基于单片机的教室灯光自动控制系统的研究

2018-10-19 21:41

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参考文献

[1] 江珊. 2005 照明电器新进展(电光源).中国照明电器.2009,9 [2]赵玉安,人体热释电红外线传感器介绍,中国电子制作,20011.9 [3]人体红外感应模块,深圳市浩博特电子有限公司.

[4]赵海兰,毛玉良,赵洋.实时时钟电路DS1302的原理及应用.电子元件应用,2005,12. [5]UWB,时钟芯片的低功耗设计方案,2006,11. [6]林军、谢晓锰,用8031控制时钟.

[7]胡又农等,可编程看门狗监控EEPROM-X5045及其8051系统中的应用,电子技术应用.1998,NO.7,18-19.

[8]李冬梅等.通用学习式红外遥控器中数据压缩与识别算法.清华大学学报,2009,VOL.NO.7,85-88

[9]刘大茂,严飞.单片机应用系统监控主程序的设计方法.福州大学学报(自然科学版),1998,2(1).

[10]吕红,LED显示与单片机接口技术,www.ennet.com.cn [11]www.cps800.com. 国家未来五年将推广1.5亿只节能灯. [12]www.cps800.com.北京大力推行照明灯过程 [13]http://www.atmel.com [14]www.sl.com.cn [15]www.mucode.com

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附录一

7805+5V12VinVout3D ND1G132C4nC36800PF1C1 2 6800PF 3brdge 470UF4470UFconb9v辅助电源电路VCCR110KP1.71P1.32/CS(WDI)VCC8RESSORST7VCC36C114/WPSCKVSSSI5P1.2100PFP1.0看门狗硬件原理图VCCR3VCC10KP3.7R4Q?NPN100KLS?超时报警电路

ANALONGN INANALONG IN1AINDOUT6P1.1R1P1.071I/0 CLKR2+5VREF+VCC8VCC 3REF- GND40.01uFP1.75CSTLC 549 日光检测和AD转换电路+5V+10uFRESVCC(RXD)P3.0120UEDS130221932768HZ18 33pF(TXD)P3.1XTAL231827+XTAL1417 P1.5(INT0)P3.2516 36 P1.6 C8 Y1(INT1)P3.361545 12M(T0)P3.4714RST 8.2K1333pF(T1)P3.58GND912330PF +1011AT89C2051CAP时钟芯片外围电路单片机外围电路 HP-208 +OUT-123123VCCP3.2INTOVCCC6C76800PF 10mfP3.3 INT1遥控器信号接收电路人体存在采集电路39

VCCP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1(AIN1)P1.0(AIN0)P3.7西南科技大学高等教育自学考试论文

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附录二 部分元器件特性介绍

一、单片机AT89S52

AT89系列单片机是由美国ATMEL公司将闪速存储器与MCS-51控制器相结合

开发

生产的一种新型8位单片机,它不但具有一般MCS-51单片机的所有特性,而且还拥

有一些独特的优点,使8位单片机更具生命力。 它具有以下主要特性: (1)与MCS-51系列单片机兼容

(2) 8K Bytes, Flash存储器,在线编程,可写1000次 ( 3) 4. 0-5. 5V的工作电压 (4)自带256X8bit RAM (5) 32个可编程I/0管脚 (6) 3个16-Bit定时器/计数器 (7) 8个中断源 (8)自带看门狗

二、时钟芯片DS1302

DS1302特征:

(1)实时时钟,可以对秒、分、时、周、日、月、年以及带闰年补偿的年进行计数;

(2)与T'I'L兼容(V}}=5V )、 (3)2. 0-5. 5V的宽电压范围 (4具有主从双电源方式,从电源为 (5 8个中断源 (6)自带看门狗

三、看门狗芯片X5045X5045引脚功能如下:

CS: 选输入;

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基于单片机控制的教室灯光自动控制器

的研究

摘要

本研究针对教室灯光的控制方法,尤其是教室灯光的智能控制方面的发展现状,分析了教室灯光智能控制的原理和实现方法,提出了基于单片机的教室灯光智能控制 系统的设计思路,并在此基础上开发了智能控制系统的硬件装置和相应软件。

