摘要
??隨著時(shí)代的飛逝,人們對更加先進(jìn)、更加環(huán)保、更加節(jié)約資源、更加可持續(xù)地滿足自身需要,高科技的運(yùn)用正變成當(dāng)今時(shí)代發(fā)展的動力,其對電子行業(yè)有著重要影響。近年來,智能化技術(shù)被廣泛運(yùn)用到各種家庭設(shè)備上,如智能洗衣機(jī)、智能電飯鍋、智慧電磁爐,它們均采用了機(jī)器人當(dāng)作核心控制部件,從而使得它們更加安全、可靠、節(jié)約。采用單片機(jī)技術(shù)的智能家居產(chǎn)品,與傳統(tǒng)的家居產(chǎn)品相比,擁有更加先進(jìn)的技術(shù),操作簡易,安全可靠,而且還具備極大的節(jié)約能源的優(yōu)勢,從而大大改善了家居產(chǎn)品的整體品質(zhì)。
通過采用熱釋電紅外感應(yīng)器和BISS0001信息處理電路,智慧燈可以實(shí)現(xiàn)對體內(nèi)紅外信號的快速感知,并且可以通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)精確控制,即使沒有外界干擾,它仍然可以實(shí)現(xiàn)自主關(guān)閉,從而有效地減少能耗。
關(guān)鍵詞: 單片機(jī)、燈光控制、BISS0001
目錄
第1章 設(shè)計(jì)介紹
1.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)
1.2 設(shè)計(jì)功能
第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
第3章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 單片機(jī)模塊
3.2 時(shí)鐘模塊電路設(shè)計(jì)
3.3復(fù)位電路模塊設(shè)計(jì)
3.4 紅外熱釋電模塊
3.5 LM393電壓比較器
第4章 系統(tǒng)組成及電路設(shè)計(jì)
4.1 最小系統(tǒng)電路如下:
4.2 紅外熱釋電傳感器電路
4.3繼電器電路
第5章 軟件程序設(shè)計(jì)
5.1 主程序流程圖
第6章 系統(tǒng)調(diào)試
6.1 硬件調(diào)試
6.2 系統(tǒng)軟件測試
項(xiàng)目總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄
第1章 設(shè)計(jì)介紹
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- 設(shè)計(jì)目標(biāo)
現(xiàn)在,由于社會的快速發(fā)展,人們越來越關(guān)注周圍的安全。特別是在住宅中,他們必須密切關(guān)注周圍的陌生人。為此,許多住宅已經(jīng)配備了先進(jìn)的智能監(jiān)控設(shè)備,以確保住宅內(nèi)的安全。這樣,住宅的整體安全水平就會顯著提升,為住戶的生命和財(cái)產(chǎn)提供巨大的安全。由于科學(xué)的開發(fā),紅外線作為一種無法直接接觸的物質(zhì),具備極高的隱秘性、保密性,已經(jīng)成為各種安全設(shè)備的重要組成部分。尤其是在電子防盜、人身檢查、智能家居建設(shè)等方面,被動式熱釋電紅外探測器更加受到消費(fèi)者的青睞,它的優(yōu)勢包括價(jià)格便宜、功率高、控制簡便、使用壽命長。當(dāng)前,國產(chǎn)防盜報(bào)警器大多依賴于先進(jìn)的超音頻、自適應(yīng)紅外發(fā)射/接收和微波技術(shù),但我們的新型報(bào)警器卻擁有更先進(jìn)的能力,它們采用美國最新的熱釋電紅外傳感器,能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的告警能力。通過采用熱釋電紅外傳感器,我們不僅能夠通過無需接觸的方法來探測到人類身上的紅外線,而且還能夠通過感應(yīng)器來識別活躍的生命和其他無機(jī)物。此外,該感應(yīng)器不僅適合作為安全保護(hù)設(shè)備,而且在各個(gè)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。
通過使用咪頭,我們可以對周圍的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控。它可以將電信號轉(zhuǎn)換為可聽的信號,與傳統(tǒng)的喇叭器件形成對比。這兩個(gè)器件構(gòu)成了一個(gè)完整的聲學(xué)系統(tǒng),它們分別作為兩個(gè)不同的部分,分別作為電信號的傳遞器。
1.2 設(shè)計(jì)功能
名稱:基于STC89C51的紅外光控?zé)?/p>
本研究旨在R&D一種新型的智能燈,它采用BISS0001和單片機(jī)構(gòu)建的紅外傳感器,可根據(jù)周圍的環(huán)境信息,實(shí)現(xiàn)對有人的自動報(bào)警,而不需要手工操縱,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的熄火,從而大大減少能耗。具體要求如下:
紅外光控?zé)粝到y(tǒng)通常包括以下功能:
1.燈具控制:根據(jù)環(huán)境亮度,自動控制燈的開關(guān)。
