基于單片機(jī)的智能臺燈畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 BISS0001BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件即可構(gòu)成被動(dòng)式熱釋電紅外開關(guān)，故能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、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、庫房及家庭的過道等敏感區(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)。BISS001的主要功能如下： 1. 為CMOS數(shù)模混合專用集成電路； 2. 具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配進(jìn)行信號處理； 3. 帶有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾； 4. 內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器； 5. 結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)解范圍寬； 6. 內(nèi)置參考電壓，工作電壓范圍為2～6V。 DAC0832圖22 DAC0832示意圖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 DAC0832的主要特性參數(shù) DAC0832有如下參數(shù)： 　 ； 、雙緩沖或直接數(shù)字輸入； ； （+5V～+15V）； ，20mW。 DAC0832結(jié)構(gòu)D0～D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，TTL電平，有效時(shí)間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò))； ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效； CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效； WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時(shí)將輸入數(shù)據(jù)鎖存； XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效； WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WRXFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時(shí)，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時(shí)將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。 IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化； IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)； Rfb：反饋信號輸入線，改變Rfb端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度； Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V～+15V； VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為10V～+10V； AGND：模擬信號地 DGND：數(shù)字信號地 　DAC8032工作方式根據(jù)對DAC0832的數(shù)據(jù)鎖存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832有三種工作方式：直通方式、單緩沖方式和雙緩沖方式。 DAC0832引腳功能電路應(yīng)用原理圖DAC0832是采樣頻率為八位的D/A轉(zhuǎn)換芯片，集成電路內(nèi)有兩級輸入寄存器，使DAC0832芯片具備雙緩沖、單緩沖和直通三種輸入方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉(zhuǎn)換等)。所以這個(gè)芯片的應(yīng)用很廣泛,關(guān)于DAC0832應(yīng)用的一些重要資料見下圖： D/A轉(zhuǎn)換結(jié)果采用電流形式輸出。若需要相應(yīng)的模擬電壓信號，可通過一個(gè)高輸入阻抗的線性運(yùn)算放大器實(shí)現(xiàn)。運(yùn)放的反饋電阻可通過RFB端引用片內(nèi)固有電阻，也可外接。DAC0832邏輯輸入滿足TTL電平，可直接與TTL電路或微機(jī)電路連接。 74LS138 74LS138為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74LS138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，如圖23。圖23 74LS138示意圖74LS138譯碼器內(nèi)部電路如圖24所示：圖24 74LS138譯碼器內(nèi)部電路無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個(gè)輸出管腳，任何時(shí)刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出管腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出管腳在同一個(gè)時(shí)間為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。表22 3線8線譯碼器74LS138的功能表在同一個(gè)時(shí)間又是這三個(gè)變量的全部最小項(xiàng)的譯碼輸出，所以也把這種譯碼器叫做最小項(xiàng)譯碼器。71LS138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。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以擴(kuò)展譯碼器的功能。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。“數(shù)據(jù)”輸入端（在同一個(gè)時(shí)間），而將作為“地址”輸入端，那么從送來的數(shù)據(jù)只能通過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。本系統(tǒng)制作的主要設(shè)計(jì)源泉來源于生活，因此創(chuàng)新之處也在于處理生活中一些比較常見的問題。以專門感應(yīng)人體紅外信號的熱釋電紅外傳感器為基礎(chǔ)，以BISS0001信號處理電路，利用單片機(jī)進(jìn)行處理，以達(dá)到便于控制的目的。 系統(tǒng)組成部分 系統(tǒng)工作原理89C51熱釋電紅外傳感器1熱釋電紅外傳感器2光敏電阻信號處理電路提醒電路燈光控制電路圖31 系統(tǒng)示意圖本系統(tǒng)組成如圖31所示，主要由三部分組成：：檢測人體輻射紅外信號及光強(qiáng)信號經(jīng)過處理 后變成可處理的數(shù)字信號；：處理信號并發(fā)出控制命令；：給出提醒信號并根據(jù)89C51給出的命令控制燈光。整個(gè)系統(tǒng)是以89C51控制下工作的。其工作過程為：當(dāng)環(huán)境光比較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值比較小，信號處理電路檢測到低電平信號，禁止熱釋電紅外傳感器工作，省去了89C51處理過程。當(dāng)環(huán)境光比較弱時(shí)，光敏電阻阻值變大，信號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探測比較遠(yuǎn)的距離，當(dāng)人體進(jìn)入到傳感器1的控測范圍內(nèi)且光強(qiáng)較弱時(shí)，信號檢測電路處理信號，并向單片機(jī)發(fā)送一個(gè)中斷，89C51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)，且人體過于靠近桌面，熱釋電紅外傳感器2檢測到信號，同時(shí)了在熱釋電紅外傳感器1的控測范圍內(nèi)，信號處理電路同時(shí)向89C51發(fā)送信號，89C51處理信號根據(jù)優(yōu)先級順序，屏蔽掉熱釋電紅外傳感器1的信號，啟動(dòng)延時(shí)電路，發(fā)出警報(bào)使人離開，若在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)未離開桌面，則啟動(dòng)燈光控制電路，使燈慢慢熄滅。當(dāng)人體離開熱釋電紅外傳感器2的控測范圍且在熱釋電紅外傳感器1的控測范圍內(nèi)時(shí)，燈光又慢慢變亮。 系統(tǒng)控制核心該智能臺燈的系統(tǒng)主要由電源部分、傳感器、信號處理單元、BISS0001芯片、MCU單元、蜂鳴器、開關(guān)控制單元和燈等部分組成。其中電源部分通過7812和7805分別輸出12 V和5 V電壓，12 V給LM324供電，5 V電壓給其余部分供電。信號檢測與處理部分由熱釋電紅外傳感器、光敏電阻、信號處理單元和BISS0001芯片組成；傳感器的作用是感知是否有人在，故采用的是熱釋電紅外傳感器，該傳感器只對波長為10μm(人體輻射紅外線波長)左右的紅外輻射敏感，而對除人體以外的其他物體不會(huì)引發(fā)探頭動(dòng)作；光敏電阻的作用是感知臺燈周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度；MCU部分采用的是ATMEL公司生產(chǎn)的89C5l單片機(jī)，該單片機(jī)具有價(jià)格低廉、開發(fā)簡單、操作方便及可以加密等優(yōu)點(diǎn)，因此市場占有量非常大。該單片機(jī)作用是處理由BISS0001發(fā)送過來的信號并給開關(guān)控制單元和蜂鳴器發(fā)送命令；蜂鳴器單元主要是根據(jù)MCU單元發(fā)出的命令給出警告信號；開關(guān)控制單元由數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片DAC0832來實(shí)現(xiàn)，任務(wù)是根據(jù)89C5l給出的命令來控制臺燈的打開或閉合。從而實(shí)現(xiàn)對臺燈的自動(dòng)控制操作。 電路設(shè)計(jì)部分在電路設(shè)計(jì)部分中，單片機(jī)在本次智能節(jié)能臺燈設(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，傳感器組成的信號檢測及處理部分電路原理如圖32所示。圖32是由熱釋電紅外傳感器、光敏電阻、BISS0001組成的信號檢測及處理電路。紅熱釋電紅外傳感器只對波長為10μm（人體輻射紅外線波長）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)境背景輻射對兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，