第3章 基于单片机的照明控制系统的硬件电路设计
3.3 看门狗监控电路的设计
本系统采用MAXIM公司的低成本微处理器监控芯片MAX813L构成硬件狗，与AT89C51的接口电路如图3-3所示。MR与WDO经过一个二极管连接
来，WDI接单片机的P2.7口，RESET接单片机的复位输入脚RESET，MR经过一个复位按钮接地。该监控电路的主要功能如下：
1.系统正常上电复位：电源上电时，当电源电压超过复位门限电压4.65V RESET端输出200ms的复位信号，使系统复位。
2.对+5V电源进行监视：当+5V电源正常时，RESET为低电平，单片机正常工作；当+5V电源电压降至+4.65V以下时，RESET输出高电平，对单片机进行复位。
3.看门狗定时器被清零，WDO维持高电平；当程序跑飞或死机时，CPU不能在1．6s内给出“喂狗”信号，WDO跳变为低电平，由于MR端有一个内部250mA的上拉电流，D导通MR获得有效低电平，RESET端输出复位脉冲，单片机复位，看门狗定时器清零，WDO又恢复成高电平。
4.手动复位：如果需要对系统进行手动复位，只要按下手动复位按钮，就能对系统进行有效的复位。
图3-3 看门狗电路图
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3.4 光敏三极管采光电路设计
通过对光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管的比较，考虑到灵敏度、可行性、经济性等方面的因素，本课题设计采用光敏三极管作为采光元件，进行对教室里自然光的采集，本课题设计采用3DU5C型号的光敏三极管。
光通量的单位，发光强度为1坎德拉的点光源，在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为“1流明”。英文缩写(lm)。
所谓的流明简单来说，就是指蜡烛一烛光在一公尺以外的所显现出的亮度。一个普通40瓦的白炽灯泡，其发光效率大约是每瓦10流明，因此可以发出400流明的光。40瓦的白炽灯220伏时，光通量为340流明。光通量是描述单位时间内光源辐射产生视觉响应强弱的能力，单位是流明，也叫明亮度。投影仪表示光通量的单位是ANSI流明，ANSI流明是美国国家标准化协会制定的测量投影仪光通量的标准，它测量屏幕“田”字形九个交叉点上的各点照度，乘以面积，再求九点的平均值，即为该投影仪的ANSI流明。流明值越高表示越亮，明亮越高则在投影时就不需要关灯。 ANSI为American National Standards Institute（美国国家标准局）的缩写。
应用3DU5C型号的光敏三极管，流明与光生电流之间有着良好的线性关系，0lm——0μA；100lm——5μA；200lm——10μA；300lm——15μA。
光敏传感器采光电路如图3-4所示，采用LM339电压比较芯片，组成一个三级电压比较电路。图中，取R7=200K，40W白炽灯光照度为强， 约340流明，产生光生电流为 340×15/300= 17μA产生电压为3.4V，即为光照度强；25W白炽灯光照度为中， 约250流明，产生光电流为250×15/300=12.5uA产生电压为2.5V，即为光照度中；15W白炽灯光照度为弱，约150流明，产生光电流为7.5 uA ，产生电压为1.5V，即为光照度暗。
所以： 图中V2取3V，V1取 1.5V，VIN>3V 光照度为强，VIN<1.5V 光照度为弱，1.5V 17 第3章 基于单片机的照明控制系统的硬件电路设计 图3-4 光敏三极管采光电路图 3.5 人体存在信号采集电路设计 本课题采用的人体存在信号采集电路的传感器是HP-208型号的热释电红 人体存在传感器。HP-208是深圳市浩博特电子有限公司研发和生产的基于红外线技术的智能产品，它的主要特性如下： 1.感应为全自动方式，人进入感应范围时输出高电平（高3.3V），人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平(低0.3V)，其高低电平利于采集； 2.采用可重复触发方式。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活动，其输出将一直保持高电平，直到人离开后才延时8秒-15秒后将高电平变为低电平； 3.人体存在传感器的工作电压宽为DC3V-DC24V； 4.人体存在传感器制作成锥面形状，感应范围大，小于140度锥角，感 应距离为7米以内； 5.其静态电流小于50微安，功耗低； 6.工作温度介于-15摄氏度和+70摄氏度之间，适应性强； 7.灵敏度高，可靠性强。 人体存在传感器的1号引脚为电源信号端，3号引脚为接地信号端，2号 18 吉林工程技术师范学院毕业论文 引脚为采集信号输出端。在电路设计中,为了使人体存在传感器的工作更加可靠，介于人体存在传感器的信号引脚2与接地信号引脚3之间加了一个6800pF的电容，另外，人体存在传感器的信号引脚2与单片机的P3.3引脚相连，P3.3引脚再接一个100KΩ的上拉电阻，增加人体存在传感器输出信号的可靠性，其电路原理图，如图3-5所示： 图3-5 人体存在传感器电路原理图 3.6 电灯的驱动电路设计 单片机发出信号通过7404来给光电耦合器MOC3021来控制续电器接通与断开,从而控制电灯的开关。光电耦合器能将强弱电隔离，抗外界干扰。共有3盏灯，房间最前的一盏灯与P2.0口相连；房间中间一盏等与P2.1口相连，最后一盏灯与P2.2口相连。 19 第3章 基于单片机的照明控制系统的硬件电路设计 图3-6 电灯的驱动电路原理图 20