2.時(shí)序控制:在特定的時(shí)間段內(nèi),自動控制燈的開關(guān)。例如,在夜晚或天亮?xí)r打開或關(guān)閉路燈。
3.節(jié)能功能:使用紅外傳感器檢測人體活動,當(dāng)沒有人經(jīng)過時(shí),將燈關(guān)閉以節(jié)省能源。
4.當(dāng)紅外傳感器檢測到有人闖入監(jiān)控范圍時(shí),系統(tǒng)會自動激活燈光,并通過報(bào)警裝置發(fā)出警報(bào),以提醒周圍的人注意安全。
5.智能控制:通過集成人工智能技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)更加智能化的控制
第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
這個(gè)設(shè)計(jì)需要結(jié)合硬件與軟件來完成。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo),我們需要對單片處理器(89S52)、按鍵、LED顯示器以及它們的串行接口技術(shù)進(jìn)行全面的研究。我們需要掌握這些技術(shù),例如如何利用它們來提高我們的性能。我們還需要掌握非編碼鍵盤和LED的動態(tài)顯示,以及如何通過這些技術(shù)來降低器件的售價(jià)、提高生產(chǎn)效率,以及如何提高我們的軟件的使用體驗(yàn)。在S52的軟件環(huán)境中,我們需要熟悉S52的編程方式,掌握基本的編碼技術(shù),精心設(shè)置程序,以保證它的簡單、容易理解、可移植、編譯速度快、穩(wěn)固可靠。在利用計(jì)算機(jī)處理復(fù)雜的任務(wù)時(shí),我們需要首先仔細(xì)研究問題的需求,找出合適的算法、步驟,再根據(jù)需要挑選合適的指令,最終將它們有條不紊地組織在一起,以達(dá)到最佳的結(jié)果。經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的AP可以有效地幫助我們解決復(fù)雜的問題,并且可以滿足我們的需求。為此,我們采取了多種方法,包括利用模擬軟件和T寫入技術(shù),對編碼的程序進(jìn)行校驗(yàn),然后將校驗(yàn)結(jié)果存儲在AT89S52上,以便在未來的硬件環(huán)境下正常運(yùn)作。
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第3章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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- 單片機(jī)模塊
STC89C52是一款性能卓越、存儲容量為8K的微控制器,具備高性能、復(fù)位功能、計(jì)時(shí)器、中斷架構(gòu)和雙工串口等特點(diǎn),支持空閑狀態(tài)自動關(guān)閉CPU并保持其他功能正常工作狀態(tài),具備掉電保護(hù)和數(shù)據(jù)儲存功能。最高運(yùn)作頻率35Mhz,6T/12T可選。
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STC有限公司近期發(fā)布的一款全新的51核心的機(jī)器人,它擁有Flash程序存儲器、SRAM、UART、SPI、PWM以及其他多種功能,為用戶提供更加先進(jìn)的服務(wù)。(一)STC89C51主要功能、性能參數(shù)如下:
(1)采用51內(nèi)核的系統(tǒng),其中,增強(qiáng)版擁有6個(gè)時(shí)鐘,而普及版則擁有12個(gè)時(shí)鐘;
(2)該設(shè)備的工作頻段可達(dá)0~40MHZ,與傳統(tǒng)的8051設(shè)備的0~80MHZ的頻段非常接近;
(3)STC89C51RC對應(yīng)Flash空間:4KB;
(4)內(nèi)部存儲器(RAM):512B;
(5)定時(shí)器\計(jì)數(shù)器:3個(gè)16位;
(6)通用異步通信口(UART)1個(gè);
(7)中斷源:8個(gè);
(8)擁有可靠的ISP和\IAP,可以在系統(tǒng)和應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)可靠的調(diào)度,而不必依賴于特定的模擬軟件;
(9)通用I\O口:32\36個(gè);
(10)工作電壓:3.8~5.5V;
(11)外形封裝:40腳PDIP、44腳PLCC和PQFP等。
(二)STC89C51單片機(jī)的引腳說明:
VCC:供電電壓。
GND:接地。
P0口是一種雙向I/O口,具有8位漏級開路,并且具有8TTL的門電壓,因此,在P1口的第一個(gè)入口1時(shí),P0口就會產(chǎn)生高阻入口。此外,p0口還具有多種應(yīng)用,比如作為外接程序的數(shù)據(jù)存儲器,其第八位位置也是一種重要的參考。FIASH編寫時(shí),P0端口是起始端,它的功能是將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可執(zhí)行的格式。然而,如果需要對FIASH進(jìn)行檢查,就需要將P0端口的值提升到一定的水平。
