教室自动感应照明控制系统的设计 - 图文

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教室的人数加一，否则将“内”标志位置位，然后继续扫描程序、检测。相反，如果“外”红外管检测到有人，然后判断“内”红外管是否也检测到有人，检测到则表示是由内出外，教室人数减一，如此循环检测，实现对教室人数的统计。流程图如图5.1所示。 开始 程序扫描

图5.1人数统计流程图

“内”检测到有人“外”检测到有人“内”标 志位置位“外”检测到有人“内”检测到有人“外”标志位置位由内出外，人数减一标志位清除Y由外入内，人数加一N结束5.2 光照强度采样及模数转换子程序

A/D转换器是采集教室光照强度的一个重要器件。A/D转换器应能够确保模拟信号在数字位流中被准确地表示，并提供一个具有任何必需的数字信号处理功能的平滑接口。A/D转换器将光敏电阻采集的光照强度的模拟信号变换成数字位流以进行处理、传输及其他操作，并根据人数执行继电

N

器吸、合动作。单片机把它实时检测采集的数据与设定值进行比较，然后根据比较结果和教室的人数启动继电器。流程图如图5.2所示。

Y开始

选中通道2并退出中 开启A/D并选中通道1断 等待中断等待中断 读出转换结果读出转换选中通道1 结果 图5.2 光照强度采样及模数转换流程图

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5.3 LCD1602显示子程序流程图

本设计主要实现的功能是显示系统时间和室内人数。时间主要通过时钟芯片DS1302来控制，本设计显示得是时、分、秒、星期和统计的人数，人数主要通过模拟传感器的按钮来实现加减人数。LCD1602液晶模块内部的字符发生存储器以及存储了160个不同的点阵字符图形，LCD1602总共有两行16个字符的位置可供显示，首行首字符地址为0x80，第二行首字符地址是0x80+0x40，比如要在第二行第二个位置显示，则可将写指令地址设为0x80+0x40+1即可。LCD显示模块程序流程图如图5.3所示。

开始 初始化

Yes

内部是否忙碌 NO 读指令

读数据 显示 图5.3 LCD显示模块流程图

5.4 主程序设计

本设计是在设定时间范围内并且处于黑暗环境下，统计到人数之后会将照明灯打开，打开照明灯的多少根据教室人数而定。程序开始执行以后，器件和端口初始化。首先是设置时间，此时系统会向时钟芯片DS1302发送请求，如果有回复数据，则准备更新时间数据，然后判断按键是否被按下，如果有按键按下，还要判断设置的是否是实时时间，此时分为两种情况：第一，如果判断为“是”，则进入实时时间的设置。第二，如果判断为“不是”，此时又需要判断是否要设置定时时间。如果是，进入定时时间的设置；如果不是再判断系统的状态，自动模式下，系统会根据设置的情况自动进行工作，在光线黑暗并且统计到人数的情况下，自动打开照明灯；手动模式下，要通过按键控制照明灯的亮灭。整体流程图如图5.3所示。

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图5.3 主程序流程图

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6. 安装与调试

6.1 软件的仿真与调试

Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的软件，和其它的单片机仿真软件不一样的是，它不仅能够仿真单片机CPU 的工作情况，还能够仿真单片机外围电路或者没有单片机参与的其它电路的工作情况。

Proteus是单片机课堂的教学助手。Proteus为电路测试提供了较为全面的、包括模拟信号和数字信号的测试信号。Proteus可以将单片机实例功能、单片机实例运行过程形象化。在相当程度上，前者可达到实物演示实验的效果，后者则很难达到实物演示实验的效果。在某种程度上，它的组件、连接等可以代替传统的单片机实验教学，因为它的硬件和传统的单片机实验高度对应。例：组件的选择、电路的连接、电路的检测、电路的修改、软件的调试、运行结果等。

毕业设计和课程设计对于毕业生就业而言是至关重要的。Proteus相比于实验室而言，在组件库、虚拟仪器仪表以及修改电路的灵活性方面都有着无法比拟的优点，尤其是各类仪器质量优，数量大，完全可以满足设计需求。科技随着时代迅速地发展，“计算机仿真技术”也越来越实用，在各个设计部门已成为不可缺少的设计手段。由于Proteus设计非常灵活，并且设计过程以及结果高度统一，使其耗资减少，时间缩短，也可以降低工程制造的风险。相信在单片机开发应用中Proteus也能获得愈来愈广泛的应用[9]。 6.1.1 仿真图

系统可以对教室光照强度进行检测，同时对教室人数进行统计，并且LCD可以显示年、月、日以时间及星期，还可以设置实时时间和教室照明灯亮的时间。当在时间范围内时，照明灯是处于智能状态，超出时间范围则自动切换成手动状态，而且自动、手动状态是可以随时切换的，以防自动状态出现问题，对电能造成浪费。当光线强度高于设定值范围时，不管LCD统计的人数是多少，照明灯都是不打开的；当光线强度低于设定值范围时，根据教室人数的多少，打开相应数量的照明灯，以达到智能节能的目的。仿真图如图6.1所示。

图6.1 仿真图

6.1.2 调试与功能实现

首先使用Keil软件对程序进行设计与编译。软件设计首先创建一个工程选择芯片，本设计基于STC89C52单片机，工程创建完后编写程序代码，单击菜单中的【Save】选项，本设计采用C语言编写，因此代码扩展名必须为.C，然后保存，之后在文件编辑窗口编写代码。开始编译，成功后生成Hex文件。通过软件向单片机烧录程序，然后接通电路进行调试，若调试过程出现状况，可通过详细查找、仔细验证来找出并修改错误，最终达到预期结果。

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