本發(fā)明涉及燈控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多功能智能臺燈。

背景技術(shù)：

對于小、初和高中生而言，臺燈是必不可少的學(xué)習(xí)用具，常常我們因?yàn)樽鳂I(yè)太多，一不小心因?yàn)閯诶鄱吭谧郎纤?。而且現(xiàn)在的學(xué)生因?yàn)樽藛栴}，有將近80％的學(xué)生已經(jīng)戴上了眼境，父母也為此著急。因此存在改進(jìn)空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種多功能智能臺燈。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

本發(fā)明由熱釋電紅外傳感器、紅外測距傳感器、光敏電阻、蜂鳴器提醒電路、燈光控制電路、晶振電路、復(fù)位電路和主控芯片組成，所述熱釋電紅外傳感器的信號輸出端、所述紅外測距傳感器的信號輸出端、所述光敏電阻的信號輸出端均與所述主控芯片的信號輸入端連接，所述主控芯片的報(bào)警信號輸出端與所述蜂鳴器提醒電路的信號輸入端連接，所述主控芯片的燈光控制端與所述燈光控制電路連接，所述晶振電路與所述主控芯片的晶振信號端連接，所述復(fù)位電路與所述主控芯片的復(fù)位控制端連接。

具體的，所述主控芯片型號為stc89c51；所述熱釋電紅外傳感器、光敏電阻、biss0001組成的信號檢測及處理電路；所述紅外測距傳感器通過型號adc0809的a/d轉(zhuǎn)換器與主控芯片連接。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明是一種多功能智能臺燈，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在有人時(shí)且外界光較弱時(shí)能自動(dòng)開燈，無人時(shí)關(guān)燈，節(jié)約能源，若在一定時(shí)間內(nèi)未離開桌面則自動(dòng)熄滅；外加當(dāng)你離桌面太近時(shí)發(fā)出警報(bào)，提醒你糾正坐姿，防止近視。該系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，易于操作，可靠性高，將會(huì)有更廣闊的開發(fā)前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖2是本發(fā)明的傳感器組成的信號檢測及處理部分；

圖3是本發(fā)明的燈光控制電路；

圖4是本發(fā)明的數(shù)碼管顯示電路；

圖5是本發(fā)明的測距模塊電路圖；

圖6是本發(fā)明的整體電路原理圖；

圖7是本發(fā)明的stc89c51單片機(jī)引腳圖；

圖8是本發(fā)明的晶振電路電路圖；

圖9是本發(fā)明的復(fù)位電路電路圖；

圖10是本發(fā)明的adc0809的引腳電路圖；

圖11是本發(fā)明的通道選擇表；

圖12是本發(fā)明的adc0809的結(jié)構(gòu)框圖；

圖13是本發(fā)明的adc0809的連線圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

如圖1所示：本發(fā)明由熱釋電紅外傳感器、紅外測距傳感器、光敏電阻、蜂鳴器提醒電路、燈光控制電路、晶振電路、復(fù)位電路和主控芯片組成，所述熱釋電紅外傳感器的信號輸出端、所述紅外測距傳感器的信號輸出端、所述光敏電阻的信號輸出端均與所述主控芯片的信號輸入端連接，所述主控芯片的報(bào)警信號輸出端與所述蜂鳴器提醒電路的信號輸入端連接，所述主控芯片的燈光控制端與所述燈光控制電路連接，所述晶振電路與所述主控芯片的晶振信號端連接，所述復(fù)位電路與所述主控芯片的復(fù)位控制端連接。

具體的，所述主控芯片型號為stc89c51；所述熱釋電紅外傳感器、光敏電阻、biss0001組成的信號檢測及處理電路；所述紅外測距傳感器通過型號adc0809的a/d轉(zhuǎn)換器與主控芯片連接。

