畢業(yè)論文-基于單片機(jī)的教室燈光自動(dòng)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目論文題目：基于單片機(jī)的教室燈光自動(dòng)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系 所： 電子工程系 專 業(yè)： 電子信息工程（嵌入式系統(tǒng)工程方向） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師職稱： 講師 完成日期： 2014年 5月 2日 大連東軟信息學(xué)院Dalian 大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 V基于單片機(jī)的教室燈光自動(dòng)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照明技術(shù)也逐漸發(fā)達(dá)，燈光可以點(diǎn)亮整個(gè)世界，但是人們?cè)谟秒姷耐瑫r(shí)，不會(huì)考慮到電負(fù)荷越來(lái)越大，能源上越來(lái)越缺失。我們國(guó)家人口眾多，每天對(duì)于電的需求量不計(jì)其數(shù)，尤其隨著教室的擴(kuò)建，學(xué)生的不斷增多，導(dǎo)致教室燈光管理不好

2、，造成對(duì)于電量的浪費(fèi)，所以當(dāng)務(wù)之急是如何管理教室燈光照明的智能化。隨著國(guó)外智能化技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)采用了教室燈光智能化管理，但是我們國(guó)家大多數(shù)還是屬于人工化管理照明，如果管理不善，就會(huì)導(dǎo)致電能的大量浪費(fèi)，我們國(guó)家是一個(gè)倡導(dǎo)節(jié)約的國(guó)家，這樣的浪費(fèi)實(shí)屬不妥善，所以開(kāi)發(fā)出智能、簡(jiǎn)便的自動(dòng)化燈光管理系統(tǒng)是具有很大意義的。本篇論文是闡述利用燈光自動(dòng)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，核心單片機(jī)是52單片機(jī)，控制的時(shí)鐘芯片是DS1302，硬件設(shè)計(jì)包括蜂鳴器，液晶顯示數(shù)碼管，紅外人體傳感器等等，還有軟件設(shè)計(jì)方案。這個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有很多，首先體積小，方便操作，簡(jiǎn)單易懂，性價(jià)比很高，可以使用與各種院校的照明需求，從而提高了照明使用

3、效率，節(jié)能環(huán)保。本設(shè)計(jì)的思路核心就是要把照明智能化，節(jié)能環(huán)保，所以圍繞這個(gè)核心制作出相應(yīng)的硬件和軟件思路。該設(shè)計(jì)核心硬件就是52單片機(jī)，他是作為主控制部件，延時(shí)作為子程序采用紅外傳感器來(lái)檢測(cè)人來(lái)或者人走，每次到達(dá)下課的時(shí)間，系統(tǒng)就會(huì)檢測(cè)燈關(guān)沒(méi)關(guān)，如果燈還沒(méi)有關(guān)閉，一分鐘的時(shí)候蜂鳴器就會(huì)發(fā)出警報(bào)音，提醒我們來(lái)關(guān)閉燈，如果教室有人，你可以選擇延時(shí)關(guān)燈或者立即關(guān)燈，延時(shí)關(guān)燈的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)教室的人數(shù)，如果教室里沒(méi)人他自動(dòng)會(huì)關(guān)，立即關(guān)燈的話燈會(huì)直接關(guān)掉，而且延時(shí)和立即都會(huì)使蜂鳴器不再報(bào)警。如果教室有人不去理睬它的話，他會(huì)一直報(bào)警10分鐘，并且在10分鐘后自動(dòng)關(guān)閉。關(guān)鍵詞：52單片機(jī)，延時(shí)，蜂鳴器，紅

4、外傳感器，數(shù)碼管，DS1302大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AbstractDesign and Implementation of Classroom Light Automatic Controller based on SCM AbstractWith the development of science and technology,lighting technology has gradually developed, the light can light up the whole world, but people in power at the same time, not

5、 considering the electric load is more and more big, the lack of energy is more and more. Our country population, demand for electricity in the everyday countless, especially with the expansion of the classroom, the students growing, cause the classroom lighting management is bad, cause for waste ba

6、ttery, so it is imperative that how to manage the classroom intelligent lighting. With the development of intelligent technology abroad, have been adopted by the classroom light intelligent management, but most of our country still belongs to the artificial lighting, if bad management, will lead to

7、waste of large amount of electrical energy in our country is a country advocate savings, this waste is not properly, so the developed intelligent lights, easy automation management system is of great significance.This paper is to use light automatic monitoring system design principle, core microcont

8、roller is 52 single chip microcomputer, the control of the clock chip DS1302, hardware design including buzzer, digital tube, liquid crystal display (LCD) human body infrared sensor, etc., and software design scheme. The advantages of this design has a lot of, first of all, small volume, convenient

9、operation, easy to understand, high cost performance, can be used with all kinds of lighting needs, and improve the lighting efficiency, energy conservation and environmental protection.This designs core idea is to put the intelligent lighting, energy conservation, environmental protection, so aroun

10、d this core to produce the corresponding hardware and software. The core hardware design is 52 microcontroller, he is as the main control unit, the time delay as a subroutine USES the infrared sensor to detect person or people, each time of arrival in the class, the system will detect less of the li

11、ghts off, if the light is not closed, one minute when a buzzer will sound an alarm, to remind us to close the lamp, if the someone, you can choose to delay immediately turn off the light or turn off the lights, the delay time to turn off the lights, the system will detect the number of the classroom

12、, if nobody in the classroom he will close automatically, immediately turn off the lights will turn off directly, and the delay and will make no longer buzzer alarm immediately. If the classroom some to ignore it, he will continue to report to the police for 10 minutes, and automatically shut off af

13、ter 10 minutes.Keywords: 52 Single Chip,Delay,Buzzer,Infrared Sensors,Digital Tube,DS1302大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目 錄 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc387771309 h IAbstract PAGEREF _Toc387771310 h II第1章緒 論 PAGEREF _Toc387771311 h 11.1課題研究背景與意義 PAGEREF _Toc387771312 h 11.1.1 課題研究背景 PAGEREF _Toc387771313 h 11.1.

