Hz調(diào)制頻率0.3-3.0Hz 帶寬72.5db增益) 噪聲

73、 ＜200mv (mvp-p) (25℃) 平衡度 ＜20% 工作電壓 2.2-15V 工作電流 8.5-24μA (VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 源極電壓 0.4-1.1V (VD=10V,Rs=47kΩ,25℃) 工作溫度 -20℃- +70℃ 保存溫度 -35℃- +80℃ 視場(chǎng) 139°×126° 說(shuō)明

74、 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。 a. 上述特性指標(biāo)是在源極電阻R2=47KΩ條件下測(cè)定的，用戶使用傳感器時(shí)，可根據(jù)自己的需要調(diào)整R2的大小。 b. 注意靈敏元的位置及視場(chǎng)大小，以便得到最佳光學(xué)設(shè)計(jì)。 c. 所有電壓信號(hào)的測(cè)量都是采用峰一峰值定標(biāo)。平衡度B中的EA</p><p><b>

75、;　　3.2.4光敏電阻</b></p><p>　　光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。</p><p>　　光敏電阻的工作原理是

76、基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光

77、子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對(duì)將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過(guò)，受到波長(zhǎng)的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒(méi)有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也加交流電

78、壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。</p><p>　　根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器： </p><p>　　紫外光敏電阻器：對(duì)紫外線較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用于探測(cè)紫外線。 </p><p>　　紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測(cè)、非接觸測(cè)量、人體病變探

79、測(cè)、紅外光譜，紅外通信等國(guó)防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。 </p><p>　　可見(jiàn)光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動(dòng)開(kāi)關(guān)門戶，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動(dòng)亮滅，自動(dòng)給水和自動(dòng)停水裝置，機(jī)械上的自動(dòng)保護(hù)裝置和“位置檢測(cè)器”，極薄零件的厚度檢測(cè)器，照相機(jī)自動(dòng)曝光裝置，光電計(jì)數(shù)器，煙霧報(bào)警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。 光敏電阻的主要參數(shù)

80、是： </p><p>　　a. 光電流、亮電阻。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時(shí)，流過(guò)的電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮電阻，常用“100LX”表示。 </p><p>　　b. 暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加電壓下，當(dāng)沒(méi)有光照射的時(shí)候，流過(guò)的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“0LX”表示。 </p><p>　　c.

81、 靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值（暗電阻）與受光照射時(shí)的電阻值（亮電阻）的相對(duì)變化值。 </p><p>　　d. 光譜響應(yīng)。光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長(zhǎng)的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長(zhǎng)下的靈敏度畫(huà)成曲線，就可以得到光譜響應(yīng)的曲線。 </p><p>　　e. 光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號(hào)隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看

82、出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開(kāi)始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下，該特性為非線性。 </p><p>　　f. 伏安特性曲線。伏安特性曲線用來(lái)描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對(duì)于光敏器件來(lái)說(shuō)，其光電流隨外加電壓的增大而增大。 </p><p>　　g. 溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電

83、靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。 </p><p>　　h. 額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。</p><p>　　3.2.5 LM324</p><p>　　a. LM324引腳圖資料與電路應(yīng)用</p><p>　　LM324資料： LM324為四運(yùn)放集成電路，采用14腳雙

84、列直插塑料封裝。，內(nèi)部有四個(gè)運(yùn)算放大器，有相位補(bǔ)償電路。電路功耗很小，lm324工作電壓范圍寬，可用正電源3～30V，或正負(fù)雙電源±1．5V～±15V工作。它的輸入電壓可低到地電位，而輸出電壓范圍為0～Vcc。它的內(nèi)部包含四組形式完全相同的運(yùn)算放大器，除電源共用外，四組運(yùn)放相互單獨(dú)。每一組運(yùn)算放大器可用如圖所示的符號(hào)來(lái)表示，它有5個(gè)引出腳，其中“+”、“-”為兩個(gè)信號(hào)輸入端，“V+”、“V-”為正、負(fù)電源端，“Vo”

