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§3.2.3系统供电电路
要取得+5V电压，若选用12V的变压器，整流滤波后输出往往大于12V，会使稳压器功耗大，自身温度较高。故不选用输出电压为12V的变压器，而选用输出电压为9V的变压器。系统接通220V交流电源后，将220V交流电变压到9V，经过二极管全波整流、电解电容C23，C24滤波，再经一只正输出稳压器LM7805，为了缓冲负载突变，改善瞬态响应，输出端还采用了电容C25、C26，最后得到+5V的直流工作电源，用于给控制系统中单片机系统及其它外围电路的Vcc+端供电。其供电原理图如3.2.3-1所示。
图3.2.3-1 供电原理图
在硬件时钟模块中，为了在断电后硬件时钟能够正常运行，故采用主从双电源供电方式。硬件时钟一般在系统的+5V主电源情况下工作，而只有系统+5V主电源消失的情况下，为确保硬件时钟的正常运行，设计一个3.6V的可充电铿电池作为备用电源。具体电路及其原理将在后面的系统时钟电路部分详细说明。 §3.2.4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件光电传感器有光敏电阻。此外，人体传感器要求灵敏度高，可靠性强，本系统采用了逻辑电平输出的HC-SR501型号的人体存在传感器。 I.环境光A/D采集电路
光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。还有另一种入射光弱，电阻减小，入射光强，电阻增大。
光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）uM的
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响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。设计光控电路时，都用白炽灯泡光线或自然光线作控制光源，使设计大为简化。其外形电路图形符号如图3.2.4-1所示：
图3.2.4-1 光敏电阻
光敏电阻电路如下图3.2.4-2所示：
图3.2.4-2 光敏电阻电路原理图
其输出随着光敏电阻的阻值变化为不同的电压值，其中AIN0引脚接A/D的AIN0
引脚。
在这里选用的AD为PCF8591--8位A/D和D/A转换器，通过该型号的A/D将
光敏电阻输出的电压值（模拟量）转换成数字量。来供后续电路、单片机的控制运算处理。下面介绍一下PCF8591--8位A/D和D/A转换器,由于本芯片我们只使用的是A/D转换部分，故仅对A/D部分稍作介绍。其引脚如图3.2.4-3所示：
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图3.2.4-3 PCF8591引脚图
PCF8591是单片、单电源低功耗8位CMOS 数据采集器件，具有4个模拟输入、一个输出和一个串行I2C总线接口。3个地址引脚A0、A1和A2用于编程硬件地址，允许将最多8个器件连接至I2C总线而不需要额外硬件。器件的地址、控制和数据通过两线双向I2C总线传输。
器件功能包括多路复用模拟输入、片上跟踪和保持功能、8位模数转换和8 位数模拟转换。最大转换速率取决于I2C总线的最高速率。
A/D部分的电路连线如下图3.2.4-4所示：
图3.2.4-4 A/D模块电路图
由于I2C总线系统中的每一片PCF8591通过发送有效地址到该器件来激活。该地址包括固定部分和可编程部分。可编程部分必须根据地址引脚A0、A1和A2来设置。上图中A0~A2均与地线连接，所以PCF8591的编程地址后三位为000B。电路中A/D通道AIN0与图3.2.4-2中的标号AIN0相连。电路中的串行数据线SDA和串行时钟
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线SCL必须通过上拉电路连接至正电源。数据传输只能在总线不忙时启动。其中SCL连接至单片机STC89C52-2的P1.0引脚，SDA连接至单片机STC89C52-2的P1.1引脚。 II．人体存在信号采集电路
人体热释电红外传感器HC-SR501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）全自动感应：人进入其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。
（2）温度补偿：在夏天当环境温度升高至30～32℃，探测距离稍变短，温度补偿可作一定的性能补偿。
（3）两种触发方式：（可跳线选择）
a、不可重复触发方式:即感应输出高电平后，延时时间段一结束，输出将自动从高电平变成低电平；
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活动，其输出将保持高电平，直到人离开后才将高电平变为低电平。 （4）具有感应封锁时间：感应模块在每一次感应输出后（高电平变成低电平），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内感应器不接受任何感应信号。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DC4.5V-20V。
人体传感器HC-SR501的视图如图3.2.4-5所示:
图3.2.4-5
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10uM左右的红外线，被动式红外探头就
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靠探测人体发射的10uM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10uM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。
这种探头是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10uM左右的红外辐射非常敏感。为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面覆盖有特殊的菲泥尔滤光片（菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距，从而产生不同的监控视场，视场越多，控制越严密），使环境的干扰受到明显的抑制作用。人体存在的探测，其传感器包含两个互相串联的热释电元，构成差分电路，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。一旦有人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被人体存在传感器的热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理而输出有人体存在的信号。
人体传感器透镜的信号采集敏感区示意图如图3.2.4-6所示
图3.2.4-6 信号采集敏感区示意图
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，正确的安装应满足的条件有：应离地面2.0-2.2米；远离空调，冰箱，火炉等空气温度变化敏感的地方；在探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其他隔离物；不要直对窗口；不要安装在有强气流活动的地方。人体存在传感器对人体的敏感程度还和人的运动方向关系很大。在现场选择合适的安装位置是避免红外探头误报、求得最佳检测灵敏度极为重要的一环。
人体传感器HC-SR501模块的外接连线：人体传感器的1号引脚为电源信号端，3号引脚为地信号端，2号引脚为采集信号输出端。本系统使用4个HC-SR501模块来控制路LED日光灯，故其2号引脚分别连接单片机STC89C52-1的P2.0~P2.4
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