教室照明控制系统计算机课设.doc

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1、计算机测控实践报告题目：基于单片机的教室灯光控制器设计学院：仪器科学与光电工程学院专业：测控技术与仪器专业学生姓名：班级/学号：指导老师：陈青山目录计算机测控实1践报告1目录2一、数据采集31.1人体数据采集31.1.1人体传感器HC-SR501的主要特性41.1.2人体传感器电路原理51.2人体传感和光敏模块连接示意图71.3数据采集程序设计7二、超时报警8三、液晶屏程序显示设计93.11602中文资料93.1.11602引脚介绍   103.1.21602字符液晶使用方法103.2显示程序设计：123.3硬件连接：

2、14四、控制系统原理图绘制144.1复位电路（144.2晶振电路154.3电源（采用USB供电）154.4按键电路：164.5控制系统原理图17五、课设期间所遇到的问题：185.1灯的亮灭问题185.2P0口漏接上拉电阻195.3显示屏乱码195.4传感器输出电压19我所负责的部分有数据采集程序设计，超时报警程序设计，液晶屏显示程序设计，使用PROTEL绘制控制系统电路图。一、数据采集数据采集电路教室中的环境光和人体存在与否是系统的主要输入参数，因此教室中的环境光和人体存在成为系统数据采集的主要对象。常见的环境光采集器

3、件光电传感器有光敏电阻和光敏三极管，根据需求，选用灵敏度较高的4针光敏电阻模块。此外，人体传感器要求灵敏度高，可靠性强，本系统采用了HC-SR501普通型人体红外感应模块热释电红外传感器的。1.1人体数据采集自然界中存在的各种物体，如人体、木材、石头、火焰、冰等都会发出不同波长的红外线，利用红外传感器可对其进行检测。本系统采用的是热释电红外传感器，人体存在传感器主要采用了红外传感器的原理，它是目前在防盗报警、火灾检测、自动门、自动水龙头、自动电梯、自动照明等场合，及非接触温度测量等领域应用最广泛的传感器。其原因为:①被

4、测对象自身发射红外线，可不必另设光源；②大气对2-2.61Lm,3-51Lm,8-141Lm三个被称为“大气窗口”的特定光通量的红外线吸收甚少，可非常容易被检测；③中、远红外线不受可见光影响，可不分昼夜进行检测。人体存在传感器的热释电红外探头的工作原理及特性如下:人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长左右的红外线，被动式红外探头就靠探测人体发射的左右的红外线而进行工作的。人体发射的左右的红外线通过菲泥尔滤光片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会

5、失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生由人体存在的信号。人体传感器透镜的信号采集敏感区示意图如图图1.2.1信号采集敏感区示意图有人进入时，移动人体发出的红外线被红外传感器接收，则人体存在被感应，并输出高电平。若人体进入最不敏感移动方向时，则人体传感器所体现的信号就会不理想，有时还会产生误动作，所以要特别注意人体传感器的安装方向。1.1.1人体传感器HC-SR501的主要特性1.全自动感应：当有人进入其感应范围则输入高电平3.3V，人离开感应范围则自动延时关闭高电平。输出低电平0V。2.光敏控制(可选

6、）：模块预留有位置，可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。3.两种触发方式：L不可重复，H可重复。可跳线选择，默认为H。   A.不可重复触发方式：即感应输出高电平后，延时时间一结束，输出将自动从高电平变为低电平。  B.可重复触发方式：即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围内活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时将高电平变为低电平(感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点)。4.具有感应封锁时间(默认设置：0.2秒)：感应模块在

7、每一次感应输出后(高电平变为低电平)，可以紧跟着设置一个封锁时间，在此时间段内感应器不接收任何感应信号。此功能可以实现(感应输出时间和封锁时间)两者的间隔工作，可应用于间隔探测产品；同时此功能可有效抑制负载切换过程中产生的各种干扰。5.工作电压范围宽：默认工作电压DC5V至20V6.微功耗：静态电流65微安，特别适合干电池供电的电器产品。7.输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。图1.2.2人体传感器HC-SR501型号的正视图1.1.2人体传感器电路原理图1.2.3HC-SR501传感器电路原理图人体传感器的1号

8、引脚为电源信号端，3号引脚为地信号端，2号引脚为采集信号输出端。在电路设计中，为了使人体传感器的工作更加可靠，在2号引脚输出口外接一个放大电路，放大倍数为3倍，输出电压10V左右，方大电路的输出端与单片机P1.6口连接，单片机更容易采集到信号，信号更可靠。当有人体出现在感应范围时，感应输出高电平，在延时时间段内，如果二人体在其感应