14、2 課題研究的意義 PAGEREF _Toc387771314 h 11.2 課題研究?jī)?nèi)容與方法 PAGEREF _Toc387771315 h 11.3 課題研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc387771316 h 1第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc387771317 h 32.1 紅外傳感器技術(shù) PAGEREF _Toc387771318 h 32.2 繼電器控制技術(shù) PAGEREF _Toc387771319 h 32.3電路核心單片機(jī)AT89C52 PAGEREF _Toc387771320 h 4第3章系統(tǒng)需求分析 PAGEREF _Toc387771321 h 63.1

15、 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc387771322 h 63.2 系統(tǒng)功能需求 PAGEREF _Toc387771323 h 63.3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc387771324 h 63.4 技術(shù)可行性 PAGEREF _Toc387771325 h 63.5經(jīng)濟(jì)可行性 PAGEREF _Toc387771326 h 7第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771327 h 84.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則 PAGEREF _Toc387771328 h 84.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771329 h 94.3 硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _T

16、oc387771330 h 94.3.1單片機(jī)模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771331 h 94.3.2 LCD數(shù)碼管電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771332 h 104.3.3繼電器模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771333 h 114.3.4紅外傳感器模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771334 h 124.3.5 DS1302模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771335 h 134.4 功能和流程設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771336 h 144.4.1控制流程設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771337 h 144.4.2

17、功能模塊設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387771338 h 14第5章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc387771339 h 155.1功能模塊實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc387771340 h 155.1.1日期時(shí)間設(shè)置模塊 PAGEREF _Toc387771341 h 155.1.2時(shí)間顯示模塊 PAGEREF _Toc387771342 h 165.1.3按鍵開(kāi)關(guān)燈控制模塊 PAGEREF _Toc387771343 h 175.1.4進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)模塊 PAGEREF _Toc387771344 h 185.1.5教室燈自動(dòng)關(guān)閉模塊 PAGEREF _Toc387771345 h

18、 215.2 系統(tǒng)集成與調(diào)試 PAGEREF _Toc387771346 h 225.2.1硬件調(diào)試 PAGEREF _Toc387771347 h 225.2.2軟件調(diào)試 PAGEREF _Toc387771348 h 23第6章 系統(tǒng)測(cè)試 PAGEREF _Toc387771349 h 246.1 測(cè)試概述 PAGEREF _Toc387771350 h 246.2 測(cè)試用例 PAGEREF _Toc387771351 h 246.2.1 數(shù)據(jù)發(fā)送 PAGEREF _Toc387771352 h 246.2.2 LCD顯示 PAGEREF _Toc387771353 h 24第7章結(jié)論 P

19、AGEREF _Toc387771354 h 26參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc387771355 h 27致 謝 PAGEREF _Toc387771356 h 28大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 第1章緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市和人們生活當(dāng)中的照明越來(lái)越好，設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，但是即便是這樣，也說(shuō)明了一些問(wèn)題，就是當(dāng)今社會(huì)電負(fù)荷增大，耗電量越來(lái)越多，我國(guó)是個(gè)人口眾多的地方，這樣下去資源必然會(huì)有枯竭的一天。所以現(xiàn)在各種燈具市場(chǎng)上，節(jié)能燈越來(lái)越普遍，但是像教室這樣的學(xué)生流動(dòng)量比較大的地方，燈光智能化的學(xué)校少之又少，基本都是自覺(jué)性的開(kāi)關(guān)燈。在國(guó)外，燈光照明自動(dòng)化比我們國(guó)內(nèi)做的要好的很多，

20、近幾年雖然我國(guó)有些高校院校也嘗試用這種智能化的燈光控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的效果，但是還是沒(méi)有普及，所以為了減少資源的浪費(fèi)，為我們的生態(tài)環(huán)境變得越來(lái)越好，設(shè)計(jì)了一款教室燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)，它既方便快捷，又節(jié)能環(huán)保。相信未來(lái)如果普及了這種設(shè)備，我們的照明技術(shù)前景會(huì)越來(lái)越好的，為國(guó)內(nèi)照明技術(shù)起到了關(guān)鍵性作用。課題研究背景與意義1.1.1 課題研究背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，照明技術(shù)也逐漸發(fā)達(dá)，燈光可以點(diǎn)亮整個(gè)世界，但是人們?cè)谟秒姷耐瑫r(shí)，不會(huì)考慮到電負(fù)荷越來(lái)越大，能源上越來(lái)越缺失。我們國(guó)家人口眾多，每天對(duì)于電的需求量不計(jì)其數(shù)，尤其隨著教室的擴(kuò)建，學(xué)生的不斷增多，導(dǎo)致教室燈光管理不好，造成對(duì)于電量的浪費(fèi)，所以

21、當(dāng)務(wù)之急是如何管理教室燈光照明的智能化。1.1.2 課題研究的意義隨著國(guó)外智能化技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)采用了教室燈光智能化管理，但是我們國(guó)家大多數(shù)還是屬于人工化管理照明，如果管理不善，就會(huì)導(dǎo)致電能的大量浪費(fèi)，我們國(guó)家是一個(gè)倡導(dǎo)節(jié)約的國(guó)家，這樣的浪費(fèi)實(shí)屬不妥善，所以開(kāi)發(fā)出智能、簡(jiǎn)便的自動(dòng)化燈光管理系統(tǒng)是具有很大意義的。1.2 課題研究?jī)?nèi)容與方法本次課題的研究主要是針對(duì)國(guó)內(nèi)教室的教室照明智能化的實(shí)現(xiàn)，來(lái)滿足我們對(duì)照明方面的節(jié)能與環(huán)保，而且本設(shè)計(jì)的方面與快捷也可以滿足同學(xué)和老師們對(duì)于這方面的自覺(jué)性。首先此設(shè)計(jì)是利用紅外傳感器來(lái)檢測(cè)教室里的人數(shù)，根據(jù)人數(shù)判斷是否報(bào)警，如果有學(xué)生或者老師在教室，就可以選擇何時(shí)