该系统以AT89C2051单片机作为控制装置的智能部件,采用热释红外人体传感器检测人体的存在,采用TLC549构成的电路检测环境光的强度;根据教室合理开灯的条件,系统通过对人体的存在信号和环境光信号的识别和智能判断,完成对教室照明回路的智能控制,避免了教室用电的大量浪费。系统还具有多种报警功能;同时还采用了软/硬件的“看门狗”技术等抗干扰措旅。单片机软件采用汇编语言编制,采用模块化结构设计、条理清晰、通用性好,便于改进和扩充。该系统具有体积小,控制方便,可靠性高,专用性强,性价比合理等优点,可以满足各类大、中专院校教室灯光控制的要求,很大程度的达到节能目的。

关键词 红外传感器;单片机; 热释电

I

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Based on single-chip microcomputer control classroom light automatic

controller

ABSTRACT

Based on the method of controlling the lamplight, especially in the light of the status quo of the development of intelligent control are analyzed, the lamplight of intelligent control principle and realization method, is proposed based on single-chip classroom light intelligent control system design, and on the basis of the intelligent control system is developed and the corresponding software, hardware device. This system to control device of AT89C2051 single chip microcomputer as intelligent parts, using thermal infrared detection sensor measuring interpretation of human body, using light activated triode circuit testing environment of light intensity, According to the condition of lights, rational system of human existence by ambient light signals and the recognition and intelligent signal to the classroom, lighting circuit intelligent control, avoid the waste of a classroom. System also has many alarm functions, Also in soft/hardware in the watch-dog technique etc. Single-chip microcomputer software anti-interference measures adopted assembly language, modular structure design, good clear, generality, and to improve and expand. This system has the advantages of small size, high reliability and easy control, the price is reasonable, strong specificity etc, can satisfy all kinds of big, secondary colleges classroom light control requirements, to a great degree of energy-saving objective.

Keywords infrared sensors ,SCM ,pyroelectric

II

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目 录

摘 要 ............................................................. I 目 录 ............................................................. 1 第1章 引言 ........................................................ 3

1.1 本课题研究的意义 ............................................ 3 1.2 国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题 ................ 3 1.3 本课题研究的内容和目标 ...................................... 4

1.3.1 研究内容 .............................................. 4 1.3.2 研究目标 .............................................. 4 1.4 本课题拟解决的关键问题 ..................................... 4 第2章 教室灯光控制器简介及控制方案的分析 .......................... 5

2.1 教室灯光控制器简介 .......................................... 5 2.2 系统控制方案的分析 .......................................... 5 第3章 系统控制模块的硬件设计 ...................................... 5

3.1 控制模块的硬件构成 .......................................... 6 3.2 控制系统的主要硬件电路 ...................................... 6

3.2.1 系统主控电路 .......................................... 6 3.2.2 在线编程模块电路 ...................................... 7 3.2.3 系统供电电路 .......................................... 8 3.2.4 数据采集电路 .......................................... 9 3.2.5 日光强度检测模块电路 ................................. 11 3.2.6 热释电红外人体检测模块电路 ........................... 11 3.2.7 系统时钟电路 ......................................... 15 3.2.8 系统看门狗电路 ....................................... 16 3.2.9 继电器驱动接口电路 ................................... 18 3.2.10 遥控键盘管理模块电路 ................................ 19 3.2.11 超时报警电路 ........................................ 21 3.2.12 系统供电电路 ........................................ 22

第4章 控制模块软件设计与开发 ..................................... 23

1

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4.1 系统监控主程序模块 ......................................... 23

4.1.1系统自检初始化 ........................................ 25 4.1.2定时中断处理 .......................................... 26 4.1.3 多任务操作系统的构建 ................................. 26 4.2 数据采集模块 ............................................... 26