85、為輸出端。兩個(gè)信號(hào)輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運(yùn)放輸出端Vo的信號(hào)與該輸入端的相位相同。 LM324引腳排列見(jiàn)圖1。2。 lm124、lm224和lm324引腳功能及內(nèi)部電路完全一致。lm124是軍品；lm224為工業(yè)品；而lm324為民品。由于LM324四運(yùn)放電路具有電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗小，可單電源使用，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此他被非常廣泛的應(yīng)用在各種

86、電路中。 </p><p><b>　　3.3電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.3.1信號(hào)檢測(cè)及處理電路</p><p>　　在電路設(shè)計(jì)部分中，單片機(jī)在本次智能節(jié)能臺(tái)燈設(shè)計(jì)中的主要控制單元，主要控制電路燈光，控制電路是在單片機(jī)的控制下工作。傳感器在設(shè)計(jì)者起著重要的作用，傳感器組成的信號(hào)檢測(cè)及處理部分電路原理如圖3.10所示。</p

87、><p>　　圖3.10 傳感器組成的信號(hào)檢測(cè)及處理部分</p><p>　　圖3.10是由熱釋電紅外傳感器、光敏電阻、BISS0001組成的信號(hào)檢測(cè)及處理電路。紅熱釋電紅外傳感器只對(duì)波長(zhǎng)為10μm（人體輻射紅外線波長(zhǎng)）左右的紅外輻射敏感，所以除人體以外的其他物體不會(huì)引發(fā)探頭動(dòng)作。探頭內(nèi)包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元，而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同

88、的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。一旦人侵入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過(guò)部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，于是輸出檢測(cè)信號(hào)。BISS0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、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)成的數(shù)?；旌蠈Ｓ眉呻娐?。當(dāng)外界光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值很小，BISS0001檢測(cè)到低電平，從而封鎖14腳，禁止傳感器infare1的信號(hào)。當(dāng)外界

89、光強(qiáng)較弱時(shí)，光敏電阻阻值很大，BISS0001檢測(cè)到低電平，開(kāi)啟14腳；infare1檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生微弱的信號(hào)輸出，經(jīng)R5、R1005、R4、C1、C6、C7組成的信號(hào)放大濾波電路。R1000、R1001、C1000和C1001組成的延</p><p>　　3.3.2單片機(jī)控制電路</p><p>　　由80C51、74LS138和DAC0832組成的控制電路如圖3.11所示<

90、;/p><p>　　圖3.11 單片機(jī)控制電路</p><p>　　圖3.11是由單片機(jī)組成的報(bào)警及燈光控制電路。當(dāng)外部無(wú)任何中斷時(shí)，80C51控制74LS138的使能控制端，使后面電路不工作。當(dāng)有中斷一產(chǎn)生時(shí)，80C51啟動(dòng)74LS138，向P0腳低4位發(fā)送信號(hào)，控制燈慢慢亮。當(dāng)中斷1和中斷0同時(shí)產(chǎn)生時(shí)，80C51屏蔽掉中斷1，啟動(dòng)74LS138向P0腳低四位發(fā)送數(shù)據(jù)，使燈光慢慢變暗。這里采

91、用74LS138控制DAC832可以節(jié)省80C51的管腳，有利于擴(kuò)展，以便于控制多盞燈。由于采有DAC0832可以有效地使燈實(shí)現(xiàn)階梯形的變化。</p><p>　　3.3.3信號(hào)放大濾波電路</p><p>　　使用放大器的濾波電路又稱為有源濾波電路。其實(shí)有源無(wú)源就是看它用到的元器件的性質(zhì)。用到有源器件（如：三極管，集成放大器等）就構(gòu)成有源濾波器，若只用到無(wú)源器件（電阻，電容，電感等）就是

92、無(wú)源濾波器。信號(hào)放大濾波電路如圖3.12所示。</p><p>　　圖3.12 信號(hào)放大濾波電路</p><p>　　有源濾波自身就是諧波源。其依靠電力電子裝置，在檢測(cè)到系統(tǒng)諧波的同時(shí)產(chǎn)生一組和系統(tǒng)幅值相等，相位相反的諧波向量，這樣可以抵消掉系統(tǒng)諧波，使其成為正弦波形。有源濾波除了濾除諧波外，同時(shí)還可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無(wú)功功率。其優(yōu)點(diǎn)是反映動(dòng)作迅速，濾除諧波可達(dá)到95％以上，補(bǔ)償無(wú)功細(xì)致。缺點(diǎn)為價(jià)