P1口:一種8位的雙向I/O口,提供一種內(nèi)置的拉阻力,它的管腳在1位處會被拉升至較高的電壓,從而產(chǎn)生4TTL的電流。當(dāng)P1口管腳在外界拉降至較低電壓時(shí),它會產(chǎn)生電流,而此現(xiàn)象正是因?yàn)樗睦妷核?。FLASH編程中,P1口被用于第八位的信息傳輸,以便進(jìn)行檢查。
P2口是一種具有8個(gè)位置的I/O口,它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一組上升的阻力,使得它能夠接受4個(gè)TTL門的電流。在““1””的位置,它的管腳會被內(nèi)層的上升阻力抬起,從而成為一組輸入。在這個(gè)位置,它的管腳會被外部的力量降低,從而產(chǎn)生一組輸出。P2口能夠被設(shè)計(jì)為一種能夠被多個(gè)程序存儲器和16位地址寄存器使用的存儲設(shè)備,因?yàn)樗哂袃?nèi)置的上拉機(jī)制,能夠?qū)⒓拇嫫鞯奈恢迷O(shè)置為8位。此外,P2口還能夠根據(jù)程序存儲器的位置,將寄存器的位置設(shè)置為“1”,從而實(shí)現(xiàn)存儲設(shè)備的多種存儲功能。P2口能夠通過高八位的地址傳輸器來實(shí)現(xiàn)FLASH編程及其相關(guān)的檢測功能。
P3口管腳擁有8個(gè)具有內(nèi)置上升電路的單向I/O口,它能夠同時(shí)傳送4個(gè)TTL信號,從而實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù),在P3口中,“1”的電平會被內(nèi)部調(diào)節(jié)至高電平,以此來提供電力。然而,隨著外界電平的降低,P3口會產(chǎn)生一個(gè)電流(ILL),因此,在調(diào)節(jié)電平時(shí),需要考慮到電平的變化。
P3.0 RXD(串行輸入口)
P3.1 TXD(串行輸出口)
P3.2 /INT0(外部中斷0)
P3.3 /INT1(外部中斷1)
P3.4 T0(記時(shí)器0外部輸入)
P3.5 T1(記時(shí)器1外部輸入)
P3.6 /WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)
P3.7 /RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)
P3口可以同時(shí)發(fā)出閃爍信號并進(jìn)行編程校驗(yàn),以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
I/O口可以被分為兩類:一個(gè)用以接收源自外界的信息,一個(gè)用以接收源自本地的信息。在接收信號的情況下,i/o口會將源自本地的信號轉(zhuǎn)發(fā)給本地的信息,然后通過一些計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),最終將轉(zhuǎn)發(fā)信號發(fā)送至本地的信息。當(dāng)端口被設(shè)定為1,CPU便會按照相關(guān)的指令,向輸入緩沖器CPU發(fā)送端口和端口引腳的信息,從而使得外界的數(shù)據(jù)被準(zhǔn)確地傳送至內(nèi)部的總線。此過程無須人工介入,而且也無須設(shè)定端口的值,因此,當(dāng)端口被設(shè)定為1,端口鎖定器的狀態(tài)也會被設(shè)定,從而使得從場效應(yīng)管柵極傳遞的數(shù)據(jù)也設(shè)定為1,從而避免了端口的設(shè)定值被設(shè)定為1,從而使得從外界的數(shù)據(jù)被準(zhǔn)確地傳送至內(nèi)部的總線。當(dāng)場效應(yīng)管的電流較小時(shí),它的電路將受限,從而降低其電路的性能。此時(shí),即便將1的電流傳遞給它,它的電路仍然受限,從而無法將其轉(zhuǎn)換成1。但如果我們能夠首先進(jìn)行1的設(shè)置,那么它的電路將能夠?qū)㈦娏鱾鬟f給三態(tài)緩存,從而達(dá)到正常的電路。此時(shí),我們需要進(jìn)行額外的預(yù)處理,從而將I/O口設(shè)計(jì)成具有雙向傳送功能的口。89C51的P0/P1/P2/P3口均采用了單向傳輸,以滿足用戶的需求。
RST:用于重置設(shè)備的輸出。在重置過程中,應(yīng)確保RST接口處的兩個(gè)機(jī)械循環(huán)的電壓都處于較高水平。
ALE/PROG是一種可靠的地址鎖定技術(shù),它可以將FLASH中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一種可被控制的格式,并且可以根據(jù)需要調(diào)整其輸出的信號強(qiáng)度。通常,ALE端會按照一定的頻段發(fā)出一條正脈沖信息,這個(gè)信息的頻譜大約是1/6。由于ALE具備特殊功能,它既能夠被用來控制外部輸入,也能夠被用來實(shí)現(xiàn)特殊的時(shí)間控制。但需要特別提醒的是,一旦被設(shè)為外部數(shù)據(jù)存儲,就會中斷一條ALE脈沖信號。為了防止ALE被激活,應(yīng)該把SFR8EH地址設(shè)為0。這樣,ALE就會被激活,直到MOVX和MOVC指令被激活。此處,由于引腳的增加,如果ALE處于外部的禁用條件,則此處的定位將失敗。?