4.2.1 存在传感器的优缺点 ................................... 27 4.2.2 数据采集软件设计的实现 ............................... 28 4.2.3 人体存在传感器的抗干扰措施 ........................... 28 4.2.4 人体存在传感器的安装要求 ............................. 28 4.3 时钟模块 ................................................... 28

4.3.1 数据输入输出 ......................................... 29 4.3.2 时钟内部寄存器的使用 ................................. 30 4.3.3 时钟自检初始化 ....................................... 31 4.3.4 时钟程序设计 ......................................... 33 4.4 显示驱动模块 ............................................... 33

4.4.1 ULN2803驱动器的应用 .................................. 33 4.4.2 显示程序设计 ......................................... 34

4.5 系统键功能 ................................................ 34

4.5.1 遥控键盘 ............................................. 36 4.5.2 键功能处理程序 ....................................... 36

第5章 系统调试运行及问题分析 ..................................... 37

5.1 单片机系统调试方法及步骤 ................................... 38 5.2 出现的主要问题及分析解决 ................................... 39 结论与建议 ........................................................ 39

结论 ........................................................... 39 建议 ........................................................... 39 致 谢 .......................................................... 39 参考文献 .......................................................... 40 附录一 ............................................................ 41 附录二 ............................................................ 44

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第1章 引言

1.1 本课题研究的意义

随着社会经济和科学技术的发展,人们的生活水平也不断提高,导致用电负荷的

加剧,又由于世界性的能源危机,能源缺乏已成为世界所面临的严峻问题。而此问 题对我国来说尤为严重。随着各类大、中专院校的扩招,教室的扩建,教室照明的需求也越来越多,而教室照明的管理不到位,往往造成电能的巨大浪费,这样,提高教室用电效率就成为首要考虑的问题。

目前对灯光的智能控制,国内外已经开始采用,但对教室灯光的控制,尤其是我国教室灯光的智能控制尤为缺乏和不完善,依然是传统式的人工管理。各类大、中专院校不断扩招,教室不断扩建,教室的用电负荷不断加大,教室用电管理不善,造 成学校电能浪费,经济损失,这种的浪费与当今的节约能源理念楣违背。再者,现代自动化程度不断提高,计算机技术的普及,灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。例如搂道灯光的自动控制等等。所有这些使得教室灯光控制也应该朝着智能的方向发展。

于是,开发简便,实用的教室灯光自动控制系统便具有重要的现实意义。

1.2 国内外教室灯光控制器研究的现状及其存在的问题

世界各地发电的主要原料是煤炭、石油和天然气,面丹麦在能源利用方面的成

功经验提供了很好的借鉴。从1974年以来,尽管丹麦国民收入增长了50%。丹麦总的能源消费量并没有增加。丹麦是OECD成员国中能源消耗量和国民收入比值最小的国家。他们不断地提供一些节能供热系统。例如丹麦热电周供热电厂(CHP)。两且,他们尽可能的有效利用资源。这样,他们的能源使用总效率达到了90%。丹麦政府很重视住房空同用电的节簏,并设立了对新建房屋节能的诸多要求。数据显示,居民入住有节能装置的房子时,他们要支付比没有节能方案房屋高出8%的费 用。其节能项目经验在欧盟国家中广为流传。还有,欧司朗一斯维尼亚公司不断的推出新型高输出的荧光灯,节约6%的总系统功率,并具有更高的光通量和平均光通量。飞利浦照明公司推出的陶瓷金卤灯代替过去的卤钨灯,可节能60%的电能。种种迹象表明世界各国都在采取不同方式 来节约能源,节约电能。

中国经济持续多年的高速发展让能源问题日益突出。虽然我国能源总储量不低,但由于我国人口众多,所以人均储量少,单位产值的能耗 是发达国家的3-10倍。能

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第5章 系统调试运行及问题分析

整个系统设计完成后,要进行运行调试,排除软件和硬件的故障,同时验证系统的可靠性及稳定性,使系统符合设计要求。本系统的调试主要分两个步骤:单片机系统调试(硬件调试和软件调试)及整个控制系统试运行调试。

