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1、 摘要 针对学校经常出现人走后教室的灯依旧开着的严重浪费电能的情况，为了响应节能号召，本论文研究并设计出了学校照明系统智能控制电路。该控制电路以AT89C51单片机为核心，利用照度检测电路、红外线检测电路对周边环境进行监控，再通过继电器对照明系统进行控制，实现照明系统的智能控制，即有人且光照不足时自动开灯、无人或光照充足时自动关灯，达到节能的目的。该控制电路还延续了手动开关电灯的功能，即忽略照度检测电路和红外线检测电路对周边环境的监控，只由两个开关控制电灯的开关。本论文只是对该控制电路进行模拟，对电路进行了简化，用发光二极管代替实际电路中的继电器和照明系统，因此只需将电路中的发光二极管用继电器
2、和照明系统替代掉就可应用于实际电路了。本论文提供了该控制电路的工作原理、硬件结构、软件设计流程及相关程序。关键词：照明系统；智能控制；节能Abstract The school often go after the classroom lamp is still open to the serious waste of electricity, in response to call to conserve energy, this paper studies and designs the school lighting system intelligent control circuit.
3、 The control circuit based on AT89C51single-chip microcomputer as the core, using the illumination detection circuit, an infrared detection circuit on the surrounding environment monitoring, and then through the relay on the lighting control system, realize the lighting system of intelligent control
4、, i.e. someone and when illumination is insufficient automatically turn on the lights, unmanned or adequate light automatically when you turn off the light, to achieve the purpose of energy saving. The control circuit is a continuation of the manual switch lamp function, namely ignoring the illumina
5、nce detecting circuit and an infrared detection circuit to the peripheral environment monitoring, only by the two switch to control the lamp switch. This thesis is on the control circuit simulation, the circuit is simplified, with the light emitting diode to replace the actual circuit relay and ligh
6、ting system, so only the circuit of LED lighting system replaced relays and can be applied to the actual circuit. This paper provides the control circuit working principle, hardware structure, software design process and related procedures.Key words:lighting system;intelligent controlling; energy-sa
7、ving 目 录中文摘要英文摘要1 绪论12 节能控制电路硬件设计22.1 节能控制电路工作原理22.2 AT89C51简介及其各引脚功能22.3 照度检测电路42.4 红外检测电路52.5 晶体振荡电路62.6 电源电路62.7 复位电路72.8 电路各主要元件简介72.8.1 热释电红外传感器RE200B简介72.8.2 红外热释电处理芯片BISS0001简介82.9 节能控制电路整体设计102.10 节能控制电路的硬件焊接113 节能控制电路软件设计133.1 Keil C51简介133.2 C51与标准C的主要区别133.3 节能控制电路的C语言程序设计144 结论18参考文献19附录