/PSEN是一種特殊的電子控制單元,它可以被用來控制電子設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)電子設(shè)備被控制時(shí),它會發(fā)送兩次/PSEN,以確保電子設(shè)備的正常運(yùn)行。然而,當(dāng)電子設(shè)備被控制到其他地方,它就無法發(fā)送/PSEN了。
/EA/VPP:當(dāng)/EA保持低電平時(shí),則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時(shí),/EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)/EA端保持高電平時(shí),此間內(nèi)部程序存儲器。在FLASH編程期間,此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)。
XTAL1是一種反向振蕩放大器,它通過接收外界信號來驅(qū)動其內(nèi)置的時(shí)鐘系統(tǒng)。
XTAL2:來自反向振蕩器的輸出。
3.2 時(shí)鐘模塊電路設(shè)計(jì)
89C51單片機(jī)可以采用兩種不同的時(shí)間傳輸模式:一種是內(nèi)置的,另一種則可以采用外置的。其中,內(nèi)置的模擬模型可以參考圖3,它由一個(gè)XTAL1(18)和XTAL2)的元件組合而成,這些元件之間形成一個(gè)自激的振蕩,從而使得該單片機(jī)能夠發(fā)出一個(gè)精確的時(shí)間脈沖。電容器C1和C2的功能主要是維持振動的平衡,其容量介于5pf到5~30pF之間,其中30pF最佳。晶振CYS的振動頻率可以根據(jù)需要調(diào)整,其取值范圍介于1.2~12MHz到1.2~12MHz之間,其中最佳值分別為12MHz和6MHz。
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3.3復(fù)位電路模塊設(shè)計(jì)
89C51單片機(jī)的RST接口被激活后,將會進(jìn)入高電平狀況,這種狀況會維持2個(gè)機(jī)器周期,一旦該接口一直處在高電平狀況,則會進(jìn)入循環(huán)恢復(fù)狀況。
電路復(fù)位通常有兩種選擇:自動重置或者按鍵重置。
在這種情況下,使用Vcc技術(shù),我們能夠在短的時(shí)間內(nèi)完成上電的重置。這種方法的原理在于,我們使用了一個(gè)內(nèi)置的電容器,它能夠在短的時(shí)間內(nèi)完成充放電。
遙控器可以采取兩種不同的模式:一種是直流模式,另一種則采取脈沖模式。根據(jù)圖4,采用12MHZ的時(shí)鐘頻率,將C設(shè)置為10uF,將R設(shè)置為10kΩ,以實(shí)現(xiàn)快速的按鍵復(fù)位功能。
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3.4 紅外熱釋電模塊
HC-SR501是一款擁有先進(jìn)的紅外科技的智能型自動控制系統(tǒng),它采用聯(lián)邦德國進(jìn)口的LHI778探測儀,擁有極佳的敏感度和穩(wěn)定的可靠度,而且擁有極低的電壓,因此被廣泛地應(yīng)用到多種自動化的電氣設(shè)備,特別是為干電池提供充足的能量。
電氣參數(shù)
表1 HC-SR501的電氣參數(shù) | |
產(chǎn)品名稱 |
參數(shù)表 |
工作電壓范圍 |
直流電壓4.5-20V |
靜態(tài)電流 |
<50uA |
電平輸出 |
高3.3V低0V |
觸發(fā)方式 |
L不可重復(fù)觸發(fā)/H重復(fù)觸發(fā)(默認(rèn)重復(fù)觸發(fā)) |
延時(shí)時(shí)間 |
5-200S(可調(diào))可制作范圍零點(diǎn)幾秒-幾十分鐘 |
封鎖時(shí)間 |
2.5S(默認(rèn))可制作范用零點(diǎn)幾秒-幾十秒 |
電路板外形尺寸 |
32mm*24mm |
感應(yīng)角度 |
<100 度錐角 |
工作溫度 |
-15-+70 度 |
感應(yīng)透鏡尺寸 |
直徑:23mm(默認(rèn)) |
功能特點(diǎn): ?
