教室燈控制論word版-資料下載頁

　　

【正文】 集電極開路 ,發(fā)射極接地的 NPN 輸出晶體管 ,可以用多集電極輸出提供或 OR ing 功能 。 輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上 ,不受 Vcc 端電壓值的限制 。 此輸出能作為一個簡單的對地 SPS開路 (當(dāng)不用負(fù)載電阻沒被運用 ),輸出部分的陷電流被可能得到的驅(qū)動和器件的 β 值所限制 .當(dāng)達(dá)到極限電流 (16mA)時 ,輸出晶體管將退出而且 輸出電壓將很快上升 。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約 60ohm 的 γSAT 限制。當(dāng)負(fù)載電流很小時 ,輸出晶體管的低失調(diào)電壓 (約 )允許 輸出箝位在零電平。 本設(shè)計利用光敏阻值的變化與電阻進(jìn)行分壓，得到的電壓值給 LM393 進(jìn)行電壓比較，通過 10k 可調(diào)電阻可以實現(xiàn)光線限值的調(diào)節(jié)。感應(yīng)光線是否過弱，將信號給單片機(jī)處理。如圖 36 所示： 共 頁 第 頁 GR ？ 1光敏電阻OUTA1INA2INA+3GND4INB+5INB6OUTB7VCC8U2LM39310KR4R510kR210k1 2D1DVCCGNDVCC 圖 36 光敏模塊電路圖 繼電器驅(qū)動模塊設(shè)計 電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電 磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。 繼電器驅(qū)動接口電路如圖 37 所示， 這里繼電器由相應(yīng)的 PNP 型號的三極管來驅(qū)動，繼電器吸合，從而驅(qū)動負(fù)載，點亮相應(yīng)電燈。設(shè)計中負(fù)載沒有接，當(dāng)繼電器吸合時， LED也會得電，達(dá)到指示的作用。 共 頁 第 頁 圖 37 繼電器驅(qū)動電路圖 共 頁 第 頁 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計 在對我們所要設(shè)計的課題有了整體的了解之后，需要先建立程序框架的流程圖，對整個設(shè)計劃分模塊，逐個模塊實現(xiàn)其功能，最終把各個子模塊合理的連接起來，構(gòu)成總的程序。 程序設(shè)計的主要任務(wù)是通過對單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部有限硬件資源的合理分配，利用最直接有效的程序設(shè)計語言，實現(xiàn)對單片機(jī)外圍設(shè)備的控制，使這些外圍設(shè)備能夠進(jìn)行 所期望的操作。軟件設(shè)計通常對系統(tǒng)的可靠和高效率運行有著相當(dāng)大的影響，也是系統(tǒng)設(shè)計工作量中較大的任務(wù)。 本章的軟件設(shè)計根據(jù)所要實現(xiàn)的功能，以系統(tǒng)的硬件設(shè)計為基礎(chǔ)，采用模塊化的程序設(shè)計思想，確保完成系統(tǒng)功能的同時，實現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運行。軟件設(shè)計的目的就是讓單片機(jī)加載程序并運行，對距離、時間、光照強(qiáng)度進(jìn)行測量，根據(jù)測量結(jié)果控制繼電器的輸出。 系統(tǒng)的軟件總流程圖如圖 41 所示。 圖 41 系統(tǒng)軟件總流程圖 開始 系統(tǒng)初始化 光線是否過弱 是否檢測到人體 繼電器斷開 Y N Y 繼電器吸合 N Y N 延時 5s 是否檢測到人體 共 頁 第 頁 第 五章 系統(tǒng)分析與調(diào)試 本設(shè)計是在 Keil C 環(huán)境下開發(fā)的， Keil C 軟件支持 C 語言的編程及調(diào)試，運用方便，是做 C 語言畢業(yè)設(shè)計者的首選。設(shè)計的首要任務(wù)是安裝和學(xué)習(xí)使用這個軟件，在簡單的學(xué)習(xí)和了解 Keil C 后，在編譯完 Keil C 后，再運用 STC_ISP_V480 軟件燒錄到開發(fā)板上，實現(xiàn)實物與程序的連接。在燒錄前要對 STC_ISP_V480 進(jìn)行一些必要的設(shè)置。第一步：設(shè)置MCU Type 為 STC89C52RC；第二步：打開編寫好并編譯的程序文件，它是以 .hex 為后綴的文件；第三步：選擇對應(yīng)的 COM 端口，（可 在我的電腦的設(shè)備管理處查看 COM 選項）；第四步：點擊 Download/下載，等提示 請給 MCU 上電時，打開開發(fā)板上的開關(guān)，它就自行燒錄了。 Keil C 程序運行如圖 51 所示，下載圖如圖 52 所示： 圖 51 keil C 運行圖 共 頁 第 頁 圖 52 程序燒錄運行圖 在完成對程序的調(diào)試及燒錄之后，還需要對其進(jìn)行演示，把開發(fā)板與電腦連上，設(shè)置好對應(yīng)的接口，完成供電及下載。開始供電后、稍帶十幾秒時間，因為人體感應(yīng)模塊要預(yù)熱一段時間。當(dāng)看到人體感應(yīng)模塊檢測人體指示燈正常亮了，那說明系統(tǒng)可以正常工作了，當(dāng)光敏檢測到環(huán)境 暗時，同時檢測到人體時，繼電器就會吸合，繼電器指示燈會亮起。