1.傳感器部分：熱釋電傳感器、紅外測距傳感器、光線傳感器；

2.以89c51組成的中央處理單元：處理信號并發(fā)出控制命令；

3.燈光控制電路部分：根據(jù)89c51給出的命令控制燈光亮滅和亮度；

4.蜂鳴器報(bào)警部分，用于學(xué)習(xí)時(shí)間到達(dá)報(bào)警和坐姿矯正報(bào)警。

傳感器的作用是感知是否有人在，故采用的是熱釋電紅外傳感器，該傳感器只對波長為10μm(人體輻射紅外線波長)左右的紅外輻射敏感，而對除人體以外的其他物體不會(huì)引發(fā)探頭動(dòng)作；光敏電阻的作用是感知臺燈周圍環(huán)境的光照強(qiáng)度；mcu部分采用的是89c5l單片機(jī)，該單片機(jī)具有價(jià)格低廉、開發(fā)簡單、操作方便及可以加密等優(yōu)點(diǎn)，因此市場占有量非常大。該單片機(jī)作用是接收傳感器返回信號，處理后控制顯示、報(bào)警、燈等電路工作；蜂鳴器單元主要是根據(jù)mcu單元發(fā)出的命令給出警告信號；燈的控制是有三極管驅(qū)動(dòng)，通過單片機(jī)的io口輸出pwm脈沖，控制燈的亮度。坐姿矯正傳感器是有紅外測距傳感器測量障礙物與系統(tǒng)距離，小于報(bào)警距離時(shí)，蜂鳴器就會(huì)報(bào)警。顯示部分是由4位1體共陽數(shù)碼管，通過9012三極管驅(qū)動(dòng)構(gòu)成。

如圖2所示：由熱釋電紅外傳感器、光敏電阻、biss0001組成的信號檢測及處理電路。紅外熱釋電紅外傳感器只對波長為10μm(人體輻射紅外線波長)左右的紅外輻射敏感，所以除人體以外的其他物體不會(huì)引發(fā)探頭動(dòng)作。探頭內(nèi)包含兩個(gè)互相串聯(lián)或并聯(lián)的熱釋電元，而且制成的兩個(gè)電極化方向正好相反，環(huán)境背景輻射對兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產(chǎn)生釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測器無信號輸出。一旦人侵入探測區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，于是輸出檢測信號。biss0001是由運(yùn)算放大器、電壓比較器、狀態(tài)控制器、延遲時(shí)間定時(shí)器以及封鎖時(shí)間定時(shí)器等構(gòu)成的數(shù)模混合專用集成電路。當(dāng)外界光強(qiáng)較強(qiáng)時(shí)，光敏電阻阻值很小，biss0001檢測到低電平，從而封鎖14腳，禁止傳感器infare1的信號。當(dāng)外界光強(qiáng)較弱時(shí)，光敏電阻阻值很大，biss0001檢測到低電平，開啟14腳；infare1檢測到人體信號時(shí)，產(chǎn)生微弱的信號輸出，經(jīng)r5、r1005、r4、c1、c6、c7組成的信號放大濾波電路。r1000、r1001、c1000和c1001組成的延時(shí)電路。信號經(jīng)處理后從2腳輸出。

如圖3所示：由單片機(jī)組成的燈光控制電路。led的負(fù)極接地，所有燈并聯(lián)，正極接在三極管q8的集電極，當(dāng)單片機(jī)的io口led輸出高電平時(shí)，q7導(dǎo)通，q8的基極被導(dǎo)通的q7拉低，q8導(dǎo)通，并聯(lián)的led燈的正極就接在了電源上，燈就亮了，當(dāng)單片機(jī)的io口led低電平時(shí)，q7截止，q8的基極被r12的10k電阻拉高，q8截止，并聯(lián)led的正極不接電源，led熄滅。當(dāng)單片機(jī)的io口很快的變化時(shí)，就可以通過pwm的占空比控制燈的亮度了。

如圖4所示：數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元(多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示)；按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管：按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(com)的數(shù)碼管，共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極com接到+5v，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(com)的數(shù)碼管，共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極com接到地線gnd上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮，當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。