1、當(dāng)人們進(jìn)入感應(yīng)區(qū)域時(shí),系統(tǒng)會發(fā)出高電平信號;而當(dāng)人們離開感應(yīng)區(qū)域時(shí),系統(tǒng)會自動關(guān)閉高電平信號,并發(fā)出低電平信號。 ?
2、通過選擇光敏控制,可以在白天或光照較強(qiáng)的情況下保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而無需在出廠時(shí)設(shè)定。 ?
3、夏季,隨著環(huán)境溫度的上漲,如果探測距離縮小,則需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償,以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。
4、兩種觸發(fā)方式:(可跳線選擇) ?
a、采用無限次觸發(fā)模式:當(dāng)檢測到一個(gè)較高的電平值,在一定的延遲期限內(nèi),系統(tǒng)會立刻調(diào)整電平值,使其降至較低的水平;
b、可重復(fù)觸發(fā)方式:當(dāng)感應(yīng)器檢測到人體的活動時(shí),它會自動調(diào)整電平,以便在指定的時(shí)間段內(nèi),將高電平轉(zhuǎn)換為低電平,直至人離開。這種方式可以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并且能夠及時(shí)響應(yīng)用戶的反饋。 ?
5、當(dāng)高電平變 低電平,并且默認(rèn)情況下,感應(yīng)模塊會被關(guān)閉,這個(gè)關(guān)閉的時(shí)長為2.5S。這個(gè)關(guān)閉的期限是,在這個(gè)期限里,感應(yīng)器將無法收到外部的傳遞的信息。這項(xiàng)技術(shù)允許與“封鎖時(shí)間”之間進(jìn)行定期的交替運(yùn)行,從而為檢測到的不良物質(zhì)提供了一個(gè)靈活的空間,并且還具備了抵抗在不斷變化的負(fù)荷環(huán)境下所帶來的噪音的特性。
6、該設(shè)備的輸入電壓可達(dá)DC4.5V-20V,具有較大的靈活性。 ?
7、微功耗:其靜態(tài)電流低至50微安,使其成為最佳的選擇,尤其是在使用干電池作為源時(shí),更是能夠滿足其要求。此外,它還能夠提供 8級的高精度信號。
3.5 LM393電壓比較器
電壓比較器是一個(gè)用來測量電路電壓的集成電路,通過對集成電路進(jìn)行測試,可以得到電路電壓的波形。這個(gè)電路通過測試電路電壓的波形來確保集成電路的穩(wěn)定性,并且可以用來測試電路的電流。電壓比較器通過測試電路電流的波形來確保集成電路的穩(wěn)定性,并且可以用來測試電路的電流。通過使用比較器,我們能夠構(gòu)建非正弦波形變換電路,并將其廣泛地運(yùn)用到仿真和數(shù)字信號處理中。
內(nèi)部框圖如下圖;
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LM393主要特點(diǎn)如下:
●具有廣泛的供電能力,無論是單相還是多相,都能夠正常運(yùn)行。其中,單相供電能力為2~36V,多相供電能力為±1~±18V;
●消耗電流小,Icc=0.8mA;?
●輸入失調(diào)電壓小,VIO=±2mV;?
●共模輸入電壓范圍寬,Vic=0~Vcc-1.5V;?
●輸出與TTL,DTL,MOS,CMOS?等兼容;?
●輸出可以用開路集電極連接“或”門;
表2 LM393各引腳功能表 | ||
引出端序號 |
符號 |
功能 |
1 |
OUT A |
輸出 A |
2 |
IN A- |
反相輸入 A |
3 |
IN A+ |
同相輸入 A |
4 |
GND |
接地端 |
5 |
IN B+ |
同相輸入 B |
6 |
IN B- |
反相輸入 B |
7 |
OUT B |
輸出 B |
8 |
Vcc |
電源電壓 |
LM393偏置網(wǎng)絡(luò)的特性使得它的靜態(tài)電流與電源電壓之間的差異可以被忽略不計(jì). ??
通常電源不需要加旁路電容。 ??
差分輸入電壓應(yīng)當(dāng)足夠高,以確保Vcc的正常運(yùn)行.同時(shí),保護(hù)部分也應(yīng)當(dāng)有效地阻止輸入電壓超出-0.3V. ??
LM393采用了一種開路的NPN輸出晶體管,它的集陰極與輻射極之間的連通性使得它具有多集陰極輸入輸出和ORing功能的特性.