22、關(guān)閉電燈，但是如果有些人對(duì)報(bào)警不理睬，此系統(tǒng)會(huì)在10分鐘后自動(dòng)切斷電源，從而達(dá)到節(jié)能的目的。1.3 課題研究現(xiàn)狀在國(guó)外，燈光照明的智能化已經(jīng)越來(lái)越普及大眾，包括城市照明，家用照明，工廠及教師的照明等等，智能照明的這些功能受決定了它的應(yīng)用價(jià)值，國(guó)內(nèi)外已有一些領(lǐng)域已經(jīng)展開(kāi)應(yīng)用。智能照明現(xiàn)在國(guó)外應(yīng)用的比較多一些，像日本的醫(yī)院，通過(guò)智能照明系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了符合晝夜節(jié)律的照明，使得住院人員的生活周期保持穩(wěn)定，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用還比較少。國(guó)內(nèi)的現(xiàn)在大部分教室，還在處于一個(gè)人工管理照明的狀態(tài)，這樣的話及其不方便和不安全，如果稍有管理不善，將會(huì)導(dǎo)致電力資源的大量浪費(fèi)。智能照明屬于一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，智能照明產(chǎn)

23、品也是一個(gè)將要改變?nèi)藗兩罘绞降漠a(chǎn)品，對(duì)于改變，人們往往是被推著來(lái)的。當(dāng)然，隨著各種技術(shù)的不斷發(fā)展，生活水平的不斷提高，各類通信標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)不斷規(guī)范，智能照明將真正進(jìn)入尋常百姓家。此外，智能控制照明的關(guān)鍵技術(shù)如傳感器、控制器及其系統(tǒng)集成存在著質(zhì)次、價(jià)高、系統(tǒng)的理論分析宣傳與實(shí)際不符等問(wèn)題。一些技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的品牌產(chǎn)品價(jià)位太高，質(zhì)次價(jià)低的工程采用后很快就失效而棄用，進(jìn)一步影響了推廣應(yīng)用。所以此設(shè)計(jì)主要是想解決國(guó)內(nèi)教室現(xiàn)有的這種非智能化管理照明的狀態(tài)，針對(duì)各種浪費(fèi)，制作出又方便、又易操控、性價(jià)比高的系統(tǒng)來(lái)管理這種燈光上的浪費(fèi)，如果能夠在國(guó)內(nèi)普及了這種系統(tǒng)，將會(huì)為電荷的負(fù)載減少了很大的負(fù)擔(dān)。大連東

24、軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1 紅外傳感器技術(shù)自然界中任何的物體，像人，植物，動(dòng)物，礦物質(zhì)等等都會(huì)發(fā)出不同波長(zhǎng)的紅外線，利用紅外傳感器可對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。根據(jù)工作原理，紅外傳感器可以大致分為熱型和光敏型兩類，熱型紅外傳感器也稱熱釋電紅外傳感器或被動(dòng)紅外傳感器。與光電型相比，響應(yīng)的紅外線波長(zhǎng)范圍較寬，價(jià)格也比較便宜，而且還可以常溫下工作。光電型與熱型的特點(diǎn)相反，而且還要要求冷卻條件。本系統(tǒng)采用的是光敏式紅外傳感器，它主要是監(jiān)測(cè)教室內(nèi)的人數(shù)，達(dá)到本設(shè)計(jì)一個(gè)至關(guān)重要的作用。人體存在傳感器主要采用了紅外傳感器的原理，它是目前在各個(gè)領(lǐng)域都是一個(gè)應(yīng)用廣泛的傳感器。這種紅外感應(yīng)源通常采用光電

25、元件，這種元件在接收到人體反射發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，接下來(lái)元件就會(huì)釋放出一定量的電荷，接下來(lái)電路就會(huì)進(jìn)行處理來(lái)決定開(kāi)和關(guān)。如果有人進(jìn)入到開(kāi)和關(guān)的范圍之內(nèi)，傳感器就會(huì)自動(dòng)探測(cè)到人體的一些 HYPERLINK /search?word=%E7%BA%A2%E5%A4%96%E5%85%89%E8%B0%B1&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 紅外光譜的一些變化，開(kāi)和關(guān)會(huì)自動(dòng)接通電路中的負(fù)載，假如人不離開(kāi)這個(gè)感應(yīng)的范圍，開(kāi)和關(guān)將繼續(xù)保持接通；假如人離開(kāi)或者在感應(yīng)區(qū)內(nèi)沒(méi)有任何動(dòng)作，開(kāi)關(guān)會(huì)延時(shí)（時(shí)間可調(diào)TIME 5-120秒）自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載。人體存在傳感器的光敏紅外

26、探頭的工作原理及特性如下：主要是利用物體對(duì) HYPERLINK /search?word=%E8%BF%91%E7%BA%A2%E5%A4%96&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 近紅外線光束的反射原理，由人體感應(yīng)反射回來(lái)的光，據(jù)其強(qiáng)弱來(lái)檢測(cè)物體它是否存在， HYPERLINK /search?word=%E5%85%89%E7%94%B5%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 光電傳感器它第一是先發(fā)出紅外線光束到達(dá)或透過(guò)目標(biāo)物體，物體或鏡面對(duì)紅外線光束進(jìn)行反射， HYPERL

27、INK /search?word=%E5%85%89%E7%94%B5%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 光電傳感器接收反射回來(lái)的光束，根據(jù)光束的強(qiáng)弱判斷物體的存在。紅外光電傳感器種類很多，他們?cè)诟鱾€(gè)工作領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。常見(jiàn)的 HYPERLINK /search?word=%E7%BA%A2%E5%A4%96%E7%BA%BF%E5%85%89%E7%94%B5%E5%BC%80%E5%85%B3&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 紅外線光電開(kāi)關(guān)有對(duì)射式和反射式兩種， H

28、YPERLINK /search?word=%E5%8F%8D%E5%B0%84%E5%BC%8F%E5%85%89%E7%94%B5%E5%BC%80%E5%85%B3&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 反射式光電開(kāi)關(guān)是利用物體對(duì) HYPERLINK /search?word=%E5%85%89%E7%94%B5%E5%BC%80%E5%85%B3&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 光電開(kāi)關(guān)發(fā)射出的紅外線反射回去，由 HYPERLINK /search?word=%E5%85%89%E7%94%B5%E5%BC%80%E5%

