智能照明系统

摘 要

随着经济发展，我国的照明用电将有大比例的提高。照明用电占发电总量的比例：发达国家是19%，我国是10%。我国正在建设资源节约型社会，其中一个方面就是电能的节约，所以智能照明的研究应用越来越受到重视，所以设计一个价格低廉性能稳定的智能系统显得尤为重要。本文所设计的智能照明系统共分为六个模块：人数统计模块；外界光照强度采集模块；计时模块；掉电数据保护模块；电源模块；显示模块。人数统计模块采用红外检测实现，光照强度采集采用光敏电阻和模数转换器实现，计时模块采用时钟芯片DS1302来实现，掉电数据保护模块主要是采用AT24C02来存储当前统计的人数，六个模块通过单片机联系构成一个统一的整体，系统能准确显示当前时间和室内的人数，该系统能完成在室内有人同时外界光线较弱的情况下自动开灯，而室内无人或外界光线较强时自动关灯的功能，从而实现照明的智能控制，达到节能的目的。此外该系统可通过编程的方式选择全天工作或特定时间段工作。

本文详细介绍该照明系统的硬件设计和软件设计，同时指出了该照明系统进一步完善的方向。

关键词：智能照明；红外检测；单片机；计时；光照强度采集；

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ABSTRACT

With the development of economy, the electricity for lighting in China will be improved in a large proportion. The rates of electricity for lighting in the total electricity are: 19% in developed countries, and 10% in China. China is building a resource saving society, and one aspect is the saving of electricity energy, so the application research about intelligent lighting are paid more and more attention to, and it is very particularly important to design a intelligent systems in a low price and stable performance. The intelligent lighting system this paper designed includes six modules: statistics module, external acquisition of light intensity module, timing module, protection of power-down data module, power supply module and display module. The statistics module is achieved by infrared detection, the acquisition of light intensity module by photosensitive resistor and ADC, the timing module by time clock chip DS1302 modules, the protection of power-down data module by AT24C02 storing the current statistics number. The six modules contact with each other by MCU and form a unitive whole. The system could accurately display the current time and room the number of people indoor, and could complete the function that automatically turning on the lights when someone is indoor and the sun’s rays are intensity outside at the same time, and automatically off when no one is indoor or rays are weak outside, and achieve the purpose of the intelligent control of lighting and saving energy. Besides, the system could programmatically select work in the whole day or a specific time.

This paper introduced the design of hardware and software of the lighting system in detail, and pointed that the direction of further improvement of this lighting system. Keywords: intelligent lighting; infrared detection; MCU; time; light intensity acquisition

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第1章：绪论

本章介绍了论文的研究背景、目的和意义，对国内外智能照明系统研究概况做了简要综述，并指出了本设计需完善的地方及改进。

1.1 研究背景

改革开放30年来，我国经济取得了突飞猛进的发展，人民生活水平质量也得到了

巨大的提高，人们对照明的需求也越来越高。从最初只提供亮度的基本功能到现在产了多方面的需求：除了提供适宜的环境亮度以外，还要营造优雅舒适的氛围；用户方要求控制方式灵活方便，能实现按需配置，同时实现节能、降低运行费用；施工方要求安装简单、维护方便；设计方要求系统能提供满足用户多样性要求的各种技术手段。需求的变化导致控制方式的改进：从传统的机械式开关演变为电子技术的智能照明系统。

1.2 研究的目的和意义

随着经济的发展和科技的进步，人们对照明器具节能和科学管理提出了更高的求，使得照明控制在智能楼宇领域的地位越来越重要。而在楼宇大厦建设热潮中各公司和企业也意识到了智能照明的重要性。商业楼宇中大功率设备一般数量较少。而照明器具则比较多。使用照明控制系统更能体现在节能与管理方面的优势，提高建筑的科学管理水平。传统楼宇公共区域的照明模式，只能是白天关灯、晚上开灯，而采用智能照明控制系统后，用户可以根据不同场合、不同的人流量，对时间段和工作模式进行划分，把不必要的照明灯具关掉，在需要时自动开启；同时，系统还能充分利用自然光，在保证必要照明的同时，有效减少了灯具的工作时间，节省了不必要的能源开支，也延长了灯具的寿命。