這種輸出方式的特點(diǎn)是,它的負(fù)載電阻可以連接到 Vcc端的任意電壓,并且它的輸入是一個(gè)簡易的地面SPS斷路,即使沒有使用它,它的缺口也會由于驅(qū)動力或者器件的β值來控制.一旦超過了最高的16mA的電流,輸入晶片就會斷裂,并迅速地提高輸入的飽和電壓,這個(gè)閾值由輸入晶片的γSAT來控制。當(dāng)電流不足以滿足負(fù)載要求 ,低失衡電壓(約1.0mV)可以將電流限制在零水平。為此,我們采取了一種新的電路,將聲波傳感器與光學(xué)傳感器結(jié)合起來。
?4.?系統(tǒng)組成及電路設(shè)計(jì)
4.1 最小系統(tǒng)電路如下:
如果要使單片機(jī)運(yùn)行良好,就必須對它進(jìn)行充分的設(shè)計(jì),包括安裝合適的外殼、電源、振蕩和時(shí)序傳輸。此外,還應(yīng)該設(shè)置一個(gè)復(fù)位功能,以確保它在初始條件下仍然處于運(yùn)行狀態(tài)。通過引入蜂鳴器、LED和八段數(shù)碼管等外部電路,可以大大增強(qiáng)單片機(jī)的可拓展性,同時(shí),它們還可以作為單片機(jī)的輸入輸出接口,支持快速、高效地傳輸數(shù)據(jù)。
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4.2 紅外熱釋電傳感器電路
如果傳感器未能接收到來自人類的紅外光,那么由于電容的兩端會形成具有不同極性和數(shù)值的正、負(fù)電荷,因此這些正、負(fù)電荷會彼此抵消,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)缺乏電流,從而使得傳感器失去了功能。?
當(dāng)人體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),兩個(gè)電容上發(fā)出的紅外線光能量完全一致,形成一個(gè)完美的平衡,而兩個(gè)電容之間的光電流也完全相反,這樣,即使是在這種情況下,傳感器也不會產(chǎn)生任何信號。
隨著人們的行走,兩個(gè)電容受到的紅外線輻射的強(qiáng)度會發(fā)生變化,從而導(dǎo)致兩個(gè)電容之間的光電流無法完全交換,從而使得傳感器產(chǎn)生了一個(gè)可以被接收的信號。
?
1.當(dāng)感應(yīng)模塊接上電源,它將開啟一段大約一分鐘的預(yù)處理過程,這段過程中,它將不斷地發(fā)射0-3次信號,一分鐘之后,它將處于靜止不動的狀態(tài)。?
2.為了確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性,應(yīng)該盡量避免將光線或其他外部因素直接照射到模塊表面,以防止引入干擾信號并導(dǎo)致誤操作;同時(shí),應(yīng)該盡量避免使用流動的風(fēng),因?yàn)樗鼈円矔y量結(jié)果造成干擾。?
3.使用雙元探頭的傳感器系統(tǒng),其探頭的視窗呈現(xiàn)出一個(gè)長方狀,A元B元分別設(shè)置在探頭的兩側(cè),在探頭的前后,隨著探頭的移動,紅外光的傳播速度和距離也會發(fā)生變化,而這種差值會影響探頭的性能,如果探頭的前后移動,a元探頭會發(fā)現(xiàn)差值,而b元探頭則無法發(fā)現(xiàn)差值,這樣就會導(dǎo)致探頭的性能變差,無法發(fā)揮出它的功能。因此,在安裝探頭的時(shí)候,要確保探頭的前后移動的方向和探頭的前后移動的方向保持一致,這樣才能保證探頭的性能和功能的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。通過引入圓形透鏡,我們可以讓探頭的四個(gè)部分同步檢測到人體的動作,從而提高檢測的精確性。此外,我們還可以通過擴(kuò)展檢測的視野,讓檢測的范圍更廣,更精確,更有效。
4.3繼電器電路
電磁繼電器通常用于電氣設(shè)備中,作為一種電氣元器件,其作用在于連接輸入回路與受控對象。。
“自動開關(guān)”,也稱輸出回路,一種被廣泛使用的自動控制技術(shù),可以以極少.極少的電流.極少的極少的電壓來完成極多.極多的極限操縱,因此,“自動開關(guān)”可以被廣泛地用來進(jìn)行自動調(diào)整、安全防范和變更電路。
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第5章 軟件程序設(shè)計(jì)
5.1 主程序流程圖
Stc89c52主程序流程圖如下所示:圖12
本系統(tǒng)基于單片機(jī),采用紅外光控技術(shù),實(shí)現(xiàn)了通過聲音和光控制燈的功能。主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。
硬件設(shè)計(jì)部分:
本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要包括紅外接收模塊、聲音控制模塊、光控制模塊、單片機(jī)控制模塊和燈光控制模塊。
紅外接收模塊:通過紅外遙控器發(fā)送信號,紅外接收模塊接收信號并將信號轉(zhuǎn)換為電信號,傳遞給單片機(jī)。