5.1单片机系统调试方法及步骤

单片机系统的调试应包括硬件及软件两部分,主要是通过调试发现硬件及软件中存在的问题,查看其运行结果是否符合设计要求。

系统硬件和软件的研制可以相互独立的平行进行,软件调试可以在硬件完成之前,硬件也可以在无完整应用软件的情况下进行调试,但它们需要借助另外的工具提供调试环境。硬件和软件分调完成之后,还要再进行软件和硬件的联调,在调试中找出问题,判断故障源,修改软硬件。

在对系统进行实际调试时,首先应对硬件进行静态调试,同时对系统软件进行初步调试,此后再对软件和硬件进行动态调试,最后才能使系统进入正常工作。

1.静态调试:静态调试主要是排除明显的硬件故障。在电路搭建好后,对其进行仔细检查,查看端口是否正确连接,连接是否可靠。同时还应当用万用表检查电路,看应当开路的地方是否开路,应当短路的地方是否短路,电源地线连接是否可靠。在焊接后,查看焊接是否牢固,有无虚焊或短路等。在将芯片、传感器等元件插到电路板上时,要保证各处电源极性、电压正确,以防止因电源极性接反或电压过高损坏芯片或传感器。此外,插入芯片必须在断电的情况下进行,特别注意芯片的方向不要插反。

2.软件调试:系统软件程序在编制好以后,可通过汇编软件对源程序进行汇编,变为可执行的目标代码,在汇编过程中出现的错误,要及时纠正。在软件调试时采用软件模拟开发系统对程序进行调试,这种模拟开发系统是在计算机上利用模拟软件实现对单片机的硬件模拟、指令模拟及运行状态模拟,从而完成应用软件开发的全过程。调试过程中的运行状态、各寄存器状态、端口状态等都可以在指定的窗口区域显示出来,通过这些显示结果随时跟踪程序运行状态,以确定程序运行无错误。

3.动态调试:控制系统的软件和硬件是密切相关的,软件模拟开发系统不能对硬件部分进行诊断,同时也不能实时在线仿真,所以用户程序还需跟硬件连接起来进行

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联调,同时对软件和硬件进行检查和诊断。整个单片机系统进行在线调试时,需借助仿真开发工具来对用户软件及硬件电路进行诊断、调试。在应用系统各电路板调试成功后,将用户程序加载到在线仿真器上,这时就能单步、多步或连续地执行目标程序,同时也可以根据需要分段设置断点执行用户程序。系统中的硬件故障(如各个部件内部存在的故障和部件之间连接的逻辑错误)主要是靠联机仿真来排除的。对于与硬件无联系的用户程序,例如定时标志等,虽然已经没有语法错误,但可能存在逻辑错误,这时,就借助于动态在线调试手段发现逻辑错误,直至逻辑错误纠正为止。而对于一些与硬件相关的用户程序,如接口驱动程序等,则需要配合硬件,进行在线调试,如果有逻辑错误,也要及时纠正修改。程序调试完毕后,利用在线编程器将程序固化到单片机中,使整个系统运行起来。

5.2出现的主要问题及分析解决

系统调试一般来讲是一种复杂,而仔细的工作,所以在调试过程中需要有耐心,仔细检查、解决出现的一切问题。只有所有问题都得到解决后,才能保证整个系统的正常运行。在本系统的调试过程中遇到的主要问题及分析解决: 问题1:电源供电电路中集成稳压器温度过高。分析解决:稳压器温度过高的原因之一是:12V变压器整流滤波后加到集成稳压器输入端的电压较高,使7805上的压降过大。此问题可通过使用9V变压器,在集成稳压器前串入两只二极管降压,同时增大散热片来解决。

问题2:人体存在传感器有人存在时输出高电平的电压偏低分析解决:人体存在传感器输出高电平的电压偏低,单片机会产生误判,或采集不到正确的信号,于是在人体存在传感器的输出端加一个100千欧的上拉电阻。