93、格高，容量小。由于目前國(guó)際上大容量硅閥技術(shù)還不成熟，所以當(dāng)前常見(jiàn)的有源濾波容量不超過(guò)600kvar。其運(yùn)行可靠性也不及無(wú)源。一般無(wú)源濾波指通過(guò)電感和電容的匹配對(duì)某次諧波并聯(lián)低阻（調(diào)諧濾波）狀態(tài),給某次諧波電流構(gòu)成一個(gè)低阻態(tài)通路。這樣諧波電流就不會(huì)流入系統(tǒng)。無(wú)源濾波的優(yōu)點(diǎn)為成本低，運(yùn)行穩(wěn)定，技術(shù)相對(duì)成熟，容量大。缺點(diǎn)為諧波濾除率一般只有80％，對(duì)基波的無(wú)功補(bǔ)償也是一定的。</p><p>　　目前在容量大且要求補(bǔ)償

94、細(xì)致的地方一般使用有源加無(wú)源混合型，即無(wú)源進(jìn)行大容量的濾波補(bǔ)償，有源進(jìn)行微調(diào)。</p><p><b>　　3.3.4復(fù)位電路</b></p><p>　　為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V±5%，即4.75～5.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)

95、鐘信號(hào)，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng)VCC超過(guò)4.75V低于5.25V以及晶體振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號(hào)才被撤除，微機(jī)電路開(kāi)始正常工作。復(fù)位電路原理如圖3.13所示。</p><p>　　圖3.13 復(fù)位電路</p><p>　　復(fù)位電路不適當(dāng)?shù)膹?fù)位可以導(dǎo)致許多問(wèn)題，因?yàn)椴煌膹?fù)位利用單片機(jī)的啟動(dòng)和斷電的不同條件，因此必須根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇一種最恰當(dāng)?shù)膹?fù)位方式。</p><

96、p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1程序框圖</b></p><p>　　程序框圖如圖4.1所示</p><p><b>　　圖4.1 程序框圖</b></p><p><b>　　4.2主程序</b></

97、p><p><b>　　ORG0000H</b></p><p>　　AJMP MAIN</p><p><b>　　ORG0003H</b></p><p>　　AJMPDET1 ;遠(yuǎn)探測(cè)器</p><p><b>　　ORG0013H&l

98、t;/b></p><p>　　AJMPDET0;近探測(cè)器</p><p><b>　　ORG0050H</b></p><p>　　MAIN: MOV P0,#00000001B;置初始值DET0，DET1可重復(fù)觸發(fā)，燈滅</p><p>　　MOVTMOD,#00000010B

99、;方式2，8位自動(dòng)重裝計(jì)數(shù)器</p><p>　　MOV TCON,#00010000B;開(kāi)啟計(jì)數(shù)器T0</p><p>　　MOVIE,#10000111B;開(kāi)啟所有中斷</p><p>　　SJMP$;燈慢慢變亮</p><p>　　DET1:MOVP0,#00000001B</p><p&

100、gt;　　CALLTIME0;燈亮度延時(shí)10ms</p><p>　　MOVP0,#00000011B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00000101B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00000111B&

101、lt;/p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00001001B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00001011B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00001101

102、B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00001111B</p><p>　　CALLTIME1</p><p>　　RETI;燈慢慢熄滅</p><p>　　DET0:CALLTIME1;延時(shí)1分鐘</p><p>　　MOVTCON

103、,A</p><p><b>　　ANLA,#1</b></p><p><b>　　JZLOOP</b></p><p>　　MOVP0,#00001111B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00001101B

104、</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00001011B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00001001B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#000001

105、11B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00000101B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#00000011B</p><p>　　CALLTIME0</p><p>　　MOVP0,#0000

106、0001B</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　LOOP:RET;延時(shí)10ms</p><p>　　TIME0: SETBTR0</p><p>　　MOVR0,#20</p><p>　　D_1:MOVR1,#250</p><p&g