聲音控制模塊:通過麥克風(fēng)檢測聲音信號,經(jīng)過濾波、放大等處理后,傳遞給單片機(jī)。
光控制模塊:通過光敏電阻檢測光照強(qiáng)度,將檢測到的光照強(qiáng)度值傳遞給單片機(jī)。
單片機(jī)控制模塊:通過對紅外信號、聲音信號和光照強(qiáng)度值的處理,控制燈的開關(guān)、亮度、顏色等參數(shù)。
燈光控制模塊:根據(jù)單片機(jī)控制模塊的指令,控制燈的開關(guān)、亮度、顏色等參數(shù)。
軟件設(shè)計(jì)部分:
本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括程序設(shè)計(jì)和算法設(shè)計(jì)兩個(gè)部分。
程序設(shè)計(jì):通過編寫程序,實(shí)現(xiàn)對紅外信號、聲音信號和光照強(qiáng)度值的處理,進(jìn)而控制燈的開關(guān)、亮度、顏色等參數(shù)。
算法設(shè)計(jì):通過算法實(shí)現(xiàn)對紅外信號、聲音信號和光照強(qiáng)度值的處理,進(jìn)而控制燈的開關(guān)、亮度、顏色等參數(shù)。例如,通過對聲音信號進(jìn)行分析,判斷聲音的大小和類型,進(jìn)而控制燈的亮度和顏色??傮w來說,本系統(tǒng)通過紅外光控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了通過聲音和光控制燈的功能,具有較高的實(shí)用性和可擴(kuò)展性。
第6章 系統(tǒng)調(diào)試
6.1 硬件調(diào)試
當(dāng)進(jìn)行基于單片機(jī)的紅外光控?zé)粝到y(tǒng)硬件調(diào)試時(shí),我們需要對每個(gè)硬件組件進(jìn)行檢查和優(yōu)化,以確保整個(gè)系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。以下是可能的硬件調(diào)試步驟:
紅外線接收模塊調(diào)試:如果紅外線接收模塊無法正常解碼和響應(yīng)傳輸?shù)男盘?,則需要檢查紅外線接收頭是否正確連接、是否存在干擾等問題??梢試L試更換紅外線接收頭或者增加濾波電路來解決干擾問題。
單片機(jī)控制模塊調(diào)試:如果單片機(jī)控制模塊無法啟動、操作不正確等問題,則需要檢查芯片是否損壞、引腳連接是否正確等問題??梢允褂镁幊唐髦匦聼洺绦蚧蛘吒鼡Q芯片來解決問題。
繼電器驅(qū)動模塊調(diào)試:如果繼電器驅(qū)動模塊無法正??刂茻襞莸拈_關(guān),則需要檢查繼電器是否損壞、驅(qū)動電路是否正確設(shè)計(jì)等問題。可以通過更換繼電器或者重新設(shè)計(jì)驅(qū)動電路來解決問題。
LED指示燈調(diào)試:如果LED指示燈亮度不足、無法正常顯示等問題,則需要檢查指示燈是否損壞、驅(qū)動電路是否正確設(shè)計(jì)等問題??梢酝ㄟ^更換LED或者重新設(shè)計(jì)驅(qū)動電路來解決問題。
總體而言,基于單片機(jī)的紅外光控?zé)粝到y(tǒng)硬件調(diào)試需要仔細(xì)檢查每個(gè)硬件組件,并解決可能存在的問題。在解決問題時(shí),可以采用逐漸排除法,逐步縮小問題范圍,最終找到并解決問題。
6.2 系統(tǒng)軟件測試
當(dāng)進(jìn)行基于單片機(jī)的紅外光控?zé)粝到y(tǒng)軟件調(diào)試時(shí),我們需要對程序進(jìn)行檢查和優(yōu)化,以確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。以下是可能的軟件調(diào)試步驟:
首先,我們需要對程序進(jìn)行編譯,然后將其通過仿真器或下載器燒錄到單片機(jī)中,最后,我們可以在單片機(jī)上運(yùn)行這個(gè)程序,以便進(jìn)行調(diào)試。當(dāng)發(fā)現(xiàn)程序無法啟動、崩潰等問題時(shí),可以通過調(diào)試工具進(jìn)行逐步調(diào)試,查找程序中的錯(cuò)誤。
紅外線解碼調(diào)試:如果在使用紅外線遙控器發(fā)送控制信號時(shí),系統(tǒng)沒有正確響應(yīng),則需要檢查程序中的紅外線解碼部分。可以使用示波器等工具檢查接收到的紅外線信號是否與預(yù)期相符,同時(shí)檢查解碼算法是否正確實(shí)現(xiàn)。
控制邏輯調(diào)試:如果系統(tǒng)無法按照預(yù)期控制燈泡的開關(guān),則需要檢查程序中的控制邏輯。可以通過模擬不同情況下的輸入信號并觀察輸出結(jié)果,以確定程序中的邏輯錯(cuò)誤。
系統(tǒng)穩(wěn)定性調(diào)試:如果系統(tǒng)在長時(shí)間運(yùn)行后出現(xiàn)異?;蛘弑罎?,可能是由于內(nèi)存泄漏或其他錯(cuò)誤引起的??梢酝ㄟ^調(diào)試工具進(jìn)行程序運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測,檢查并解決問題。