29、85%B3&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 光電開(kāi)關(guān)接收，從而判斷是否有物體存在。如有物體存在，光電開(kāi)關(guān)接收到紅外線，其觸點(diǎn)動(dòng)作，否則其觸點(diǎn)復(fù)位。 HYPERLINK /search?word=%E5%AF%B9%E5%B0%84%E5%BC%8F%E5%85%89%E7%94%B5%E5%BC%80%E5%85%B3&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是由分離的發(fā)射器和接收器組成。當(dāng)無(wú)遮擋物時(shí)，接收器接收到發(fā)射器發(fā)出的紅外線，其觸點(diǎn)動(dòng)作；當(dāng)有物體擋住時(shí)，接收器便接收不到紅外線，其觸點(diǎn)復(fù)位。2.2 繼電器控制技

30、術(shù)在我的控制系統(tǒng)里，我采用的是繼電器控制燈的亮滅來(lái)實(shí)現(xiàn)。在繼電器的外圍電路中，同樣用到了PNP的三極管，在這里PNP的三極管同樣起到的是開(kāi)關(guān)的作用，在上面，我已經(jīng)介紹了PNP作為開(kāi)關(guān)的原理，同樣，PNP的的發(fā)射極E接VCC，基極B接單片機(jī)I/O口，這里我們用到的是單片機(jī)AT89C52的P2.3作為控制繼電器的控制線。PNP三極管的集電極接繼電器和下接電阻接地，這里的電阻同樣起到一個(gè)保護(hù)作用，保護(hù)繼電器正常工作。下面我們介紹一下我們用到的SRD-24VDC-SL-C繼電器的原理， HYPERLINK /search?word=%E7%94%B5%E7%A3%81%E7%BB%A7%E7%94%B

31、5%E5%99%A8&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 電磁繼電器一般由 HYPERLINK /search?word=%E9%93%81%E8%8A%AF&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。當(dāng)線圈中有電流通過(guò)的時(shí)候，也就是當(dāng)線圈兩端的有了電壓差，電流導(dǎo)通線圈內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)，即電磁效應(yīng)，這是銜鐵就會(huì)克服彈簧阻力被鐵芯吸過(guò)去，使得銜鐵上的動(dòng)觸點(diǎn)和常開(kāi)觸點(diǎn)對(duì)接，從而使得電路導(dǎo)通，當(dāng)線圈兩端的電壓差消失，電流隨即消失，則電磁效應(yīng)消失，銜鐵就會(huì)和常閉觸點(diǎn)對(duì)接，使得電路開(kāi)路。在我們的原理圖中，繼電器

32、K1的1管腳懸掛的是銜鐵，作為開(kāi)關(guān)，管腳3就是鐵芯，管腳2就是關(guān)。當(dāng)三極管PNP收到來(lái)自單片機(jī)AT89C52的低電平信號(hào)時(shí)， 三極管導(dǎo)通，這時(shí)繼電器兩端加上電壓，繼電器中流過(guò)一定電流，產(chǎn)生電磁效應(yīng)，從而使繼電器的管腳1的銜鐵吸向管腳3的鐵芯，從而繼電器導(dǎo)通，當(dāng)三極管PNP收到高電平信號(hào)時(shí)，三極管不導(dǎo)通，繼電器不導(dǎo)通，在沒(méi)有電磁效應(yīng)的時(shí)候，繼電器的1管腳的銜鐵回到正常位置也就是和管腳2貼合，此時(shí)繼電器關(guān)閉。這里我們引出三個(gè)排針，作為分別連接繼電器的三個(gè)引腳。其中2管腳和繼電器的1管腳連接，3管腳和繼電器的3管腳連接。2.3電路核心單片機(jī)AT89C52AT89C52是一種的低電壓、高性能CMOS

33、8位單片機(jī)，片內(nèi)包括了8KB的可以反復(fù)檫寫(xiě)的程序存儲(chǔ)器和12B的隨機(jī)存取 HYPERLINK /search?word=%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%AD%98%E5%82%A8&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先P0口，在不接片外存儲(chǔ)器的時(shí)候，可以當(dāng)作雙向輸入輸出的口，在接了片外存儲(chǔ)器的時(shí)候可以作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。在這里我們的P0連接著LCD1602的I/0口數(shù)據(jù)段，用來(lái)控制液晶顯示器的顯示數(shù)據(jù)。其次到P1口，是作為標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口使用的，同時(shí)P1.0可用作計(jì)數(shù)器/定時(shí)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端

34、使用和P.1還可以作為計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的外部控制端使用。在我們的系統(tǒng)中，我們將P1.0用來(lái)控制蜂鳴器。P2口即2128口，一般也可以作為標(biāo)準(zhǔn)雙向I/O口使用，在我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們將P2.7，P2.6,P2.5分別用作控制LCD1602的EN使能，R/W和R/S控制端。在我們的燈光自動(dòng)控制器中P3.4P3.7分別連接著我們的4個(gè)按鍵，用來(lái)接收按鍵的信息，加入按鍵控制功能。在我們的18，19口分,分別是X1和X2，這兩個(gè)端口是用來(lái)連接時(shí)鐘電路的。以及9口為復(fù)位端，用來(lái)連接復(fù)位電路。52單片機(jī)其主要工作特性是：.片內(nèi)程序存儲(chǔ)器它的內(nèi)部含有8KB的Flash程序存儲(chǔ)器，反復(fù)擦寫(xiě)壽命為1000次；.內(nèi)

35、部含有256kb的RAM；.擁有可編程I/O口線一共32跟；.而且還有 HYPERLINK /search?word=%E5%AE%9A%E6%97%B6%E5%99%A8&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 定時(shí)器3個(gè)（而且是可編程的）；.中斷系統(tǒng)主要是有中斷源8個(gè)、中斷矢量6個(gè)、2個(gè)級(jí) HYPERLINK /search?word=%E4%BC%98%E5%85%88%E6%9D%83&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；. HYPERLINK /search?word=%E4%B8%B2%E8%A1%8C%

36、E5%8F%A3&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 串行口它是可編程 HYPERLINK /search?word=%E4%B8%B2%E8%A1%8C%E9%80%9A%E4%BF%A1&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 串行通信口（全雙工）；.一個(gè)數(shù)據(jù)指針DPTR；.低功耗工作模式有空閑以及掉電；.具有可編程的3級(jí)程序鎖定位；.AT89C52工作電源電壓為6V，但是它一般典型值為5V；第3章系統(tǒng)需求分析3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是想將教室照明從人工化轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?，?dāng)前的設(shè)計(jì)條件有限，只能通過(guò)自己本身思路加上系統(tǒng)所