虽然智能照明系统最基本的功能是开关作用，与传统的照明系统似乎并无差异，但前者以自动控制为主、人工控制为辅，在一般的情况下，不需要用户的参与，照明系统自动实现开关功能大大减少了人们的管理工作。

智能照明控制系统减少灯具使用时间，能有效节约能源，由于我国以前的粗放型经济增长方式已经导致资源匮乏，这种一味地靠资源和牺牲环境来换取GDP的增长的外延扩展方式已经走到尽头，所以调整产业结构。在照明行业推广智能照明系统具有重要的意义

1.3 国内外研究概况

智能照明系统一般由传感器(如光线感应器)、执行器(如继电器)、控制器 (如单片机)以及辅助单元(如电源)等组成。借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件对

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不同时间不同环境的光亮度进行精确设置和合理管理，国外早在19世纪80年代就开始了对智能照明系统的研究，现在对智能照明系统的研究已经相当成熟，从事智能照明的专业公司主要有美国的路创（Lutron）、澳大利亚的邦奇（Dynalite）、索恩（Thron）、ABB等公司，我国的智能照明研究起步较晚，但是近年来随着经济的快速发展和技术的不断更新，我国的智能照明系统研究得到了很大的进步，特别是我国正在建设资源节约型社会，智能建筑和智能小区也应运而生，不过我国照明智能化水平整体还较低，照明控制基本上还是由人工来控制。

1.4 本设计的不足及完善、改进

本设计主要存在的不足：1.系统稳定性不够，特别是人数统计模块，有时会出现误操作。2.不能实现多机通信及和电脑通信来完成整栋楼的照明控制。3.系统不能过通过按键修改定时开关灯的时间，只能通过修改程序来实现。设计完善、改进：1.提高设计整体的稳定性。2.系统不仅能实现灯的开关作用，而且能根据外界光照强度的变化而改变灯的亮度，进一步节能并提供舒适的照明效果。3. 实现照明的高层次智能管理，特别是公共场所的照明控制。

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第2章：方案设计

本章根据论文课题要求的性能指标进行方案论证，给出课题要求的性能指标，根据系统实现功能，完成系统方案设计。

2.1 性能指标

2.1.1 系统功能

系统采用红外对射管统计人数，利用光敏电阻采集光照强度，单片机根据统计的人数、采集的光照强度的数据和时间来控制灯的开灭，达到灯的智能控制。 2.1.2 技术要求

1. 人数统计范围0~999 2. AD转换器位数:8位 3. 计时要求精确到秒

4. 整个系统有较强的抗干扰能力 5. 人数和时间准确显示

2.2 系统方案设计

2.2.1 系统设计思想

本系统采用单片机STCC52作为本设计的核心元件，光敏电阻将外部光信号转换为电信号，利用红外对射管来统计人数，通过单片机控制开关。该系统由六部分组成： 1.主控部分：主控模块由单片机最小系统构成，是整个系统的核心部分；2.人数统计部分；3.光照强度采集部分；4.计时部分：由时钟芯片DS1302构成，并能通过按键调节时间；5.去电保护部分：由AT24C02构成，AT24C02具有掉电数据不丢失功能，用它来存储当前统计的人数。6.显示部分：用LCD1602显示当前时间、年月和当前统计的人数。 2.2.2 系统构成框图

根据上述系统设计思想的描述，系统构成框图如图2.1所示

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显示模块

LCD1602

开关（继 电源模块 电器） 主控模块（STCC52）

人数统计光照强度计时模块 掉电数据

模块 采集模块 DS1302 保护模块

图2.1系统构成框图

2.3 方案论证与选择

方案1，如图2.2

计时模块 DS1302 灯开关（继电器） 专用检测芯片 控制单元 STCC52 LCD显示驱动74HC573 电源监测、单片机保护专用芯片X25045P LCD显示 掉电数据保护芯片AT24C02 图2.2 方案1

电源供电电路

原理阐述：专业检测芯片形成计数脉冲后送给控制单元STCC52，同时通过专业检测芯片检测外部光照强度，将光信号转换为电信号，通过单片机计数、采集光照强

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度，X2504P是一块有电源电压监控、EEPROM 和看门狗定时器电路三种功能于一体的芯片,它保证了在电源接通、关断、瞬间电源电压不稳时,不会造成系统死机、数据误写或误动作,大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力.AT24C02能够保证系统突然掉电后保护数据。