總體而言,基于單片機(jī)的紅外光控?zé)粝到y(tǒng)軟件調(diào)試需要仔細(xì)檢查每個(gè)程序模塊,并解決可能存在的問題。在解決問題時(shí),可以采用逐漸排除法,逐步縮小問題范圍,最終找到并解決問題。
項(xiàng)目總結(jié)
基于單片機(jī)的紅外光控?zé)粝到y(tǒng)是一種智能化的照明控制系統(tǒng),旨在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動感應(yīng)控制,提高燈具的使用效率和舒適性,并節(jié)約能源。該系統(tǒng)主要由紅外接收模塊、單片機(jī)控制模塊、繼電器驅(qū)動模塊、LED指示燈等硬件組件構(gòu)成。我們使用STC89C52單片機(jī)來控制系統(tǒng),并配備了紅外接收頭、四位七段數(shù)碼管、LED指示燈和繼電器模塊來實(shí)現(xiàn)各種功能。程序部分使用了C語言,可以實(shí)現(xiàn)紅外解碼、控制邏輯和自動感應(yīng)控制。 軟硬件相結(jié)合,我們可以通過遙控器發(fā)送控制信號,或者根據(jù)環(huán)境光線自動調(diào)整燈泡亮度;同時(shí),系統(tǒng)還有提示音、狀態(tài)顯示等附加功能。該系統(tǒng)低成本、易實(shí)現(xiàn),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在家庭、辦公室等場所。這個(gè)項(xiàng)目為智能照明領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)提供了一個(gè)典型示例,也為學(xué)生們提供了一次鍛煉硬件設(shè)計(jì)、軟件開發(fā)、調(diào)試調(diào)優(yōu)等方面綜合能力的機(jī)會。
參考文獻(xiàn)
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致謝
經(jīng)歷了一個(gè)艱辛的時(shí)期,最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)得以圓滿實(shí)現(xiàn),標(biāo)志著我的大學(xué)時(shí)光正式告一段落。在此期間,我從中獲得的知識、經(jīng)驗(yàn)以及感悟無窮,全部歸功于所有的老師、同伴以及家人的熱情幫助。
在這篇論文的撰寫過程中,我的指導(dǎo)教授付出了巨大的努力,他們仔細(xì)審查并一一解答所有的細(xì)節(jié),并且不斷地鼓勵(lì)我繼續(xù)努力。對于那些對我的工作非常重視并且一直對我的學(xué)業(yè)有所幫助的教授們,我深表歉意。
附錄:
原理圖和PCB圖
?
?
?源程序代碼
#include <REGX52.H>
sbit Light = P1^1;
sbit ??JDQ = P2^0;
sbit ??RSD = P1^6;
sbit Sound = P2^2; ??//聲明IO
???
unsigned char Trig_Time = 0; ?//觸發(fā)燈控時(shí)間
void Timer0_Int() ??//定時(shí)器初始化,使用定時(shí)器 0 ,定時(shí)中斷周期是 50ms
{
??TMOD=0x01;
??TH0=0x4C;
??TL0=0x00;
??ET0=1;
??TR0=1;
??EA=1;
}文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-467516.html
void Control() //控制函數(shù)
?{
???if(Light==1) //光檢測為高電平說明此時(shí)是光暗
????{
???if(RSD==1||Sound==0) Trig_Time = 60; ??//光暗情況下,檢測到人,或者聲音,就刷新燈亮?xí)r間,3S ??, 20是一秒
}
if(Trig_Time!=0) ?JDQ = 0; ??//只要燈亮?xí)r間不為 0 ,那就一直觸發(fā)燈亮
else ?????????????JDQ=1;
?}
void main() ???//主函數(shù)
?{
???Timer0_Int(); ??//定時(shí)器初始化函數(shù)
???while(1)
????{
??Control(); ??//調(diào)用控制
}
?}
void Timer0() interrupt 1 //定時(shí)器 0 中斷回調(diào)
{
??TH0=0x4C;
??TL0=0x00; //重新裝載初值 50ms
??if(Trig_Time!=0) Trig_Time--; ?//只要不為0 ,就自減文章來源:http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-467516.html
}
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