37、需求的架構(gòu)，制作出一個(gè)完整、簡(jiǎn)便、快捷的教室燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果此思路能夠普及，相信以后的時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)會(huì)更加完善，功能會(huì)更加的全面，從而滿足節(jié)能的效果。3.2 系統(tǒng)功能需求根據(jù)需求調(diào)研結(jié)果確定本系統(tǒng)主要包括以下功能模塊，其中功能模塊的描述如表3.1所示。表3.1 教室燈光自動(dòng)控制器功能功能編號(hào)功能名稱功能描述優(yōu)先級(jí)1STC89C52整個(gè)系統(tǒng)的核心，串聯(lián)整個(gè)電路的橋梁12LCD液晶顯示屏顯示當(dāng)前系統(tǒng)的數(shù)據(jù)23紅外傳感器通過(guò)人體感應(yīng)來(lái)判斷人數(shù)，起決定作用14繼電器電控制器件，電路的輸入輸出控制25蜂鳴器通過(guò)紅外感應(yīng)判斷出的信號(hào)來(lái)進(jìn)行報(bào)警36DS1302通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路

38、27USB電源接口進(jìn)行整個(gè)電路的供電功能38按鍵通過(guò)按鍵控制整個(gè)電路功能的實(shí)現(xiàn)39復(fù)位利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。23.3 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境 硬件環(huán)境：450*2MHZ/40G/1024MB/40G/軟件環(huán)境：Keil uVision43.4 技術(shù)可行性在我的控制系統(tǒng)里，我采用的是繼電器控制燈的亮滅來(lái)實(shí)現(xiàn)。在繼電器的外圍電路中，同樣用到了PNP的三極管，在這里PNP的三極管同樣起到的是開(kāi)關(guān)的作用，在上面，我已經(jīng)介紹了PNP作為開(kāi)關(guān)的原理，同樣，PNP的發(fā)射極E接VCC，基極B接單片機(jī)I/O口，這里我們用到的是單片機(jī)AT89C52的P2.3作為控制繼電器的控制線。PNP三極管的集電極接繼電器和下接電

39、阻接地，這里的電阻同樣起到一個(gè)保護(hù)作用，保護(hù)繼電器正常工作。采用的是光敏式紅外傳感器，它主要是監(jiān)測(cè)教室內(nèi)的人數(shù)，達(dá)到本設(shè)計(jì)一個(gè)至關(guān)重要的作用。人體存在傳感器主要采用了紅外傳感器的原理，它是目前在各個(gè)領(lǐng)域都是一個(gè)應(yīng)用廣泛的傳感器。這種紅外感應(yīng)源通常采用光電元件，這種元件在接收到人體反射發(fā)生變化時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，接下來(lái)元件就會(huì)釋放出一定量的電荷，接下來(lái)電路就會(huì)進(jìn)行處理來(lái)決定開(kāi)和關(guān)。如果有人進(jìn)入到開(kāi)和關(guān)的范圍之內(nèi)，傳感器就會(huì)自動(dòng)探測(cè)到人體的一些 HYPERLINK /search?word=%E7%BA%A2%E5%A4%96%E5%85%89%E8%B0%B1&fr=qb_search_exp&

40、ie=utf8 t _blank 紅外光譜的一些變化，開(kāi)和關(guān)會(huì)自動(dòng)接通電路中的負(fù)載，假如人不離開(kāi)這個(gè)感應(yīng)的范圍，開(kāi)和關(guān)將繼續(xù)保持接通；假如人離開(kāi)或者在感應(yīng)區(qū)內(nèi)沒(méi)有任何動(dòng)作，開(kāi)關(guān)會(huì)延時(shí)（時(shí)間可調(diào)TIME 5-120秒）自動(dòng)關(guān)閉負(fù)載。3.5經(jīng)濟(jì)可行性本次使用的電路板為腐蝕電路板，經(jīng)濟(jì)使用，價(jià)格低廉，而且單片機(jī)AT89C52本身也比較廉價(jià)，紅外傳感器在本次設(shè)計(jì)中起到了關(guān)鍵的作用，但是每個(gè)只需5元錢(qián)，DS1602液晶屏也只需8元錢(qián)。縱觀本次設(shè)計(jì)，所有器件都是非常廉價(jià)的，沒(méi)有花費(fèi)昂貴的費(fèi)用去完成本次設(shè)計(jì)，可以說(shuō)經(jīng)濟(jì)實(shí)用，性價(jià)比非常高。第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則（1）先進(jìn)性本設(shè)計(jì)的電路板采用腐

41、蝕電路板，連線簡(jiǎn)潔，液晶屏采用LCD，主要通過(guò)AT89C52作為核心，蜂鳴器報(bào)警，而且紅外傳感器直接可以監(jiān)測(cè)人數(shù)，液晶屏直接顯示人數(shù)，系統(tǒng)通過(guò)人數(shù)來(lái)直接判斷是否報(bào)警，簡(jiǎn)單易懂。（2）可靠性及安全性本設(shè)計(jì)主設(shè)備是以AT89C52單片機(jī)為核心，89C52設(shè)備小巧，并且承擔(dān)了整個(gè)系統(tǒng)中的核心部分。繼電器部分連接燈，紅外傳感器監(jiān)測(cè)人數(shù)，從左至右和從右至左來(lái)監(jiān)視人的進(jìn)來(lái)和出去，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)人數(shù)來(lái)判斷是否提示蜂鳴器來(lái)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，按鍵包括設(shè)置下課的時(shí)間，開(kāi)燈和關(guān)燈，和是否絕對(duì)延時(shí)功能，此系統(tǒng)可靠性很高，通過(guò)判斷人數(shù)就可以決定系統(tǒng)的走向，安全性高，沒(méi)有危險(xiǎn)器件，方便使用。（3）實(shí)用性此設(shè)計(jì)技術(shù)方面還是有些不足，