8、120附录221附录322致谢231 绪论 目前，大部分学校照明都存在用电严重浪费的情况，特别是大学校园，由于大学是开放式管理，很少有专人管理，学生又经常忘记关灯，因此会造成比较严重的用电浪费情况。学校用到的节能措施非常少，仅限于少数走廊或公厕等地的声控灯，而声控灯在刮风、打雷天气时就没有节能效应了。 针对这样一个现状，本论文要设计一个智能照明系统节能控制电路，利用照度检测和红外探测相结合的主动与被动的探测方式，基于单片机开发教室照明节能自动控制系统，实现教室无人或者光照充足时自动关灯、有人到来且光照不足时自动开灯的功能，达到节能的目的，还要延续手动开关的功能。这个设计不仅仅适用于教室，还适用
9、于其它需要智能照明的场所。 照度检测可以利用光敏电阻阻值随光照强度变化而变化的特性来实现，而红外探测则需要用到红外探测器RE200B和对RE200B输出信号进行处理的传感信号处理集成电路BISS0001及相关外围器件。检测信号通过单片机预先编好的程序处理后，单片机会在一个或多个预定的引脚输出一个或多个信号到继电器上来控制照明，以达到智能照明的目的。 由于RE200B红外探测器只能探测移动的人体，当人体坐在教室不动时，探测器就不能探测到是否有人了，因此也就失去了效用。为了解决这个问题，可以让RE200B红外探测器相对人体移动，这样即使人体不动也能检测出来是否有人。可让红外探测器安装在一个机械转轴
10、上，让红外探测器不停地左右转动对周围进行扫描，这样就可以即时检测出是否有人。 为了控制成本，本论文并没有也没有必要完全按照上述描述设计，只是进行了模拟。用发光二极管代替了继电器，发光二极管发亮表示继电器接通即控制的灯亮。还有并没有把红外探测器安装在一个机械转轴上。本论文只是按照论文要求进行了仿真，完全能够实现要求的功能，即实现教室无人或者光照充足时自动关灯、有人到来且光照不足时自动开灯的功能。2 节能控制电路硬件设计2.1 节能控制电路工作原理 如图1，该电路以一片AT89C51为核心，包括照度检测电路、红外检测电路、手动开关、晶体振荡电路、继电器、电源电路、复位电路。 其中照度检测电路用来检
11、测环境照度，当亮度不足时输出一个高电平信号，当亮度充足时输出一个低电平信号，并将信号传给AT89C51；红外检测电路用来检测是否有人，当有人时输出一个低电平信号，当无人时输出一个高电平信号，并将信号传给AT89C51；手动开关用来手动控制照明电路的开和关，而忽略照度和红外线检测，当开关按下时输出一个低电平信号，并将信号传给AT89C51。 电源电路、复位电路和晶体振荡电路都是AT89C51正常工作的必要设备。单片机接收以上信号后，会根据程序设置判定是否开灯或关灯。这样就可以实现有人且光照不足时自动开灯、无人或光照充足时自动关灯，也可以手动开关电源，达到节能的目的。图1 节能控制电路工作原理框图
12、2.2 AT89C51简介及其各引脚功能 AT89C51是ATMEL公司生产的一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，即单片机。AT89C51单片机继承了MCS-51系列单片机的原有功能，与MCS-51系列单片机在原有功能、引脚以及指令系统方面完全兼容。 其各引脚功能如下：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器
13、，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉
14、低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： P3.0 RXD（串
15、行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的
16、1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/
17、EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性: XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。2.3 照度检测电路 图2 照度检测电路原理图 如图2，该照度检测电路由一个
18、光敏电阻、一个NPN三极管和三个限流限压电阻组成，当光线暗时，R2阻值较大，Q1基极电压很小，Q1不导通，输出给p1.0端为高电平；当光线亮时，R2阻值很小，Q1基极电压达到0.7V时，Q1导通，输出给p1.0端为低电平。经过仿真，当光敏电阻降到7.5k时，三极管就会导通；当光敏电阻高于7.5k时，三极管就会截止。把高低电平信号送给AT89C51处理，AT89C51根据高低电平信号及其他相关信号判断是进行开关灯处理。2.4 红外检测电路图3 红外检测电路原理图如图3，该红外检测电路由红外探测器RE200B、传感信号处理集成电路BISS0001及一些外围电路组成。RE200B的D端接电源正极，S