方案2，如图2.3

灯开关（继计时模块 电器） DS1302

光敏电阻 LCD显示驱和AD转换 动74HC573 器 控制单元

STCC52 LCD显示 红外对射管

掉电保护模块 电源模块

图2.3，方案2

原理阐述：由红外对射管构成红外检测单元和形成计数脉冲，由光敏电阻和AD转换器构成光照强度检测电路，通过控制单元STCC52对计数脉冲进行统计及对光照强度判别，单片机和采集时钟芯片时间，通过LCD驱动模块驱动LCD1602显示当前时间和当前统计人数，通过单片机判别统计人数和光照强度从而实现照明智能控制。

以上两个方案各有自己的优缺点：

方案1既可完美的实现人数自动计数功能和光照强度检测，且能让系统处于异常状态和抗干扰时通过外围专用芯片得到非常好的解决. 外围电路架设相对简单 ，不过此方案有一个缺点：成本相对较贵。如果用此方案进行设计只需要了解各专用芯片的引脚功能以及外围连接方法就可以实现自动计数和光照强度检测，并没有很好的达到我们做毕业设计的目的，故虽然这个方案是最完美的一个方案也只有舍弃。

方案2是这次毕业设计选定的方案，之所以选用主要是这个方案涉及的知识面广且能达到精确、稳定的统计数和检测光照强度。但也有一个致命的缺点整个系统的抗干扰能力较弱，系统可能出现误操作，这也是此设计着重解决的问题。

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第三章 硬件电路设计实现

本章根据已完成的系统方案设计和系统构成框图，利用Protel 99 SE软件绘制系统电路原理图，电路元器件的选择，详细介绍各个电路模块元件的构成及实现的功能，完成系统硬件电路的设计，焊接等。

3.1 主控模块

作为整个系统的核心电路，即单片机最小系统，如图3.1，单片机最小系统由控制芯片STCC52，复位电路，时钟电路构成。

图3.1 单片机最小系统

3.1.1 控制芯片STCC52

1.单片机选择

在单片机应用系统开发过程中，单片机是整个设计的核心，因此选择合适的单片机型号很重要。根据实现系统功能需要的单片机硬件资源，在性能指标满足的情况下，该系统的单片机型号选择8051系列的STCC52芯片。

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STCC52系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可任意选择。STCC52具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择，可以满足系统在各个子模块程序之间的切换；STCC52的运算速度可满足一般的设计要求；而且STC系列单片机支持ISP在线编程功能，可以不用昂贵的编程器。

2. 8051系列单片机的内部结构

8051系列单片机的内部结构是各种逻辑单元及其之间的互连构成的。主要包含处理器（CPU）、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。

处理器：

处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，51系列单片机是8位数据宽度的处理器，它能处理8位二进制数据或代码。CPU主要由算术逻辑部件，控制器和专用寄存器三部分电路组成。它负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

数据存储器(RAM)：

数据存取器（RAM）可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的RAM只有128个。

程序存储器(ROM)：

程序存取器（ROM）用于存放用户程序，原始数据或表格等。8051共有4096个8位掩膜ROM。

定时/计数器：

定时/计数器用于硬件的定时或计数。8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数功能，也可产生中断用于控制程序转向。

并行输入输出(I/O)口：

单片机的并行输入输出（I/O）口主要用于和外部设备进行通信，以便于处理外部的输入和将运算结果反馈到外部设备。8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。

全双工串行口：

全双工串行口主要用于与其他设备间的串行数据传送。 8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用

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中断系统：

8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。

时钟电路：

8051内置最高频率达12MHz的时钟电路，用于产生整个单片机运行的脉冲时序，但8051单片机需外置振荡电容。

3.单片机引脚图如图3.2

图3.2 单片机引脚图

3.1.2 复位电路

复位是单片机的CPU及系统的各个部件处于特定的初始状态，并使系统从初始状态开始工作。一般需要在系统上电，或者程序死机的时候需要进行单片机的复位。单片机的复位状态是单片机在上电时，首先进入的一个特定的状态。在复位状态下，CPU和整个硬件资源，特别是特殊功能寄存器都处于初始化的状态。