傳感器部分

傳感器是將被檢測對象的各種物理變化量變?yōu)殡娦盘柕囊环N變換器。它主要被用于檢測系統(tǒng)本身與作業(yè)對象、作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，為有效地控制系統(tǒng)的動(dòng)作提供信息。

熱釋電紅外傳感器的原理特性

熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶，其內(nèi)部的熱電元由高熱電系數(shù)的鐵鈦酸鉛汞陶瓷以及鉭酸鋰、硫酸三甘鐵等配合濾光鏡片窗口組成，其極化隨溫度的變化而變化。為了抑制因自身溫度變化而產(chǎn)生的干擾該傳感器在工藝上將兩個(gè)特征一致的熱電元反向串聯(lián)或接成差動(dòng)平衡電路方式，因而能以非接觸式檢測出物體放出的紅外線能量變化并將其轉(zhuǎn)換為電信號輸出。熱釋電紅外傳感器在結(jié)構(gòu)上引入場效應(yīng)管的目的在于完成阻抗變換。由于熱電元輸出的是電荷信號，并不能直接使用因而需要用電阻將其轉(zhuǎn)換為電壓形式該電阻阻抗高達(dá)104mω，故引入的n溝道結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)接成共漏形式即源極跟隨器來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器由傳感探測元、干涉濾光片和場效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負(fù)極性的。

熱釋電紅外傳感器的工作原理

在該探測技術(shù)中，所謂“被動(dòng)”是指探測器本身不發(fā)出任何形式的能量，只是靠接收自然界能量或能量變化來完成探測目的。被動(dòng)紅外報(bào)警器的特點(diǎn)是能夠響應(yīng)入侵者在所防范區(qū)域內(nèi)移動(dòng)時(shí)所引起的紅外輻射變化，并能使監(jiān)控報(bào)警器產(chǎn)生報(bào)警信號，從而完成報(bào)警功能。圖4所示是該報(bào)警器的工作電路原理圖。

當(dāng)人體輻射的紅外線通過菲涅爾透鏡被聚焦在熱釋電紅外傳感器的探測元上時(shí)，電路中的傳感器將輸出電壓信號，然后使該信號先通過一個(gè)由c1、c2、r1、r2組成的帶通濾波器，該濾波器的上限截止頻率為16hz，下限截止頻率為0.16hz。由于熱釋電紅外傳感器輸出的探測信號電壓十分微弱(通常僅有1mv左右)，而且是一個(gè)變化的信號，同時(shí)菲涅爾透鏡的作用又使輸出信號電壓呈脈沖形式(脈沖電壓的頻率由被測物體的移動(dòng)速度決定，通常為0.1～10hz左右)，所以應(yīng)對熱釋紅外傳感器輸出的電壓信號進(jìn)行放大。本設(shè)計(jì)運(yùn)用集成運(yùn)算放大器lm324來進(jìn)行兩級放大，以使其獲得足夠的增益。

光敏電阻

光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。

光敏電阻的工作原理

光敏電阻的工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。在半導(dǎo)體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構(gòu)成光敏電阻，為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導(dǎo)體。通常采用涂敷、噴涂、燒結(jié)等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內(nèi)，以免受潮影響其靈敏度。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子—空穴對了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻阻值下降。光照愈強(qiáng)，阻值愈低。入射光消失后，由光子激發(fā)產(chǎn)生的電子—空穴對將復(fù)合，光敏電阻的阻值也就恢復(fù)原值。在光敏電阻兩端的金屬電極加上電壓，其中便有電流通過，受到波長的光線照射時(shí)，電流就會(huì)隨光強(qiáng)的而變大，從而實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個(gè)電阻器件，使用時(shí)既可加直流電壓，也加交流電壓。半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力取決于半導(dǎo)體導(dǎo)帶內(nèi)載流子數(shù)目的多少。