问题3:有人存在的教室中,若人体超过十秒没有活动,人体传感器是不会有信号输出的,那么如何判定教室此时有人的问题。

分析解决:有人存在的教室中,若人体超过十秒没有活动,人体传感器是不会有信号输出的问题。此问题在系统软件设计时,将有人体存在的状态保持二至五分钟再继续采集信号,并加以处理。

问题4:单片机控制信号输出后,继电器没按预定设计产生动作。

分析解决:单片机输出控制信号,在控制继电器时,必须加三极管来驱动,否则信号电流过小将不能使继电器产生吸合动作,而且必须采用三极管的集电极端来驱动继电器,最后再带动负载。继电器驱动电路中还需注意的是要与继电器线圈并联一个续流二极管,增加对驱动三极管的保护。

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问题5:每次开机插上电源后,硬件时钟显示的时间都从所设初始值开始计时。 分析解决:硬件时钟显示的时间不正常。解决办法:一方面是充电电池没有充电功能;另一方面是应对硬件时钟先进行自检。

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结论与建议

结论

本课题对适合应用于教室灯光控制系统部分进行了研究。以环境光、人体存在状况等外界环境为控制器的输入参数,比单纯的人员管理教室灯光更合理更有效的降低教室灯光的资源费用,同时还加入时间控制参数,使教室灯光的控制更加符合学校的作息时间。本控制系统的设计对于各类大、中专院校的教师灯光管理具有重要的意义,也使用于各类办公室的灯光控制。

该教室灯光系统的控制是以AT89C2051单片机主控单元为核心,通过相关电脑的驱动,完成对系统设备(灯光)的控制,采用一个二极管闪烁显示整个系统的工作状态,实现对教室灯光的自动开灯、关灯控制。系统设计智能化控制的同时还设置了手动和遥控器控制,这样在系统偶尔出现故障时,可采用手动操纵,不至于影响教室灯光的正常使用。

在保证系统与已有的教室灯光配套使用时,不需要对原有设备电路进行大的改动,以降低成本实现教室灯光的智能控制。

建议

由于教室大小面积各不相同教室灯光数量不一教室内部安装智能控制设备的数量也会有所不同,特别是人体传感器使用的数量受面积的影响很大,一套教室灯光控制系统也只是在有限的范围内。若教室面积很大,超过传感器的辐射范围,这样采集的信号可能会不够准确,进而影响控制设备的运行。为防止这种现象的发生,使系统更加的可靠,最好采用多个传感器。

初步试验表明,基于C51单片机的教学楼智能照明系统,能完成对教学楼内各种教室及楼道照明的智能控制,精度在要求指标范围内。

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致谢

在本文即将结束之际,我要由衷地感谢在我毕业设计阶段,乃至本科四年学习生活中帮助过我的师长与同学。

首先我要感谢我的导师陈青华老师。在设计的过程中,我得到了陈老师的精心指导。授人以鱼不如授之以渔,而授人以渔不如施之以德。设计期间,感受着陈师渊博的学识,深邃的思想,雄阔的视野,耳濡目染,潜移默化,不仅使我努力的改变着“好读书,不求甚解”的习惯,努力培养“知其然,且知其所以然”的求学态度,而且还明白了许多待人处事与为人处世的道理。其严以律己、宽以待人的崇高风范,朴实无华、平易近人的人格魅力,与无微不至、感人至深的人文关怀,令人如沐春风,倍感温馨。在论文完成的过程中倾注了导师大量的心血,在论文完成之际,特向我尊敬的陈青华导师表示衷心的感谢。

我还要感谢杨世礼、徐闯、谢孟飞等同学。我在学习、工作和论文写作中,得到了他们的热忱帮助,在此向他们由衷的感谢。

最后,对我的父母以及所有亲人给予我的理解、帮助和支持表示深情的感谢。是他们对我的关爱、理解和支持陪伴我度过生命中许多难忘的日子,他们是我学习和生活的精神支柱。古人云:“羊跪乳,鸦反哺”今后我将竭尽所能,加倍补偿这份一辈子也还不清的深情。

以此文献给所有关心与帮助过我的亲人们、老师们和朋友们!