单片机的复位电路是促使单片机进入复位状态的硬件结构。单片机的复位是很重要的，复位操作可以完成单片机的初始化，也可使处于死机状态下的单片机重新开始运行。

1. 复位要求

单片机复位的原理是在时钟电路开始工作后，在单片机的RST引脚施加24个时钟振荡脉冲（即两个机器周期）以上的高电平，单片机便可以实现复位。在复位期间，单片机的ALE引脚和PSEN引脚均输出高电平。当RST引脚从高电平跳变为低电平后，单片机便从0000H单元开始执行程序。

在实际应用中，一般采用外部复位电路来进行单片机复位。一般在RST引脚保持10ms以上的高电平，保证单片机能够可靠地复位。

2.此设计的复位电路如图3.1中复位电路，此复位电路包括上电复位电路和手动加上电复位电路。上电复位电路的基本原理是利用RC电路的充放电效应。当单片机系统上电的时候，复位电路通过电容加在RST引脚一个短暂的高电平信号，这个高电平信号

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随着电容的充电而逐渐降低，这个高电平持续的时间和RC电路的充放电时间有关。 在实际应用中，一般采用既可以手动复位。当按下按键开关的时候，VCC通过一个高电阻连接到RST引脚，给RST一个高电平，按键松开的时候，RST引脚恢复为低电平，复位完成。

3.2 电源模块

电源电路的设计在整个系统占有重要的地位，它的技术指标会影响到整个系统的性能，如果电源的噪声、纹波比较大，那么在数据采集、信号检测、信号放大等对噪声敏感的场合，系统的精度会有明显的下降，甚至不能正常工作，所以对电源有严格的要求。电源模块为整个系统提供工作所需的5V直流稳压电源。该系统电源供给设计有两种方案。

3.2.1 USB供电

由于电脑的USB口能提供稳定的5V直流稳压电源，我们可以直接采用电脑通过USB口向单片机系统供电，该方案简单方便，适用于系统调试时使用，为了设计的简便此设计选用USB供电。 3.2.2 稳压电路

1. 稳压芯片LM7805简介

LM7805是日本三洋公司生产的三端固定稳压集成电路，广泛应用于各种电器的电源电路中。

2. 典型稳压电路如图3.3所示

图3.3 典型稳压电路

C4、C5、C6、C7分别为输入端和输出端滤波电容。当输出电较大时，7805应配上散热板。

3.3 光照强度检测模块

3.3.１ 光敏传感器

光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器.它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可

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以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光敏传感器在检测和控制中应用非常广泛。 3.3.2 AD转换器PCF8591

概述：PCF8591是一款单电源、低功耗8位COMS型A/D、D/A转换芯片，它具有4路模拟量输入通道、一路模拟量输出通道和1个I2C总线接口。该器件I2C从地址的低三位由芯片的A0、A1和A2三个地址引脚决定，所以在不增加任何硬件的情况下同一条IC总线最多可以连接8个同类型的器件。 该器件具有多路模拟量输入、片上跟踪保持、8位A/D转换和8位D/A转换等功能。A/D与D/A的最大转换速率由I2C总线的最大传输速率决定。

特点：1. 单电源供电

2. 正常工作电源电压范围为2.5V~6V 3. 通过I2C总线完成数据的输入/输出 4.器件地址由3个地址引脚决定 5.采样频率由I2C总线传输速率决定

6.路模拟量输入可编程为单端输入或差分输入 7.可配置转换通道号自动增加功能 8.模拟电压范围为VSS ~ VDD 9.片上跟踪保持功能 10.8位逐次逼近A/D转换

11.带有一路模拟量输出的乘法D/A转换 引脚如图3.4

图3.4 PCF8591引脚图

3.3.3 光电转换电路

光电转换电路图如图3.5所示：

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图3.5 光电转换电路

电路说明：光敏电阻与R17串联，与模/数转换电路连接，光照越强，光敏电阻阻值越小，则光电转换电路输出电压越大，反之越小，经AD转换器后输出一个八位的二进制数到单片机。。