光敏電阻主要特點(diǎn)和特性

根據(jù)光敏電阻的光譜特性，可分為三種光敏電阻器：

紫外光敏電阻器：對紫外線較靈敏，包括硫化鎘、硒化鎘光敏電阻器等，用于探測紫外線。

紅外光敏電阻器：主要有硫化鉛、碲化鉛、硒化鉛。銻化銦等光敏電阻器，廣泛用于導(dǎo)彈制導(dǎo)、天文探測、非接觸測量、人體病變探測、紅外光譜，紅外通信等國防、科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。

可見光光敏電阻器：包括硒、硫化鎘、硒化鎘、碲化鎘、砷化鎵、硅、鍺、硫化鋅光敏電阻器等。主要用于各種光電控制系統(tǒng)，如光電自動(dòng)開關(guān)門戶，航標(biāo)燈、路燈和其他照明系統(tǒng)的自動(dòng)亮滅，自動(dòng)給水和自動(dòng)停水裝置，機(jī)械上的自動(dòng)保護(hù)裝置和“位置檢測器”，極薄零件的厚度檢測器，照相機(jī)自動(dòng)曝光裝置，光電計(jì)數(shù)器，煙霧報(bào)警器，光電跟蹤系統(tǒng)等方面。光敏電阻的主要參數(shù)是：

1.光電流、亮電阻。光敏電阻器在一定的外加電壓下，當(dāng)有光照射時(shí)，流過的電流稱為光電流，外加電壓與光電流之比稱為亮電阻，常用“100lx”表示。

2.暗電流、暗電阻。光敏電阻在一定的外加電壓下，當(dāng)沒有光照射的時(shí)候，流過的電流稱為暗電流。外加電壓與暗電流之比稱為暗電阻，常用“0lx”表示。

3.靈敏度。靈敏度是指光敏電阻不受光照射時(shí)的電阻值(暗電阻)與受光照射時(shí)的電阻值(亮電阻)的相對變化值。

4.光譜響應(yīng)。光譜響應(yīng)又稱光譜靈敏度，是指光敏電阻在不同波長的單色光照射下的靈敏度。若將不同波長下的靈敏度畫成曲線，就可以得到光譜響應(yīng)的曲線。

5.光照特性。光照特性指光敏電阻輸出的電信號隨光照度而變化的特性。從光敏電阻的光照特性曲線可以看出，隨著的光照強(qiáng)度的增加，光敏電阻的阻值開始迅速下降。若進(jìn)一步增大光照強(qiáng)度，則電阻值變化減小，然后逐漸趨向平緩。在大多數(shù)情況下，該特性為非線性。

6.伏安特性曲線。伏安特性曲線用來描述光敏電阻的外加電壓與光電流的關(guān)系，對于光敏器件來說，其光電流隨外加電壓的增大而增大。

7.溫度系數(shù)。光敏電阻的光電效應(yīng)受溫度影響較大，部分光敏電阻在低溫下的光電靈敏較高，而在高溫下的靈敏度則較低。

8.額定功率。額定功率是指光敏電阻用于某種線路中所允許消耗的功率，當(dāng)溫度升高時(shí)，其消耗的功率就降低。

測距傳感器

測距采用光電傳感器，是一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器。檢測距離可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。該傳感器具有探測距離遠(yuǎn)、受可見光干擾小、價(jià)格便宜、易于裝配、使用方便等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、流水線計(jì)件等眾多場合。

光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。

光電檢測方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此,光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。

光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號(紅外、可見及紫外光輻射)轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。

光電式傳感器是以光電器件作為轉(zhuǎn)換元件的傳感器。它可用于檢測直接引起光量變化的非電量，如光強(qiáng)、光照度、輻射測溫、氣體成分分析等；也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應(yīng)變、位移、振動(dòng)、速度、加速度，以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動(dòng)化裝置和機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用。新的光電器件不斷涌現(xiàn)，特別是ccd圖像傳感器的誕生，為光電傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用開創(chuàng)了新的一頁。