107、t;　　DJNZR1,$</p><p>　　DJNZR0,D_1</p><p><b>　　CLRTR0</b></p><p><b>　　RET;延時(shí)1分鐘</b></p><p>　　TIME1:SETBTR0</p><p>　　MOVR0,#2

108、50</p><p>　　MOVR1,#200</p><p>　　MOVR2,#60</p><p>　　D_2 :DJNZR0,D_2</p><p>　　MOVR1,#200</p><p>　　DJNZR1,D_2</p><p>　　MOVR2,#60<

109、/p><p>　　DJNZR2,D_2</p><p><b>　　CLRTR0</b></p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　5 結(jié)論</b><

110、;/p><p>　　本系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)思想來(lái)源于生活。臺(tái)燈是一般家庭的生活必需品，但由于經(jīng)常忘記關(guān)燈而造成巨大的能源浪費(fèi)。全球這么多臺(tái)燈，估算一下，消耗能源可觀。另一個(gè)是作為一個(gè)必需品，當(dāng)然要使生活變得更方便，省去了黑暗中開(kāi)燈的麻煩，并且可以糾正坐姿。本系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了實(shí)物實(shí)驗(yàn)。熱釋電紅外探測(cè)器1的距離是4m左右（距離可調(diào)），主要是因?yàn)榘銇?lái)說(shuō)是門離書(shū)桌的距離;以便黑暗中時(shí)人一到門口則啟動(dòng)，省去了開(kāi)燈的麻煩，用戶可以根

111、據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行距離調(diào)節(jié)。熱釋電紅外探測(cè)器2的距離是10cm左右（距離可調(diào)），主要考慮是當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)，有時(shí)坐姿不正，引起身體離桌面太近，容易引起近視，此時(shí)臺(tái)燈發(fā)出警告，提醒注意，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)未離開(kāi)，則強(qiáng)制熄滅。有時(shí)人學(xué)習(xí)累了，趴在桌子上睡覺(jué)，而忘了關(guān)燈,這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)檢測(cè)到，從而啟動(dòng)延時(shí)程序，一段時(shí)間過(guò)后，臺(tái)燈就會(huì)自動(dòng)熄滅。 </p><p>　　本系統(tǒng)的主要技術(shù)難點(diǎn)在于對(duì)人體紅外信號(hào)的采集及處理。由于采用的是

112、熱釋電紅外傳感器，當(dāng)人體進(jìn)入其感應(yīng)范圍時(shí)，傳感器就會(huì)產(chǎn)生幾mv信號(hào)，然后通過(guò)以BISS0001為中心的信號(hào)處理電路，對(duì)信號(hào)進(jìn)行二次放大，并濾波，以防止外界的信號(hào)產(chǎn)生干擾。信號(hào)經(jīng)過(guò)BISS0001后從而轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)輸出，便于用單片機(jī)進(jìn)處理。 </p><p>　　本系統(tǒng)制作的主要設(shè)計(jì)源泉來(lái)源于生活，因此創(chuàng)新之處也在于處理生活中一些比較常見(jiàn)的問(wèn)題。以專門感應(yīng)人體紅外信號(hào)的熱釋電紅外傳感器為基礎(chǔ)，以BISS0001信

113、號(hào)處理電路，利用單片機(jī)進(jìn)行處理，以達(dá)到便于控制的目的。當(dāng)房間亮度不夠時(shí)，且有人在附近時(shí)，臺(tái)燈便會(huì)自動(dòng)點(diǎn)亮，省去了黑暗中摸開(kāi)關(guān)的麻煩；當(dāng)學(xué)習(xí)時(shí)由于靠桌面太近，造成坐姿不正，系統(tǒng)就會(huì)提示，以糾正坐姿，防止近視；當(dāng)學(xué)習(xí)太累了時(shí)，趴在桌子上睡會(huì)兒時(shí)，臺(tái)燈就會(huì)自動(dòng)熄滅；當(dāng)無(wú)人在時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)使臺(tái)燈自動(dòng)熄滅，以達(dá)到節(jié)省能源的目的。除了硬件部分采用防干擾技術(shù)外，在軟件中也采用了防干擾技術(shù)，當(dāng)中斷0產(chǎn)生時(shí)，并不立即執(zhí)行，而是對(duì)其進(jìn)行延時(shí)，防止由于不小心而