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环境光参数 0 0 1 1

人体存在参数 1 0 1 0 教室灯状态 0 0 1 0 平驱动,多以要将采集处理后的信号进行非操作,才可以驱动继电器工作,及可得到教室灯的状态,其软件程序为:

;Function: BodySensor and light to port365

DsSensLight:Mov c,port33 ;Signal of Sensor Anl c,port37

C c ;have person and no light Mov port35,c ;on relay 1 Mov port36,c ;on relay 2 Jnc sensout ;delay 5 minute Sensout: ret

4.2.3 人体存在传感器的抗干扰措施

人体存在传感器易受外界影响,于是要在使用时特别注意抗干扰性能。 1.防小动物干扰

探测器安装在推荐地使用高度,对探测范围内地面上的小动物,不产生信号。 2.抗电磁干扰

探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408中4. 6. 1要求,一般手机电磁干扰不会引起误报。 3.抗灯光干扰

探测器正常灵敏度范围内,受3米外H4卤素灯透过玻璃照射,不产生信号。

4.2.4 人体存在传感器的安装要求

人体存在传感器只能安装在室内,其误报率与安装的位置和方式有极大的关系,正确的安装应满足下列条件:

1. 人体存在传感器应离空调地面2.0-2.2米。

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2. 人体存在传感器远离空调,冰箱,火炉等空气温度变化敏感的地方。 3. 人体存在传感器探测范围内部得隔屏,家具,大型盆景等。

4. 人体存在传感器不要直对窗口,否则窗外的热气扰动和人员走动会引起误报,有条件的最好把窗帘拉上,人体存在传感器也不要安装在有强气流活动的地方。

4.3 时钟模块

在系统启动自检初始化时,首先会对时钟芯片DS1302的运行状态进行判断,当检测到D1302处于启动状态时才对其进行初始化启动的始终。实时时钟芯片DS1302的初始化极其读写程序设计的关键是要遵循其时序要求。 4.3.1 数据输入输出

在对DS1302进行的各种操作之前,必须先对其初始化,即需要把复位输入RST端置为高电平,如果RST输入为低电平,那么所有的数据传送中止,且I/0引脚变为高阻抗状态。在数据读/写完后,RST端应置成低电平,以防止外部干扰对DS1302内部时钟的影响。

同时,为了防止复位输入端受到外部的干扰,要求上电时,在主电源引脚 Vcc2>2. 5V之前,RST必须为逻辑0。无论是读操作还是写操作,都必须在开头的8个时钟周期把提供地址和命令信息的8位数据装入到DS1302的移位寄存器。地址/命令子节用于指明40个寄存器中的哪个进行何种操作。数据在SCLK的上升沿串行输入,在开始的8个时钟周期把命令字装入移位寄存器之后,若跟随的是写命令字节,则在下8个SCLK周期的上升沿输入数据字节,若跟随在读命令字节的8个SCLK周期之后,在下8个SCLK周期的下降沿输出数据字节。 4.3.2 时钟内部寄存器的使用

DS1302有控制寄存器和年、月、日、周、时、分、秒等工作寄存器组成。本系统中只用到工作寄存器中的时分秒及控制寄存器,所应用的各寄存器地址(命令)及数据寄存器分配情况如表4-2所示:

表4-2内部寄存器

寄存器名 命令字 写操作 读操作 取值范围 7 6 5 各位内容 4 3 2 1 0

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SEC MIN 80H 81H 00~59 82H 83H 00~59 01~02 CH 0 10SEC 10MIN 10 SEC MIN HR 84H 85H 或 00~23 12/24 0 A/P HR CONTROL 8EH 8FH CHARGER 90H 91H CLOCK BURST 说明:

BEH BFH WP TCS 0 0 0 0 0 0 0 TCS TCS TCS DS DS RS RS (1)上表中,时钟寄存器内的数据是以BCD码的形式存在的。其中秒寄存器的位7 定义为时钟暂停位,当此位设置为逻辑1时,时钟振荡器停止,DS1302进入低功耗的备份状态;当把此位置为0时,时钟将启动。