42、但實(shí)用價(jià)值很高，適用于各大院校，方便快捷，如考慮實(shí)際需要，實(shí)用性可被采納。（4）指導(dǎo)原則標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)科學(xué)技術(shù)以及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。有了標(biāo)準(zhǔn)，才有目標(biāo)。為了我們的產(chǎn)品使用范圍內(nèi)得到最好的評(píng)價(jià)，對(duì)實(shí)際的或者可能的問(wèn)題制定一些合情合理規(guī)則的活動(dòng)，稱為標(biāo)準(zhǔn)化。它包含制定、公布以及標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的過(guò)程。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、技術(shù)的提升跟社會(huì)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐的發(fā)展，標(biāo)準(zhǔn)化成為為一個(gè)人們遵循規(guī)律的一個(gè)過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn)化的作用主要體現(xiàn)在：為了更好的節(jié)省人力、物力，科學(xué)使用資源和提高經(jīng)濟(jì)效益而制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就為標(biāo)準(zhǔn)化；為科學(xué)管理的實(shí)施做鋪墊，為提高產(chǎn)品質(zhì)量提供參考；這樣有利于增加相互之間的了解，減少國(guó)際貿(mào)易的技術(shù)瓶頸，加快各國(guó)貿(mào)易之間的發(fā)

43、展；能夠保障人民的人身財(cái)產(chǎn)的安全，提升環(huán)境衛(wèi)生的水平，和保護(hù)消費(fèi)者利益合法化。 規(guī)范化是用來(lái)改善關(guān)系模式，通過(guò)細(xì)化關(guān)系模式來(lái)去除其中不合理的數(shù)據(jù)聯(lián)系，來(lái)解決更新異常、刪除異常、數(shù)據(jù)冗余和插入異常問(wèn)題。規(guī)范化的含義是在科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和管理等社會(huì)實(shí)踐中，對(duì)重復(fù)性概念和事物，通過(guò)實(shí)行、公布和制定標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一，從而得到最佳的秩序跟社會(huì)利益。4.2 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此設(shè)計(jì)主要有兩部分：硬件和軟件，軟件部分主要是通過(guò)代碼調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)。硬件部分核心部件是單片機(jī)AT89C52，液晶屏顯示，繼電器控制燈的亮滅，蜂鳴器用來(lái)報(bào)警，按鍵控制整個(gè)電路的操作，紅外傳感器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)人數(shù)，電源接口為USB接口，體系結(jié)構(gòu)電路圖如圖4

44、.1所示。圖4.1 體系結(jié)構(gòu)電路圖4.3 硬件設(shè)計(jì)4.3.1 單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)單片機(jī)：STC89C52，是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，是89C51單片機(jī)的增強(qiáng)版，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可以任意選擇。主要特性如下：.完全可以兼容MCS51 HYPERLINK /view/178189.htm t _blank 指令系統(tǒng).具有8kB可反復(fù)擦寫(xiě)(大于1000次） HYPERLINK /view/32473.htm t _blank Flash ROM；.有32個(gè)雙向I/O口；.256x8bit內(nèi)部 HYPERLINK /view/3558.

45、htm t _blank RAM；.擁有3個(gè)16位可以編程的定時(shí)器或者計(jì)數(shù)器中斷；.它的時(shí)鐘頻率為0MHz到24MHz；.有2個(gè)串行中斷和可以編程的 HYPERLINK /view/245027.htm t _blank UART串行通道；.有2個(gè)外部的中斷源，共8個(gè)中斷源；.有2個(gè)讀寫(xiě)中斷口線，3級(jí)加密位；.低功耗空閑和掉電模式， HYPERLINK /view/37.htm t _blank 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能；單片機(jī)電路圖如圖4.2所示。圖4.2 單片機(jī)模塊在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先P0口，在不接片外存儲(chǔ)器的時(shí)候，可以當(dāng)作雙向輸入輸出的口，在接了片外存儲(chǔ)器的時(shí)候可以作為低8位地址總線和雙向

46、數(shù)據(jù)總線。在這里我們的P0連接著LCD1602的I/0口數(shù)據(jù)段，用來(lái)控制液晶顯示器的顯示數(shù)據(jù)。其次到P1口，是作為標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口使用的，同時(shí)P1.0可用作計(jì)數(shù)器/定時(shí)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端使用和P.1還可以作為計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的外部控制端使用。在我們的系統(tǒng)中，我們將P1.0用來(lái)控制蜂鳴器。P2口即2128口，一般也可以作為標(biāo)準(zhǔn)雙向I/O口使用，在我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們將P2.7，P2.6,P2.5分別用作控制LCD1602的EN使能，R/W和R/S控制端。在我們的燈光自動(dòng)控制器中P3.4P3.7分別連接著我們的4個(gè)按鍵，用來(lái)接收按鍵的信息，加入按鍵控制功能。在我們的18，19口分,分別是X1和X

47、2，這兩個(gè)端口是用來(lái)連接時(shí)鐘電路的。以及9口為復(fù)位端，用來(lái)連接復(fù)位電路。4.3.2 LCD數(shù)碼管電路設(shè)計(jì)數(shù)碼管電路設(shè)計(jì)如圖4.3所示。圖4.3 數(shù)碼管電路設(shè)計(jì)LCD1602液晶屏：LCD 1602的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃基板當(dāng)中放置液晶盒，下基板玻璃上設(shè)置TFT（薄膜晶體管），上基板玻璃上設(shè)置彩色濾光片，通過(guò)TFT上的信號(hào)與電壓改變來(lái)控制液晶分子的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而達(dá)到控制每個(gè)像素點(diǎn)偏振光出射與否而達(dá)到顯示目的。LCD顯示屏在本設(shè)計(jì)中起到了記錄數(shù)據(jù)的作用，任何通過(guò)單片機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)，都會(huì)在LCD中顯示，通過(guò)設(shè)置下課和上課的時(shí)間，還有紅外傳感器監(jiān)測(cè)到的人數(shù)來(lái)判斷是否開(kāi)和關(guān)的作用。所以LCD在本設(shè)計(jì)中起