光電傳感器是通過把光強(qiáng)度的變化轉(zhuǎn)換成電信號的變化來實(shí)現(xiàn)控制的。光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。發(fā)送器對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管(led)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應(yīng)用該信號。

本發(fā)明所用傳感器平時(shí)輸出高電平，當(dāng)檢測到被測物體時(shí)會(huì)輸出低電平，將低電平信號給單片機(jī)處理，實(shí)現(xiàn)測距報(bào)警。圖5位測距模塊電路圖。圖6位整體電路原理圖。

如圖7所示：主控芯片介紹：stc89c51是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash，使得stc89c51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)flash，512字節(jié)ram，32位i/o口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4kbeeprom，max810復(fù)位電路，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外stc89x51可降至0hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，cpu停止工作，允許ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。最高運(yùn)作頻率35mhz，6t/12t可選。

單片機(jī)是美國stc公司最新推出的一種新型51內(nèi)核的單片機(jī)。片內(nèi)含有flash程序存儲(chǔ)器、sram、uart、spi、pwm等模塊。

(一)stc89c51主要功能、性能參數(shù)如下：

(1)內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)51內(nèi)核，機(jī)器周期：增強(qiáng)型為6時(shí)鐘，普通型為12時(shí)鐘；

(2)工作頻率范圍：0～40mhz，相當(dāng)于普通8051的0～80mhz；

(3)stc89c51rc對應(yīng)flash空間：4kb；

(4)內(nèi)部存儲(chǔ)器(ram)：512b；

(5)定時(shí)器\計(jì)數(shù)器：3個(gè)16位；

(6)通用異步通信口(uart)1個(gè)；

(7)中斷源:8個(gè)；

(8)有isp(在系統(tǒng)可編程)\iap(在應(yīng)用可編程),無需專用編程器\仿真器；

(9)通用i\o口：32\36個(gè)；

(10)工作電壓：3.8～5.5v；

(11)外形封裝：40腳pdip、44腳plcc和pqfp等。

(二)stc89c51單片機(jī)的引腳說明：

vcc：供電電壓。

gnd：接地。

p0口：p0口為一個(gè)8位漏級開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。p0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在fiash編程時(shí)，p0口作為原碼輸入口，當(dāng)fiash進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，p0輸出原碼，此時(shí)p0外部必須被拉高。

p1口：p1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口作為第八位地址接收。

p2口：p2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，p2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，p2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，p2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。p2口在flash編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號和控制信號。

p3口：p3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個(gè)ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流(ill)這是由于上拉的緣故。

p3.0rxd(串行輸入口)

p3.1txd(串行輸出口)

p3.2/int0(外部中斷0)

p3.3/int1(外部中斷1)

p3.4t0(記時(shí)器0外部輸入)

p3.5t1(記時(shí)器1外部輸入)

p3.6/wr(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)

p3.7/rd(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)

p3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。

i/o口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過某種運(yùn)算或變換后再寫回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。上面圖中的兩個(gè)三角形表示的就是輸入緩沖器cpu將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號以完成不同的操作。這是由硬件自動(dòng)完成的，不需要我們操心，1然后再實(shí)行讀引腳操作，否則就可能讀入出錯(cuò)，如果不對端口置1端口鎖存器原來的狀態(tài)有可能為0q端為0q^為1加到場效應(yīng)管柵極的信號為1，該場效應(yīng)管就導(dǎo)通對地呈現(xiàn)低阻抗，此時(shí)即使引腳上輸入的信號為1，也會(huì)因端口的低阻抗而使信號變低使得外加的1信號讀入后不一定是1。若先執(zhí)行置1操作，則可以使場效應(yīng)管截止引腳信號直接加到三態(tài)緩沖器中實(shí)現(xiàn)正確的讀入，由于在輸入操作時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作，所以這類i/o口被稱為準(zhǔn)雙向口。89c51的p0/p1/p2/p3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。

rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持rst腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。

ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在flash編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ale端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ale脈沖。如想禁止ale的輸出可在sfr8eh地址上置0。此時(shí)，ale只有在執(zhí)行movx，movc指令是ale才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ale禁止，置位無效。