(2)小时寄存器的位7定义为12或24小时方式选择位。当为低电平时,选择24小时方式,本系统在设计中采用的就为24小时方式。

(3)写保护寄存器的位7是写保护位,在对时钟进行些操作之前,位7应先置为0,当它是高电平时,写保护防止对任何其它寄存器进行写操作。此外,涓流充电寄存器各位的作用及工作原理等在本论文前半部分DS1302的硬件设计中己作过介绍,此处不再详述。

4.3.3 时钟自检初始化

考虑刚买来的时钟芯片处于一切未知状态,于是必须对DS1302进行自检初始化。DS1302的自检初始化程序设计流程图如图4-4所示: DS1302的自检初始化程序如下所示:

;--------------------------------------------------------------- Function: Start check DS1302

DSCheck: Mov R6, #DS1302Sec+1 ;Second Time

ACall DSRdlByte Mov DSCheckData , a Cjne a, #60H, $+3

开始

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读取DS1302秒钟时间 西南科技大学高等教育自学考试论文

图4-4 DS1302的自检初始化程序设计流程图

DSCheckNext: Jnc DSSetTime; a>=60H to Set DS1302's Time

Acall DSDelay; DS1302 delay 1 second

Mov R6, #DS1302Sec+l ; a<59H Read DS1302's Second again

ACall DSRdlByte Cjne a, DSCheckData, DSOK ;

Two DSSec of Reading is different

AJMP DSSetTime

DSOK: Ret

检查DS1302芯片是否正常工作,本系统中通过先读取秒钟寄存器的数据,将数据存储起来,且将此数据与60H相比较,若大于60H,说明时钟数据不正常,转去设置时钟时间;若小于并等于60H,延时一秒钟后,再次读取秒钟寄存器的数据,与第一次读取的秒钟数据相比较,若这两次的数据相同,说明时钟数据不正常,转去设置时钟时间;若正常,则退出到主程序。初始化DS1302的充电状态及其初始时间的设置。 4.3.4时钟程序设计

对DS1302进行读写的程序流程图如图4-5所示

在对DS1302进行操作时,读出的数据为BCD码,同样在写操作时,写入的数据也

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必须为BCD码,这就需要在数据写入之前、读出之后进行必要的数据进制之间的转换,以便与系统其他数据在比较时相对应。本系统中,设定的时间参数一般都为二进制或十六进制数,故程序中进行二进制与BCD码之间的转换,其相互转换程序如下:

;二进制转换为BCD码 ;Function: DisTmeBCD DisTimeBCD: Mov A,@RO AnL A,#OFH Mov @R1,A Inc R1 Mov A,@RO Swap A An1 A,@ofh Mov @R1,A Inc R1 Inc R0 Ret ;BCD码转换二进制 ;Function: DisTimeHex DisTimeHEX: Mov A,@RO Mov B,#10 Div AB Mov @R1,B Inc R1 Mov @R1,A Inc R1 Inc R0 Ret

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西南科技大学高等教育自学考试论文 开始 将DS1302写保护 数量初始化 RST一端送高电平 去除读写保护 写入DS1302读地址 RST一端送高电平 将该地址数据读出 写DS1302地址 数据读完了 向该地址写入数据 数据写完了 结束 将读出的数据暂存,带显示 图4-5 DS1302进行读写的程序流程图

4.4显示驱动模块

系统运行过程中的数据显示是人机交互对话的一个重要通道。通过系统数据的显示,我们才可以更好的了解系统运行的状态,从而便于对整个系统进行必要的操作。本系统中采用共阳极的数码管,其中采用ULN2803作为驱动数码管的段选的芯片,采用简单又便宜的9012三极管来驱动数码管的位选,节约成本,程序编写简单。 4.4.1 ULN2803驱动器的应用

