基于51单片机的温度警报器的设计单片机课程设计报告书.doc下载

weixin_39821526 2021-09-25 09:35:26
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智能台灯 设计制作了一种智能台灯,主要是以BISS0001和单片机组成的红外传感控制电路。其 特点是在有人时且外界光强较弱时能自动开灯,无人时关灯,节约能源;且能纠正坐姿 ,防止近视。 工作原理及结构 台灯已是千家万户的必需生活用品,经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费。当夜 晚来临时,人们又摸黑去开灯,非常不方便。在这里设计了以人体红外辐射(波长为9. 5um)传感控制电路。当人体在台灯的范围内且环境光强较弱时,自动感应开灯;当人体 太靠近桌面时,台灯自动感应,警告纠正坐姿,若在一定时间内未离开桌面则自动熄灭 。当人离开时则自动关灯,达到节约能源的目的。 系统组成部分 图一 系统结构图 本系统组成如图一所示,主要由三部分组成: 1) 传感器及信号处理部分:检测人体辐射红外信号及光强信号经过处理后变成可处理的数 字信号 2) 以80C51组成的中央处理单元:处理信号并发出控制命令 3) 提醒电路及灯光控制电路 :给出提醒信号并根据80C51给出的命令控制灯光 整个系统是以80C51控制下工作的。其工作过程为:当环境光比较强时,光敏电阻阻 值比较小,信号处理电路检测到低电平信号,禁止热释电红外传感器工作,省去了80C5 1处理过程。当环境光比较弱时,光敏电阻阻值变大,信号处理电路接收到高电平,从而 启动热释电红外传感器工作。热释电红外传感器1探测比较远的距离,当人体进入到传感 器1的控测范围内且光强较弱时,信号检测电路处理信号,并向单片机发送一个中断,8 0C51启动灯光控制电路,使灯慢慢变亮。当环境光比校弱时,且人体过于靠近桌面,热 释电红外传感器2检测到信号,同时了在热释电红外传感器1的控测范围内,信号处理电 路同时向80C51发送信号,80C51处理信号根据优先级顺序,屏蔽掉热释电红外传感器1的 信号,启动延时电路,发出警报使人离开,若在设定的时间内未离开桌面,则启动灯光 控制电路,使灯慢慢熄灭。当人体离开热释电红外传感器2的控测范围且在热释电红外传 感器1的控测范围内时,灯光又慢慢变亮。 电路图功能设计 图二 传感器组成的信号检测及处理部分 图二是由红热释电红外传感器、光敏电阻、BISS0001组成的信号检测及处理电路。红 热释电红外传感器只对波长为10μm(人体辐射红外线波长)左右的红外辐射敏感,所以 除人体以外的其他物体不会引发探头动作。探头内包含两个互相串联或并联的热释电元 ,而且制成的两个电极化方向正好相反,环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的 作用,使其产生释电效应相互抵消,于是探测器无信号输出。一旦人侵入探测区域内, 人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,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,于是输出检测信号。 BISS0001是由运算放大器、电压 比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成的数模混合专用集成 电路。当外界光强较强时,光敏电阻阻值很小,BISS0001检测到低电平,从而封锁14脚 ,禁止传感器infare1的信号。当外界光强较弱时,光敏电阻阻值很大,BISS0001检测到 低电平,开启14脚;infare1检测到人体信号时,产生微弱的信号输出,经R5、R1005、 R4、C1、C6、C7组成的信号放大滤波电路。R1000、R1001、C1000和C1001组成的延时电 路。信号经处理后从2脚输出。 图三 单片机控制电路 图三是由单片机组成的报警及灯光控制电路。当外部无任何中断时,80C51控制74LS 138的使能控制端,使后面电路不工作。当有中断一产生时,80C51启动74LS138,向P0脚 低4位发送信号,控制灯慢慢亮。当中断1和中断0同时产生时,80C51屏蔽掉中断1,启动 74LS138向P0脚低四位发送数据,使灯光慢慢变暗。这里采用74LS138控制DC832可以节省 80C51的管脚,有利于扩展,以便于控制多盏灯。由于采有DC0832可以有效地使灯实现阶 梯形的变化。 实验结果 本系统的主要设计思想来源于生活。台灯是一般家庭的生活必需品,但由于经常忘记 关灯而造成巨大的能源浪费。全球这么多台灯,估算一下,消耗能源可观。另一个是作 为一个必需品,当然要使生活变得更方便,省去了黑暗中开灯的麻烦,并且可以纠正坐 姿。本系统在实验室进行了实物实验。热释电红外探测器1的距离是4m左右(距离可调) ,主要是因为般来说是门离书桌的距离;以便黑暗中时人一到门口则启动,省去了开灯的 麻烦,用户可以根据自己的实际情况进行距离调节。热释电红外探测器1的距离是10cm左 右(距离可调),主要考虑是当学习时,有时坐姿不正,引起身体离桌面太近,容易引 起近视,此时台灯发出警告,提醒注意,若在设定的时间内未离开,则强制熄灭。有时 人学习累了,趴在桌子上睡觉,

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