3.4 人数统计模块

电路原理：如下图图3.6所示，这个部分主要由红外发射电路和红外接收电路构成。电路由两对红外对射管组成，红外对射管又有红外发射管和红外光敏二极管组成，红外光敏二极管和一个10K的电阻串联构成红外接收电路，当有人挡住红外线时，红外光敏二极管电阻较大，在45K左右，由串联分压，V0=5*45/(45+10),此时输出一个4V左右的电压，单片机认定为低电平，当无人挡住红外线，红外光敏光敏电阻较小，此时输出一个0.36V左右的电压，单片机认定为高电平，所以当人挡住接着离开输出就会产生一个负跳变，由软件设定外部中断为沿触发，此负跳变输入单片机外部中断，单片机就对此信号计数，而人数统计的关键在于如何对感应产生的信号进行分析和判断，也就是方向性的识别，即人的进出。它是通过对两个红外线对射管模块A和B采集信号的时间差来实现的，如图3.3所示。在房间的门里装传感器A，在门外装传感器B。当有人经过时，A先产生感应信号，B后产生感应信号，表示人出；反之，若B先感应信号，A后感应信号，表示人进，从而准确完成人数的统计，同时该模块可以运用到生产线产品的计数、公共场所人流的统计及停车场车的数量统计。

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图3.6 红外人体检测电路图

3.5 计时模块

计时模块采用DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片DS1302，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24或12小时格式。DS1302 与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线RES复位、I/O数据线、SCLK串行时钟。时间的调节通过四个的按键完成。 3.5.1 计时模块电路

计时模块电路如图3.7所示

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图3.7 计时模块电路图

3.6 掉电数据保护模块

掉电数据保护模块采用存储芯片AT24C02，AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM，AT24C02支持I2C，总线数据传送协议I2C，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，有专门的写保护功能，数据保存时间在100年以上。 3.6.1 掉电数据保护电路

掉电数据保护电路如图3.8所示

图3.8 掉电数据保护电路

电路说明：因为该设计只用到了一片AT24C02多以A0,A1,A2都接高电平，WP为写保护接口，WP=1时禁止向芯片写入数据，WP=0时可写入数据，数据接口为SDA，时钟接口为SCL。

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3.7 显示模块（LCD1602）

显示模块采用点阵字符液晶显示器LCD1602，LCD1602专门用来显示数字、字母、常见图形符号。显示器把LCD控制器、点阵驱动器、字符存储器集成在一起，字符型液晶显示模块由内置192个字符，所以使用起来非常的方便，而且显示界面非常清晰，能较好的显示当前的年、月、日、时、分、秒及统计的人数。 3.7.1 显示模块电路图

显示模块电路图如图3.9所示

图3.9 显示模块电路图

电路说明：如图显示器的第一排显示的分别为年、月、日、星期，第二排显示的是时、分、秒和当前统计的人数。

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第四章 程序设计

本章主要介绍系统软件编程设计思路，并给出了各分模块的软件设计流程图和编程思想，本系统软件编程采用C语言，编译软件为Keil。

4.1 系统主程序设计流程图

开始 系统初始化 键盘扫描、调时模块 ADF=1? NFlag=1? N 满足亮灯条件？ Y 采集光照强度 Y 读取、显示时间 N Y 亮灯 灭灯 N 系统关机？ Y 结束 说明：当系统上电自检、初始化后，进入单片机控制的大循环之中，最后在完成校验之后进入下一次循环。图中ADF为AD转换器使能标志，Flag为时间读取标志。

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4.2 键盘扫描、调时模块程序

本设计中的键盘采用了五个按键：S1、S2、S3、S4、S5， S1键为功能键，S2为加1键，S3为减1键，S4为确认键，S5键为人数清零键，S1、S2、S3、S4四个按键完成调节时间功能，调节时间的方法类似于电子表时间调节，键盘扫描、调时主模块程序流程图如图4.1所示，时间加1模块程序流程图如图4.2所示，时间减1模块程序流和时间加1模块程序流程图原理一样。

图4.1 键盘扫描、调时程序流程图

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开始 S1按下？ N Y S1num=0? N S2按下？ Y 功能切换 Y 时间加1模块 N S3按下？ Y 时间减1模块 N NS4按下？ Y 结束

N S1num=3? N S1num=4? N S1num=5? N S1num=6? N S1num=7? N Y Y 小时加1 S1num=1? N S1num=2? 开始 Y 秒钟加1 Y 分钟加1 星期加1 Y 日加1 Y 月份加1 Y 年加1 结束 图4.2 时间加1模块程序流程图