/psen：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/psen信號將不出現(xiàn)。

/ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器(0000h-ffffh)，不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/ea將內(nèi)部鎖定為reset；當(dāng)/ea端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，此引腳也用于施加12v編程電源(vpp)。

xtal1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。

xtal2：來自反向振蕩器的輸出。

如圖8所示：晶振電路：89c51單片機(jī)的時(shí)鐘信號通常有兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部時(shí)鐘方式，二是外部時(shí)鐘方式。內(nèi)部時(shí)鐘方式如圖3所示。在89s51單片機(jī)內(nèi)部有一振蕩電路，只要在單片機(jī)的xtal1(18)和xtal2(19)引腳外接石英晶體(簡稱晶振)，就構(gòu)成了自激振蕩器并在單片機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號。圖中電容c1和c2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，電容值在5～30pf，典型值為30pf。晶振cys的振蕩頻率范圍在1.2～12mhz間選擇，典型值為12mhz和6mhz。

如圖9所示：復(fù)位電路

當(dāng)在89c51單片機(jī)的rst引腳引入高電平并保持2個(gè)機(jī)器周期時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部就執(zhí)行復(fù)位操作(若該引腳持續(xù)保持高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài))。

復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。

最簡單的上電自動(dòng)復(fù)位電路中上電自動(dòng)復(fù)位是通過外部復(fù)位電路的電容充放電來實(shí)現(xiàn)的。只要vcc的上升時(shí)間不超過1ms,就可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上電復(fù)位。

除了上電復(fù)位外，有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位。本設(shè)計(jì)就是用的按鍵手動(dòng)復(fù)位。按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。其中電平復(fù)位是通過rst(9)端與電源vcc接通而實(shí)現(xiàn)的。按鍵手動(dòng)復(fù)位電路見圖4。時(shí)鐘頻率用11.0592mhz時(shí)c取10uf,r取10kω。

biss0001

biss0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路。它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件即可構(gòu)成被動(dòng)式熱釋電紅外開關(guān)，故能自動(dòng)快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動(dòng)門、電風(fēng)扇、烘干機(jī)和自動(dòng)洗手池等裝置，特別適用于企業(yè)、賓館、商場、庫房及家庭的過道等敏感區(qū)域，或用于安全區(qū)域的自動(dòng)燈光、照明和報(bào)警系統(tǒng)。biss001的主要功能如下：

1.為cmos數(shù)模混合專用集成電路；

2.具有獨(dú)立的高輸入阻抗運(yùn)算放大器，可與多種傳感器匹配進(jìn)行信號處理；

3.帶有雙向鑒幅器，可有效抑制干擾；

4.內(nèi)設(shè)延遲時(shí)間定時(shí)器和封鎖時(shí)間定時(shí)器；

5.結(jié)構(gòu)新穎，穩(wěn)定可靠，調(diào)解范圍寬；

6.內(nèi)置參考電壓，工作電壓范圍為2～6v。

如圖10所示：adc0809的引腳及功能

逐次比較型a/d轉(zhuǎn)換器在精度、速度、和價(jià)格上都適中，是最常用的a/d轉(zhuǎn)換器件。芯片采用的是adc0809，adc0809是一種逐次比較式8路模擬輸入、8位數(shù)字量輸出的a/d轉(zhuǎn)換器。由圖可見，adc0809共有28個(gè)引腳，采用雙列直插式封裝。主要引腳功能如下：