19、端为信号输出端，G接电源负极。当人体先后经过两个探测元时，产生差值，S端输出一个信号，S端输出信号经过集成电路芯片BISS0001及外围电路处理后从VO端输出一个高电平使三极管Q2导通，Q2导通后，电路输出一个低电平信号给单片机的P1.1端；若无人则RE200B没有信号输出，Q2不导通，电路输出一个高电平信号给单片机的P1.1端。单片机接收到高低电平信号后，按程序进行处理后再输出开关灯控制命令。 其中，RR1、RC1：输出延迟时间Tx的调节端，Tx49152R14C12；RR2、RC2：触发封锁时间Ti的调节端，Ti24R11C11。可以通过改变与RR1、RC1引脚相连的电阻R14阻值和电容C
20、12容值来改变输出延迟时间的长短；通过改变与RR2、RC2引脚相连的电阻R11阻值和电容C11容值来改变触发封锁时间的长短。输出延迟时间的长短和触发封锁时间的长短，会直接影响到节能控制电路是否能有效快速的对周围环境变化做出反应。2.5 晶体振荡电路 图4 晶体振荡电路原理图 如图4，该晶体振荡电路由一片12MHz石英晶体和两片30pF电容组成，连接于AT89C51的XTAL1和XTAL2上，产生时钟信号。晶体的频率越高，系统的时钟频率就越高，单片机的运行速度也就赶快。但是，运行速度快对存储器的速度要求就高，对印制电路板的工艺要求也就越高，即要求线间的寄生电容要小。晶体和电容应尽可能安装得与单片
21、机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠地工作。为提高温度稳定性，应采用稳定性能好的电容。因该设计不需要过高频率的石英晶体，我选择了12MHz的石英晶体。2.6 电源电路图5 电源电路原理图 电路工作原理：220V交流电经变压器TF1降压后，得到9V交流电，经过D1D4组成的桥式整流电路整流、电解电容C2滤波、7805稳压及电解电容C3的再次滤波后，得到5V直流电压。本稳压电源可作为TTL电路或单片机电路的电源。三端稳压器是一种标准化、系列化的通用线性稳压电源集成电路，以其体积小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用简捷方便等特点，成为目前稳压电源中应用最为广泛的一种单片式集成稳压
22、器件。2.7 复位电路图6 复位电路原理图 如图6，复位电路由两个电阻、一片电解电容和一个轻触开关组成，该电路具有上电复位和手动复位两种复位方式，当上电时，电容充电，R6出现高电压，单片机复位。充电完毕后，流经R6电流为0，电压为0，单片机进入工作状态；当按下开关时，电容放电，松手后，电容充电，R6有电压，单片机复位，充电完毕，单片机进入工作状态。2.8 电路各主要元件简介2.8.1 热释电红外传感器RE200B简介图7 RE200B内部结构图 RE200B是传感器的一种，RE200B采用热释电材料极化随温度变化的特性探测红外辐射，并配合双灵敏元互补方法抑制温度变化产生的干扰，提高了传感器的工
23、作稳定性。 热释电红外传感器由两个传感探测元、干涉滤光片和场效应管匹配器三部分组成。干涉滤光片能有效地让人体辐射的红外线通过，而最大限度地阻止阳光、灯光等可见光中的红外线的通过，以免引起干扰。热释电红外传感器在结构上引入场效应管的目的在于完成阻抗变换，由于热电元输出的是电荷信号，并不能直接使用,因而需要用电阻将其转换为电压形式,该电阻阻抗高达104，故引入的沟道结型场效应管应接成共漏形式即源极跟随器来完成阻抗变换。当人体先后经过两个探测元时，两探测元失去互补平衡作用，产生输出信号。 图8 RE200B实物图及引脚区分 双元热释电红外传感器RE200B参数：灵敏元面积 2.01.0mm2 基片材
24、料 硅 基片厚度 0.5mm 工作波长 7-14m 平均透过率 75% 输出信号 2.5V (420k黑体1Hz调制频率0.3-3.0Hz 带宽72.5db增益) 噪声 200mV (mVp-p) (25) 平衡度 20% 工作电压 2.2-15V 工作电流 8.5-24A (VD=10V,Rs=47k,25) 源极电压 0.4-1.1V (VD=10V,Rs=47k,25) 工作温度 -20- +70 保存温度 -35- +80 视场 1391262.8.2 红外热释电处理芯片BISS0001简介 BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路，它配以热释电红外传感器和少量外接元器