48、到了至關(guān)重要的作用。4.3.3 繼電器模塊設(shè)計(jì)繼電器模塊如圖4.4所示。圖4.4 繼電器模塊設(shè)計(jì)繼電器：繼電器主要是一種控制電器件，意思是當(dāng)輸入量它的變化達(dá)到規(guī)某個(gè)值時(shí)，在電氣輸出電路中使被控量發(fā)生預(yù)定的階躍變化的一種電器。在本次設(shè)計(jì)里，我采用的是繼電器控制燈的亮滅來(lái)實(shí)現(xiàn)。在繼電器的外圍電路中，同樣用到了PNP的三極管，在這里PNP的三極管同樣起到的是開(kāi)關(guān)的作用， PNP三極管的集電極接繼電器和下接電阻接地，這里的電阻同樣起到一個(gè)保護(hù)作用，保護(hù)繼電器正常工作。繼電器它有輸入回路和輸出回路之間相互的關(guān)系。它主要應(yīng)用于一些自動(dòng)化控制的一些電路，它按道理上是用少量的電流去掌控大量電流的運(yùn)作，可以說(shuō)是

49、一種“自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。所以它在電路中起著一些自動(dòng)調(diào)控作用、安全保護(hù)和一些轉(zhuǎn)換電路的作用。在上面，我已經(jīng)介紹了PNP作為開(kāi)關(guān)的原理，同樣，PNP的的發(fā)射極E接VCC，基極B接單片機(jī)I/O口，這里我們用到的是單片機(jī)AT89C52的P2.3作為控制繼電器的控制線。繼電器它的構(gòu)造線圈和觸點(diǎn)組兩部分組成，它是有隔離功能的自動(dòng)型開(kāi)關(guān)元件，大多數(shù)應(yīng)用于遙控，遙測(cè)，通訊，自動(dòng)控制，機(jī)電一體等等的一些領(lǐng)域化及電力電子設(shè)備中。本設(shè)計(jì)繼電器的構(gòu)造是三個(gè)腳的這邊兩邊的腳是線圈，加12VDC HYPERLINK /search?word=%E7%9B%B4%E6%B5%81%E7%94%B5%E5%8E%8B&fr=qb_

50、search_exp&ie=utf8 t _blank 直流電壓，不區(qū)分正負(fù)方向，是電壓驅(qū)動(dòng)，線圈 HYPERLINK /search?word=%E7%9B%B4%E6%B5%81%E7%94%B5%E9%98%BB&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 直流電阻每個(gè)工廠或者靈敏度不同稍有區(qū)別。中間一個(gè)腳是觸點(diǎn)的COM端，另外一邊兩個(gè)腳正向看，左邊是常開(kāi)，右邊是常閉。4.3.4紅外傳感器模塊設(shè)計(jì)紅外傳感器的電路圖如圖4.5所示。圖4.5 紅外傳感器模塊設(shè)計(jì)紅外傳感器：紅外傳感器是利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。不

51、管一切物質(zhì)，只要它本身具有反射效果，都能輻射紅外線。這次設(shè)計(jì)是利用光敏式紅外傳感器，而且紅外線傳感器它不需要與任何物質(zhì)接觸，不需要摩擦，靈敏度非常高，響應(yīng)也很快快的優(yōu)點(diǎn)。紅外線傳感器它主要有三部分：一是光學(xué)系統(tǒng)、二是轉(zhuǎn)換電路、三是檢測(cè)元件。光學(xué)按結(jié)構(gòu)可分為兩種：一是透射式，還有一個(gè)就是反射式。光電傳感器是通過(guò)把光的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制電路的。光電傳感器在一般情況下主要包括三部分：一是發(fā)送器、二是檢測(cè)電路，三是接收器。發(fā)送器對(duì)準(zhǔn)前方的目標(biāo)發(fā)射光，發(fā)射的光它一般來(lái)源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束一直發(fā)射，或者改變它脈沖的寬度。接收器有三部分：一是光電二極

52、管、二是光電池，三是光電三極管組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在它的后面是檢測(cè)電路，它能檢測(cè)出有效信號(hào)，而且還能應(yīng)用該信號(hào)。本設(shè)計(jì)利用的紅外傳感器，通過(guò)對(duì)人體的檢測(cè)，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)入教室的人數(shù)，從而把數(shù)據(jù)返回給單片機(jī)，再經(jīng)過(guò)程序的處理，從而判斷出是否開(kāi)燈或關(guān)燈。4.3.5DS1302模塊設(shè)計(jì)DS1302電路圖如圖4.6所示。圖4.6 DS1302模塊設(shè)計(jì)DS1302：是美國(guó)Dallas公司推出的一款高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，內(nèi)部含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和31字節(jié)的RAM，通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，從而提供了年月日時(shí)分秒的時(shí)間數(shù)據(jù)。且具有閏年補(bǔ)償?shù)榷喾N功能。DS

53、1302用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對(duì)某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。這種記錄對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)測(cè)控系統(tǒng)結(jié)果的分析以及對(duì)異常數(shù)據(jù)出現(xiàn)的原因的查找有重要意義。在一些測(cè)試的控制系統(tǒng)當(dāng)中，特別是長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有人看管的測(cè)試控制系統(tǒng)中，有時(shí)候要記錄一些特殊的數(shù)據(jù)和時(shí)間。記錄這這一系列特殊的數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試控制系統(tǒng)的功能和性能的分析和一些正常情況下運(yùn)行是有很大的意義。據(jù)查詢比較古老的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方式有兩種：一是定時(shí)采樣、二是間隔時(shí)間的采樣，并且沒(méi)有精確的時(shí)間方面的記錄，所以它只能把數(shù)據(jù)記錄下來(lái)而無(wú)法精確時(shí)間；要是我們運(yùn)用單片機(jī)的功能進(jìn)行對(duì)它的計(jì)時(shí)，一是考慮需要運(yùn)用計(jì)數(shù)器知識(shí)，但是卻

54、占用硬件資源，二是考慮需要對(duì)它設(shè)置中斷和查詢等等，這樣還是耗費(fèi)單片機(jī)的大部分資源，而且一些測(cè)控系統(tǒng)不被允許。而在本次設(shè)計(jì)中采用DS1302效果非常的好。4.4 功能和流程設(shè)計(jì)4.4.1 控制流程設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的單片機(jī)進(jìn)行各種功能模塊的控制實(shí)現(xiàn)，用到的系統(tǒng)軟件主要采用的是C語(yǔ)言。在主程序中，對(duì)不同模塊進(jìn)行初始化，然后分別對(duì)不同模塊進(jìn)行調(diào)用。在這里主程序主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)教室人數(shù)的檢測(cè)，以及對(duì)教室燈光的檢測(cè)，同時(shí)進(jìn)行時(shí)間計(jì)數(shù)，并且將各種數(shù)據(jù)通過(guò)LCD1602液晶屏顯示出來(lái)，從而對(duì)教室的燈光進(jìn)行人性化控制。主程序在設(shè)置的時(shí)間，和人數(shù)的判定后，調(diào)用各個(gè)子程序的。4.4.2 功能模塊設(shè)計(jì)教室燈光控制系統(tǒng)，主要分為