⑴in0-in7是8路模擬信號輸入端。

⑵d0-d7是8位數(shù)字量輸入端。

⑶a、b、c與ale控制8路模擬通道的切換，a、b、c分別與3根地址線或數(shù)據(jù)線相連，3位編碼對應(yīng)8個(gè)通道地址端口。

adc0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖所示。下面說明各引腳功能。

in0～in7：8路模擬量輸入端。

2-1～2-8：8位數(shù)字量輸出端。

adda、addb、addc：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路

ale：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。

start：a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖(至少100ns寬)使其啟動(dòng)(脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換)。

eoc：a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，輸出，當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平(轉(zhuǎn)換期間一直為低電平)。

oe：數(shù)據(jù)輸出允許信號，輸入，高電平有效。當(dāng)a/d轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開輸出三態(tài)門，輸出數(shù)字量。

clk：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640khz。

ref(+)、ref(-)：基準(zhǔn)電壓。

vcc：電源，單一+5v。

gnd：地。

首先輸入3位地址，并使ale＝1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經(jīng)譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。start上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。下降沿啟動(dòng)a/d轉(zhuǎn)換，之后eoc輸出信號變低，指示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。直到a/d轉(zhuǎn)換完成，eoc變?yōu)楦唠娖剑甘綼/d轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號可用作中斷申請。當(dāng)oe輸入高電平時(shí)，輸出三態(tài)門打開，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。

轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的傳送a/d轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳送給單片機(jī)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)傳送的關(guān)鍵問題是如何確認(rèn)a/d轉(zhuǎn)換的完成，因?yàn)橹挥写_認(rèn)完成后，才能進(jìn)行傳送。為此可采用下述三種方式。

(1)定時(shí)傳送方式

對于一種a/d轉(zhuǎn)換器來說，轉(zhuǎn)換時(shí)間作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是已知的和固定的。例如adc0809轉(zhuǎn)換時(shí)間為128μs，相當(dāng)于6mhz的mcs-51單片機(jī)共64個(gè)機(jī)器周期。可據(jù)此設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)子程序，a/d轉(zhuǎn)換啟動(dòng)后即調(diào)用此子程序，延遲時(shí)間一到，轉(zhuǎn)換肯定已經(jīng)完成了，接著就可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

(2)查詢方式

a/d轉(zhuǎn)換芯片有表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號，例如adc0809的eoc端。因此可以用查詢方式，測試eoc的狀態(tài)，即可確認(rèn)轉(zhuǎn)換是否完成，并接著進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

(3)中斷方式

把表明轉(zhuǎn)換完成的狀態(tài)信號(eoc)作為中斷請求信號，以中斷方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。

不管使用上述哪種方式，只要一旦確定轉(zhuǎn)換完成，即可通過指令進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。首先送出口地址并以信號有效時(shí)，oe信號即有效，把轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)送上數(shù)據(jù)總線，供單片機(jī)接受。

需要注意的是：adc0809雖然有8路模擬通道可以同時(shí)輸入8路模擬信號，但每個(gè)瞬間只能換1路，共用一個(gè)a/d轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，各路之間的切換由軟件改變c、a、b引腳上的代碼來實(shí)現(xiàn)。地址鎖存與譯碼電路完成對a、b、c3個(gè)地址位進(jìn)行鎖存和譯碼，其譯碼輸出用于通道選擇，其轉(zhuǎn)換結(jié)果通過三態(tài)輸出鎖存器存放、輸出，因此可以直接與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線相連，如圖11所示為通道選擇表。

⑷oe、start、clk為控制信號端，oe為輸出允許端，start為啟動(dòng)信號輸入端，clk為時(shí)鐘信號輸入端。

⑸vr(+)和vr(-)為參考電壓輸入端。

如圖12所示：adc0809的結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)換原理

adc0809的結(jié)構(gòu)框圖如圖3-6。adc0809采用逐次比較的方法完成a/d轉(zhuǎn)換的，由單一的+5v電源供電。片內(nèi)有鎖存功能的8路選1的模擬開關(guān)，由c、b、a引腳的功能來決定所選的通道。0809完成一次轉(zhuǎn)換需100μs左右，輸出具有ttl三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連接到mcs-51的數(shù)據(jù)總線上。

通過適當(dāng)?shù)耐饨与娐罚?809可對0-5v的模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

adc0809與單片機(jī)的連線圖如圖13所示。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。