25、件构成被动式的热释电红外开关。它能自动快速开启各类白炽灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道、走廊等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。 特 点：*CMOS工艺*数模混合*具有独立的高输入阻抗运算放大器*内部的双向鉴幅器可有效抑制干扰*内设延迟时间定时器和封锁时间定时器*采用16脚DIP封装 引脚说明：图9 BISS0001引脚图A：可重复触发和不可重复触发选择端。当A为“1”时，允许重复触发；反之，不可重复触发。VO：控制信号输出端。由VS的上跳变沿触发，使Vo输出从低电平跳变到高电平时视为有效触发。在输出延
26、迟时间Tx之外和无VS的上跳变时，Vo保持低电平状态。RR1、RC1：输出延迟时间Tx的调节端，Tx49152R1C1。RR2、RC2：触发封锁时间Ti的调节端，Ti24R2C2。VSS：工作电源负端。VRF：参考电压及复位输入端。通常接VDD，当接“0”时可使定时器复位。VC：触发禁止端。当VcVR时允许触发(VR0.2VDD)。IB：运算放大器偏置电流设置端。VDD：工作电源正端。2OUT：第二级运算放大器的输出端。2IN：第二级运算放大器的反相输入端。1IN+：第一级运算放大器的同相输入端。1IN-：第一级运算放大器的反相输入端。1OUT：第一级运算放大器的输出端。2.9 节能控制电路整
27、体设计图10 节能控制电路整体原理图 如图10为节能控制电路整体原理图，其中包含电源电路、照度检测电路、复位电路、红外检测电路、复位电路、晶体振荡电路、手动开关电路。 电源电路为整个电路提供电源，直接接220V交流电，经变压器变压后输出9V交流电，再经过滤波稳压再滤波后输出5V直流电。 照度检测电路的输出与单片机的P1.0引脚相连，光敏电阻在光照强的情况下阻值小，使三极管基极电压变大，三极管导通，给单片机的P1.0引脚送入一个低电平，光敏电阻在光照弱时阻值很大，使三极管的基极电压变小，三极管截止，给单片机的P1.0引脚送入一个高电平。 红外检测电路的输出与单片机的P1.1引脚相连，红外探测元检
28、测到人体信号后输出一个微弱信号给传感信号处理集成电路BISS0001处理，经处理后输出一个高电平给三极管，三极管导通，给单片机的P1.1引脚送入一个低电平，否则给单片机的P1.1引脚送入一个高电平。 复位电路与单片机的RST端相连，开关电路连接于单片机的P1.2和P1.3引脚，晶体振荡电路与单片机的XTAL1和XTAL2引脚连接。 图中有两个发光二极管，其中与P0.0相连的发光二极管D5是用来模拟电灯的，与P0.1相连的发光二极管D6是用来提示是否进行了手动开关电灯。当光照不足、有人且没有进行手动开关电灯时，绿色发光二极管D5亮，红色发光二极管D6不亮，表示电灯打开且没有进行手动开关电灯。如果
29、进行了手动开关电灯，相应的绿色发光二极管D5会亮或不亮，同时红色发光二极管会不断闪烁，提示进行了手动开关电灯，此时只能通过手动开关电路的两个开关控制电灯的开和关，而忽略照度和人的影响。若想让电路继续检测照度和是否有人，可通过复位电路的开关对单片机进行复位，复位后单片机回到初始状态，即仍会对周围环境进行监测并作出相应动作。2.10 节能控制电路的硬件焊接 印制电路板上通常印制的是导线，将元器件按要求插在印制电路板的相应位置上，然后用熔化的焊锡把印制导线与元器件引脚连接牢的过程，称为焊接。手工焊接技术虽然不那么高深复杂，但却要掌握一定的工艺和技巧，否则焊接不牢，影响设备的正常工作，甚至造成元器件与
30、印制电路板的损坏。手工焊接是一种传统的焊接方法，由于操作简单、方便，因此，目前仍在生产、科研、实验与维修中广泛应用。 焊接的好坏，直接关系到电子产品或制作的质量，必须严格要求。焊接技术要求如下： （1）焊点要有足够的机构强度。为确保制品受到振动或冲击时不至脱落、松动，要求焊点机械强度好。有时为了提高被焊件的机械强度，可将元件引线端子扭弯后再行焊接，所以应视具体情况选用。合适的焊点连接形式：焊点处焊件的连接形式可大致分为插焊、弯焊（勾焊）、绕焊和搭焊四种。 弯焊和绕焊机械强度高，连接可靠性最好，但拆焊很困难。插焊和搭焊连接最方便，但强度和可靠性差。电子电路由于元器件重量轻，对焊点强度要求不是非常
31、高，因此元器件安装在印制电路板上通常采用插焊形式，在调试或维修中为装拆方便，临时焊接可采用搭焊形式。 （2）焊点无虚焊，焊接可靠，确保良好的导电性能。在焊接过程中，要控制焊锡的用量。过量的焊锡不但消耗了较贵的焊锡，而且增加了焊接时间，相应地降低了工作速度，在高密度的电路中，过量的焊锡很容易造成不易觉察的短路。但是焊锡过少不能形成牢固的结合，降低焊点的强度，特别在板上焊接时，焊锡不足是造成导线脱落的原因。只能用合适的焊锡量，才能焊出合格的焊点。 （3）控制焊点的形状，表面圆而光滑、清洁、无毛刺，在焊接中，适量的焊剂是不可少的，但要适量。过量的松香使焊点表面及其周围不清洁，甚至会在加热不足之处夹杂