55、五個(gè)功能模塊：時(shí)間設(shè)置模塊，時(shí)間顯示模塊，開(kāi)關(guān)燈控制模塊，進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)模塊，燈光自動(dòng)關(guān)閉模塊。時(shí)間設(shè)置模塊主要功能是對(duì)當(dāng)前的進(jìn)時(shí)間和日期的進(jìn)行的設(shè)置，通過(guò)光標(biāo)所在的位置，用按鍵對(duì)時(shí)間進(jìn)行加和減的設(shè)置。時(shí)間顯示模塊的主要功能是通過(guò)LCD1602液晶顯示屏來(lái)顯示當(dāng)前時(shí)間。開(kāi)關(guān)燈控制模塊的主要功能是對(duì)教室燈光實(shí)現(xiàn)開(kāi)燈和關(guān)燈，此為人為手動(dòng)按鍵進(jìn)行。進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)模塊的主要功能是通過(guò)紅外傳感器，對(duì)人的進(jìn)和出進(jìn)行人數(shù)的計(jì)數(shù)，從1到2為進(jìn)，人數(shù)加，從2到1為出進(jìn)行人數(shù)減。并且顯示在液晶屏上，我們能更直觀的看到教室的實(shí)時(shí)人數(shù)。燈光自動(dòng)關(guān)閉模塊的功能主要是當(dāng)?shù)搅讼抡n時(shí)間，超過(guò)1分鐘后教室燈光開(kāi)著就會(huì)有報(bào)警，當(dāng)按下

56、延時(shí)關(guān)閉時(shí)，教室人數(shù)為0后則自動(dòng)關(guān)閉燈光，如果沒(méi)有人理會(huì)報(bào)警10分鐘后自動(dòng)關(guān)閉教室燈光。系統(tǒng)軟件功能框圖如圖4.7所示。圖4.7 系統(tǒng)軟件功能框圖大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第5章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)5.1功能模塊實(shí)現(xiàn)5.1.1日期時(shí)間設(shè)置模塊日期時(shí)間通過(guò)按鍵來(lái)進(jìn)行設(shè)置，先初始化時(shí)間，通過(guò)k0按下和松開(kāi)來(lái)控制移動(dòng)光標(biāo)閃爍，根據(jù)光標(biāo)的位置進(jìn)行加和減。日期時(shí)間設(shè)置結(jié)構(gòu)圖如圖5.1所示。 圖5.1 日期時(shí)間設(shè)置結(jié)構(gòu)圖/*調(diào)整時(shí)間函數(shù)*/void TimeTrans(void) /把當(dāng)前的時(shí)間賦值給設(shè)置的時(shí)間值uchar i;for(i=0;i4;i+)A_Datei= Datei;for(i=0;i3;i+

57、)A_Timei = Timei;5.1.2時(shí)間顯示模塊 時(shí)間顯示是通過(guò)將坐標(biāo)0，0和0,1分別顯示2和0，通過(guò)按鍵設(shè)置日期來(lái)顯示個(gè)位和十位。時(shí)間顯示模塊結(jié)構(gòu)圖如圖5.2所示。圖5.2 時(shí)間顯示模塊結(jié)構(gòu)圖void TimeDisPlay(uint *time,uint *date) /時(shí)間顯示函數(shù)uchar i;LCD_write_char(0,0,2 + 0);LCD_write_char(0,1,0 + 0);for(i=0;i3;i+)LCD_send_data(datei / 10 + 0);LCD_send_data(datei % 10 + 0);if(i2)LCD_send_da

58、ta(-);switch(date3)case 0:LCD_disp_string(0,12,WEAK0);break;case 1:LCD_disp_string(0,12,WEAK1);break;case 2:LCD_disp_string(0,12,WEAK2);break;case 3:LCD_disp_string(0,12,WEAK3);break;case 4:LCD_disp_string(0,12,WEAK4);break;case 5:LCD_disp_string(0,12,WEAK5);break;case 6:LCD_disp_string(0,12,WEAK6);

59、break; default: break;LCD_xy(1,1);for(i=0;i3;i+)LCD_send_data(time2-i / 10 + 0);LCD_send_data(time2-i % 10 + 0);if(i2)LCD_send_data(:);5.1.3按鍵開(kāi)關(guān)燈控制模塊按鍵有開(kāi)和關(guān)兩個(gè)按鍵，開(kāi)鍵燈亮，關(guān)鍵燈滅。按鍵開(kāi)關(guān)燈控制模塊結(jié)構(gòu)圖如圖5.3所示。圖5.3 按鍵開(kāi)光燈模塊結(jié)構(gòu)圖/*開(kāi)關(guān)燈控制函數(shù)*/void LampControl(void) if(K2=0&Check=0) Delay_1ms(10);if(K2=0&Check=0) LED = 0; Rela

60、y = 0; Check = 1; 5.1.4進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)模塊此模塊是通過(guò)紅外傳感器進(jìn)行人數(shù)的監(jiān)測(cè)進(jìn)或出，通過(guò)計(jì)數(shù)來(lái)確定人數(shù)的加和減，人數(shù)決定是否報(bào)警。進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)模塊A結(jié)構(gòu)圖,如圖5.4所示。圖5.4 進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)模塊A結(jié)構(gòu)圖進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)模塊B結(jié)構(gòu)圖,如圖5.5所示。圖5.5 進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)模塊B結(jié)構(gòu)圖/*進(jìn)出雙向計(jì)數(shù)函數(shù)*/void Total_Count(void) static uchar Step; static uint SCount ; /進(jìn)出計(jì)時(shí) switch(St ep) /*/ case 0: if(IN=0) Step = 1; else if(OUT=0) Step =