人體感應(yīng)模塊檢測不到人體時，繼電器會斷開。 共 頁 第 頁 第六章 結(jié)論及展望 本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終實現(xiàn)了各項要求。該教室燈光系統(tǒng)的控制是以 STC89C51 單片機(jī)芯片為核心，通過相關(guān)電路的驅(qū)動，完成對系統(tǒng)設(shè)備 (電燈 )的控制，實現(xiàn)了對教室燈光的自動開燈、關(guān)燈控制。簡化了電路設(shè)計，同時節(jié)省了單片機(jī) I/O 口資源，為系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展留下了空間。系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計，經(jīng)實驗初步證實了系統(tǒng)具有很好的穩(wěn)定性，提高了電能的利用率。 在保證穩(wěn)定、 可靠工作的前提下，硬件設(shè)計上盡量采用性價比高的元器件，以降低成本。軟件設(shè)計上采用多任務(wù)形式對信號的采集、處理，達(dá)到最終控制燈光的目的。 設(shè)計由于教室大小面積各不相同、教室燈光數(shù)量不一，教室內(nèi)部安裝智能控制裝備的數(shù)量也會有所不同，特別是人體傳感器使用的數(shù)量受面積的影響更大，一套教室燈光控制系統(tǒng)的應(yīng)用也只是在有限的范圍內(nèi)。若教室面積很大，超過人體傳感器輻射范圍，這樣采集的信號可能會不夠準(zhǔn)確，進(jìn)而影響控制設(shè)備的運行。為防止這種現(xiàn)象發(fā)生，使系統(tǒng)更加可靠，最好采用多個人體傳感器。 人體傳感器一般采集的是有活動的人體， 若人體靜止時，如坐著看書沒有活動，這時人體傳感器是不會有信號輸出的，故而最好將人體傳感器裝置設(shè)計成在系統(tǒng)運行過程中能夠擺動。 本系統(tǒng)中，人體傳感器采集的信號與環(huán)境光采集的信號相互間有著密切聯(lián)系。最好能將人體傳感器與環(huán)境光采集電路集成到一起，簡化電路，從而簡化軟件程序。 初步試驗證明，本系統(tǒng)適用性較好，可以應(yīng)用于教室、樓道、辦公室和圖書館等公共場所中。 共 頁 第 頁 參考文獻(xiàn) [1] 陳明熒 .8051 單片機(jī)課程設(shè)計實訓(xùn)教材 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2022． [2] 徐新艷 .單片機(jī)原理、應(yīng)用與實踐 [M]. 北京：高等教育出版社， 2022． [3] 吳金戌，沈慶陽，郭庭吉 .8051 單片機(jī)實踐與應(yīng)用 [M]. 北京：清華大學(xué)出版社， 2022. 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[10] 張毅剛 .MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計 [M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2022. 共 頁 第 頁 附錄 A 圖 A1 系統(tǒng)總體電路圖 546231SW1sw 灰色12P3GNDR8 2K12D4DVCC12345678RST9(RXD)10(TXD)11(INT0)12(INT1)13(T0)14(T1)15(WR)16(RD)17XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE/PROG30EA/VPP313233343536373839VCC40U1U1Y112MC220C320VCCGNDR310KC110uFVCCS1P10P11P12P13GR ？ 1光敏電阻OUTA1INA2INA+3GND4INB+5INB6OUTB7VCC8U2LM39310KR4R510kR210k1 2D1DVCCGNDVCCQ18550VCCGNDR62KK1RelaySPDT12P212D3DR72K123P1紅外熱釋電GNDVCCR12K1 2D2黃燈繼電器電源電路電池盒接口 致謝 在即將結(jié)束本文，完成畢業(yè)設(shè)計的時刻，我要向所有在我畢業(yè)設(shè)計階段乃至我大學(xué)幫助過我的老師和同學(xué)致以深深的謝意，感謝他們在學(xué)習(xí)和生活上給我的幫助。 . 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下，獲得了豐富的理論知識，極大 地提高了實踐能力，并對當(dāng)前電子領(lǐng)域的研究狀況和發(fā)展方向有了一定的了解，單片機(jī)領(lǐng)域這對我今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)計算機(jī)方面的知識有極大的幫助。在設(shè)計中遇到了很多編程問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，在同學(xué)的熱情幫助下 ,終于迎刃而解。同時，在老師的身 共 頁 第 頁 上我學(xué)到很多實用的知識，在此我表示感謝！最后，對給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！ 還有許許多多給予我學(xué)業(yè)上鼓勵和幫助的朋友，在此無法一一列舉，在此也一并表示忠心地感謝！ 共 頁 第 頁 裝 訂 線