4.3 中断程序

51系列单片机共有五个中断源：外部中断0、定时器0溢出、外部中断1、定时器1溢出和串口中断，中断入口地址分别为0003H、000BH、0013H、001BH、0023H。本设计共运用了3个中断，包括定时器1中断、外部中断1和外部中断2，定时器0中断用来定时向外部采集光照强度，外部中断1和外部中断2用来统计人数。采用中断设计不仅能节约CPU资源，而且能实时处理中断事件。定时器1中断程序流程图如图4.3所示，外部中断1程序流程图如图4.4所示，外部中断0使统计人数加1，外部中断1使统计的人数减1，所以外部中断2程序流程图和外部中断1程序流程图也相差不大。

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N

开始 中断入口 定时器初始化定时器0中断初始化 AD采样使能 定时到0.1S？ 中断返回

图4.3 定时器1中断程序流程图

开始 中断入口

N

中断初始化、发射红外线 人数加1并显示

等待中断 中断返回 图4.4外部中断1程序流程图

4.4 显示程序

显示部分采用液晶显示器LCD1602，LCD1602有操作简单，显示界面好等优点，显示程序流程图如图4.5所示。

结束 显示第二行字符 光标置第二行 显示器初始化 开始 显示第一行字符 图4.5 显示程序流程图

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第五章 系统调试

本设计调试阶段分为两步，第一步：利用仿真软件Proteus进行仿真调试。第二步：将软件下载到实物中调试。

5.1 Proteus软件仿真调试

由于软件仿真调试存在一定的局限，所以光照强度采集和利用红外对射管统计人数模块都不能实现，由于红外对射管统计人数的原理是：当人挡住红外线时输出高电平，反之则输出低电平，从而输出一个负跳变信号，单片机就是统计负跳变信号的个数从而达到统计人数，在仿真中用两个按键模拟了红外对射管的功能，分别为进键和出键。调试方法：先把不同模块软件下载到单片机中调试，然后把各模块整合起来进行整体调试。

说明：图中显示部分右下角002为统计的人数，按进键和出键可以改变统计的人数，同时可以通过清零键把当前统计人数清零。功能键、加1键、减1键四个组合键完成调节时间的功能，通过模块和整体调试整体功能基本能实现，结果达到设计的要求。

5.2 实物调试

在实物调试的过程中遇到了两个较大的问题，第一个问题：将程序下载到单片机中，发现光照采集模块采集的数据过于灵敏，为解决这个问题，我通过编程的方法：采集的光照强度先通过AD转换器，得到一个具体的值，设为X，因为AD转换器为八位,所以原本X的取值范围为0—255，利用X=X/10这个函数对X进行编码，将X编码为0—25，所以采集的数据在10以内的变化，单片机都不会做出反应，这样就降低了灵敏度，便于控制，同时提高了系统的稳定性。第二个问题：本设计加入了存储器AT24C02，能防止掉电时统计人数的数据丢失，在调试过程中，每次系统掉电，再重新上电，显示统计的人数都会出错，在原基础上加1，解决方法：由于每次上电主程序都会读取AT24C02中的数据，所以每次掉电再上电我就把读取的数据减1。

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参考文献

[1] 陈永甫.《红外探测与控制电路》人民邮电出版社 2001年.

[2] 蔡美琴.《MCS-51系列单片机系统及其应用 》高等教育出版社 2004年. [3] 谭浩强.《C程序设计》清华大学出版社 2005年.

[4] 赵健.《实用声光及无线电遥控电路300例》中国电力出版社 2005. [5] 何希才.《传感技术基础与技能实训教程》电子工业出版社 2006. [6] 陈杰.《传感器与检测技术》高等教育出版社 2002.

[7] 何培祥，杨明金，陈忠慧．《光电控制穴盘精密装置的研究》．农业机械

学报，2003年第34期：第47～49页.

[8] 彭军译.《电路设计与制作》科学出版社，2005.

[9] 王文升.智能照明控制与节能.智能建筑与城市信息，2006.

[10] 康华光.《电子技术基础数字部分》(第五版).高等教育出版社 2005.

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附录 1

系统原理图如图I所示

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