考虑到数码管驱动信号要求的驱动电流较大,采用功率驱动器件ULN2803,芯片外形如图4-6所示。此芯片是八组NPN型达林顿功放三极管集成芯片,典型的输入电

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压是5V,集电极输出功率可达50VX600mA。因此采用ULN2803作为共阳数码管的段信号驱动器,而共阳数码管的位信号驱动则采用8个晶体管9012来实现。又由于ULN2803为低电平驱动,所以数据送到单片机端口之前,应在程序中先将数据取反,然后将数据送到与ULN2803输入端口相连接单片机的PO端口即可,简化软件程序。

图4-6 芯片外形

4.4.2 显示程序设计

其显示子程序如下:

;----------------------------------------------------------- Display: Mov R0 , DisBufptr

Mov A, @R0

DisPlayl: Mov Dptr, #DisTab

Movc A, @A+Dptr

Cpl a

Mov DisModPort, A

Mov A, DisCSPtr

Mov DisCSPort, A RL A

Mov DisCSPtr, A

Inc DisBufPtr

Jb Acc. 0, DisQuit

InitDisO: Mov DisCSPtr, #11111110B

Mov DisBufPtr, #DisBuf

DisQuit: R

;------------------------------------------------------------

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每次先送一位要显示的数据字节,然后再送该位LED的位地址字节,直到8位显示完全。本系统在运行过程中需要显示察看的数据有时钟及遥控器键盘显示数值。正常工作中8位显示器显示实时时钟,时间显示小时、分钟和秒钟,其中有两位用来显示“----”,用以分隔小时、分钟和秒钟,这样显示更加清晰。当然,在测试期间,数码管用来显示遥控器的键值。

4.5系统键功能

4.5.1遥控键盘

键盘是系统输入数据设备应用最广泛的一种,它也是人机交互对话。对系统进行操作的重要通道,操作者的许多操作意图是通过键盘来输入。本系统键盘不多的情况下采用中断方式,把键盘信号采集放在中断程序中除了,键盘的功能放在任务操作模式中完成。

其红外线遥控器解码的中断子服务子程序如下所示: :Function: controller Interrupt Jntoentry:Jb KeyGetF,IntQ Jb Keypress,IntQ Push ACC Push PSW

Mov GetKey+1,THO Mov GetKey,TLO Mov THO,#00H Mov TLO,@00H CLr C

Mov A,GetKey+1 Subb A,#Guide JnC IntoEnd Clr C

Mov A,GetKey+1 Subb A,#Guide Jnc IntoEnd Clr C

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Mov A,GetKey Subb A,@Zerol Mov A,GetKey+1 Subb A,#ZeroH Cpl C

Mov KeyBuf+1,A Jc Int00cut Xrl A,#03H Jnz Int0End Mov A,KeyBuf Subb A,#20H Mov KeyGet Setb KeyGetf Setb Keypress

Mov secl0time5,#Keyyime Clr lightF

intoEnd: Mov KeyBuf,#7FH Mov KeyBuf+1,#0FFH Int00ut: POP PSW POP ACC RetI

上面程序可以把遥控器要使用的红外遥控器每一个按键的按值读出来,并且通过数码管将键值显示出来,以便观察遥控键盘信号采集正确与否。 4.5.2 键功能处理程序

在执行完键盘采集工作后,如果有键按下,程序转入键处理功能程序。系统根据采集过程中得到的键号,散转到相应的键处理子程序,通过键盘设置修改系统工作参数,其出现如下:

DoKey: Mov a,KeyGet R1 a

Mov Dptr,#KeySub

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Jmp @a+dptr KeySub: Ajmp Key0 ;0 Ajmp Key1 ;1 Ajmp Key2 ;2 Ajmp Key3 ;3 Ajmp Key4 ;4 Ajmp Key ;5 Ajmp key ;6 Ajmp key ;7 Ajmp key ;8 Ajmp key ;9

可见,通过对系统不同功能进行测试,系统工作正常,与设定值相比调光误差为±5.0% ,测试效果良好,满足实用的要求。

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