32、到焊锡中形成“夹渣”。对于有松香芯的焊锡丝来讲，基本上可不另用助焊剂。 （4）控制焊接时间，能短则短。烙铁头应修整窄一些，使焊一个点时不会碰到相邻的焊接点。焊接时间在保证润湿的情况下，尽可能短，尤其是CMOS集成电路，更要掌握好焊接时间，一般时间不超过3秒。 瓷片电容、发光二极管、中周等元器件的共同弱点是加热时间过长就会失效，其中瓷片电容、中周等元件是内部接点会开焊，发光二极管则是管芯损坏。因此在焊接前一定要处理好，施焊时强调一个“快”字，若采用辅助散热措施，可避免过热失效。3 节能控制电路软件设计 目前用于51系列单片机编程的C语言都采用Keil C51（简称 C51），Keil C51是在
33、标准C语言基础上发展起来的。3.1 Keil C51简介 C语言是美国国家标准协会（ANSI）制定的编程语言标准，1987年ANSI公布了87 ANSI C，即现行的标准C（即ANSI C）语言。 Keil C51语言是在ANSI C的基础上针对51单片机的硬件特点进行的扩展，并向51单片机上移植，经过多年努力，C51语言已经成为公认的高效、简洁而又贴近51单片机硬件的实用高级编程语言。目前大多数的51单片机用户都在使用C51语言进行程序设计。 用C51进行单片机的软件开发，具有如下优点： （1）可读性好。C51语言程序比汇编语言程序的可读性好，因而编程效率高，程序便于修改。 （2）模块化开发
34、与资源共享。用C51开发出来的程序模块可以不以修改，直接被其他项目所用，这使得开发者能够很好地利用已有的大量标准C程序资源与丰富的库函数，减少重复劳动。 （3）可移植性好。为某种型号单片机开发的C语言程序，只需将与硬件相关之处和编译连接的参数进行适当修改，就可以方便地移植到其他型号的单片机上。例如，为51单片机编写的程序通过改写头文件以及少量的程序行，就可以方便地移植到PIC单片机上。 （4）生成的代码效率高。当前好的C51语言编译系统编译出来的代码效率只比直接使用汇编语言低工资20%左右，如果使用优化编译选项，效果会更好。3.2 C51与标准C的主要区别 Keil C51在标准C的基础上进行
35、了适合于51系列单片机的扩展。不同的嵌入式处理器的C编译系统与标准C的不同之处在于它们所针对的嵌入式处理器的硬件系统不同。Keil C51的基本语法与标准C相同，但是对标准C进行了扩展。深入理解Keil C51对标准C的扩展部分是掌握Keil C51的关键之一。 C51与标准C的主要区别如下： （1）头文件的差异。生产51系列单片机的厂家有多个，它们的差异在于内部资源如定时器、中断、I/O等数量以及功能的不同，而对于使用者来说，只需要将相应的功能寄存器的头文件加载在程序内，就可实现它们所具有的功能。因此，Keil C51系列的头文件集中体现了各系列芯片的不同资源及功能。 （2）数据类型的不同。
36、51系列单片机包含位操作空间和丰富的位操作指令，因此Keil C51与ANSI C相比又扩展了4种类型，以便能够灵活地进行操作。 （3）数据存储类型的不同。C语言最初是为通用计算机设计的，在通用计算机中只有一个程序和数据统一寻址的内存空间，而51系列单片机有片内、外程序存储器，还有片内、外数据存储器。标准C并没有提供这部分存储器的地址范围的定义。此外，对于AT89C51单片机中大量的特殊功能寄存器也没有定义。 （4）标准C语言没有处理单片机中断的定义。 （5）Keil C51与标准C的库函数有较大的不同。由于标准C的库函数中的部分库函数不适合于嵌入式处理器系统，因此它们被排除在Keil C51
37、之外，如字符屏幕和图形函数。有一些库函数可以继续使用，但是这些库函数都必须针对51单片机的硬件特点作出相应的开发，与标准C库函数的构成与用法有很大的不同。例如库函数printf和scanf，在标准C 中，这两个函数通常用于屏幕打印和接收字符，而在Keil C51单片机中，它们主要用于串行口数据的收发。 （6）程序结构的差异。由于51单片机的硬件资源有限，它的编译系统不允许太多的程序嵌套。其次，标准C所具备的递归特性不被Keil C51支持，在C51中，要使用递归特性，必须用reentrant进行声明才能使用。 但是从数据运算操作、程序控制语句以及函数的使用上来说，Keil C51与标准C几乎没
38、有什么明显的差别。如果程序设计者具备了有关标准C的编程基础，只要注意Keil C51标准C的不同之处，并熟悉AT89C51单片机的硬件结构，就能够较快地掌握Keil C51的编程。3.3 节能控制电路的C语言程序设计 如图11为节能控制电路软件设计流程图，单片机上电后，开始不断循环检测亮度和人体红外线，当亮度不足且有人时开灯，当亮度充足或无人时关灯。 以下为用C语言编写的节能控制电路的源程序。该程序增加了手动开关灯的功能，单片机首先检测是否进行了手动开关灯的动作，若进行了手动开关灯动作，则忽略亮度和人的影响并作出相应的开关灯指令。此时单片机不检测亮度和红外线，但是单片机不断重复检测另外一个开关
39、是否被按下，若另一个开关被按下，则又作出相应的指令，即开或关灯。并且红色指示灯在不断闪烁，提示此时单片机不检测亮度和红外线，只能通过手动开关控制灯的开关。若想让单片机重新恢复到检测亮度和红外线的状态，则需按下复位键，让单片机恢复到初始状态，单片机继续检测亮度和红外线。图11 软件设计流程图#includesbit p10=0x90;sbit p11=0x91;sbit p12=0x92;sbit p13=0x93;sbit p00=0x80;sbit p01=0x81;void delay(unsigned int i) /延时1ms程序unsigned int j;for(;i0;i-) f
40、or(j=0;j333;j+) ; void main(void) /主函数void key_1(); /按键函数声明void key_2(); while(1) /循环检测信号函数 if(p12=0) key_1(); if(p13=0) key_2(); if(p10=1&p11=0) p00=0; else p00=1; void key_1() /按键1被按下时处理函数p00=0;while(1) while(p13=1) p01=0; delay(500); p01=1; delay(500); key_2(); void key_2() /按键2被按下时处理函数p00=1;whil
41、e(1) while(p12=1) p01=0; delay(500); p01=1; delay(500); key_1(); 4 结论 本论文讨论并设计了针对学校照明系统的节能控制电路，完全能够实现论文要求的功能 ，即实现了有人且光照不足时开灯、无人或光照充足时关灯的功能，并延续了手动控制开关灯的功能。 单片机在其中起了主要作用，红外检测的实现比较困难，而且只有当人体移动并先后经过RE200B的两个探测元时才能检测出来。因此，当人体不动或不是先后经过RE200B的两个探测元时，即使有人并且光照不足时也不会自动开关。所以红外检测这块有待改善。可以通过安装机械转轴，使探测器相对人体运动，以达到
42、检测静止人体的目的。因实现有一定难度，还有考虑到成本，所以本论文没有也没必要设计这块。 光照检测电路这块也不够完善，光照检测电路中与光敏电阻相连的电阻用可调电阻比较好，这样可以调节在合适的光照强度下开灯或关灯，就非常方便了。 通过本次毕业设计，我学到了如何更好地选择硬件、安排电路、焊接电路以及如何更好的画电路原理图，很好地运用了大学所学的知识，并认识了一些新的硬件。图12 实物图参考文献1张毅刚，彭喜元，彭宇.单片机原理及应用M第二版.北京：高等教育出版社，2009.2华成英，童诗白.模拟电子技术基础M第四版.北京：高等教育出版社，2006.3邱关源.电路M第五版.北京:高等教育出版社,200
43、6.4谭浩强.C程序设计M第三版，北京：清华大学出版社，2005.5谭浩强.C程序设计M第一版.北京:清华大学出版社,2004.6王港元.电工电子实践指导M第二版.南昌:江西科学技术出版社,2003.7史久贵.基于Altium Designer的原理图与PCB设计M第一版.北京:机械工业出版社,2009.8曾兴雯,刘乃安,陈健.高频电路原理与分析M第四片.西安:西安电子科技大学出版社,2006.9闵锐.电子线路M第二版.西安:西安电子科技大学出版社,2010.10赵燕.传感器原理及应用M第一版.北京:北京大学出版社,2010.附录1 图片索引：图1 节能控制电路工作原理框图2图2 照度检测电路
44、原理图4图3 红外检测电路原理图5图4 晶体振荡电路原理图6图5 电源电路原理图6图6 复位电路原理图7图7 RE200B内部结构图7图8 RE200B实物图及引脚区分8图9 BISS0001引脚图9图10 节能控制电路整体原理图10图11 软件设计流程图15图12 实物图18附录2 元件清单： 表1 元件清单列表元件名称元件注释元件数量稳压器单片机红外热释电处理芯片电解电容电解电容电解电容瓷片电容瓷片电容瓷片电容瓷片电容瓷片电容二极管发光二极管发光二极管三极管电阻光敏电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻电阻热释电红外传感器轻触开关变压器石英晶体7805STC89C52RC（与AT89C51兼容）BISS000110uF/25V1000uF/25V220uF/25V0.01uF10uF30pF47uF0.1uF40075mm红色发光二极管5mm绿色发光二极管9013（NPN）10k-1k47020k1M2202M47kRE200B-交流220V转交流9V12MHz1111113221141125224121121311
