智能视力保护仪

华侨大学厦门工学院

单片机控制系统课程设计报告题目：智能视力保护仪

专业班级：电子1班

学生姓名：陈炳刚

学号：

指导教师：刘玉玲

2015年 6 月 5 日

课程设计任务书

目录

AT89S51单片 (2)

、HP-208-N-L功能特点 (3)

第一章系统控制模块的硬件设计

是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

控制模块的硬件构成及说明

系统控制单元是以AT89S51单片机主控模块为核心，其它外围电路主要包括：环境光采集电路、时钟模块、热释红外传感器模块、看门狗模块、按键电路、EEPROM存储模块、超时报警模块、数码管显示模块，其结构框图如图1-1所示。

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系统控制的主要硬件电路

考虑到本系统安装时受环境影响因素比较多，且教室控制设备中的人体存在传感器、光敏三极管等经常会因环境情形变化而不稳定，所以在设计过程中，电子元器件的选用、线路布置和设备的安放要充分考虑到抗干扰问题。

、HP-208-N-L功能特点

1.全自动感应:人进入其感应范围则输出低电平(待机状态输出为高电平)，人离开感应范围则自动延时关闭低电平，返回至待机时的高电平。

2.光敏控制（可选择，出厂时未设）：可设置光敏控制，白天或光线强时不感应。

3.两种触发方式：（可跳线选择）

a.不可重复触发方式:即感应输出低电平后，延时时间段一结束，输出将自动从低电平变为高电平；

b.可重复触发方式：即感应输出低电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围活动，其输出将一直保持低电平，直到人离开后才延时将低电平变为高电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点).

4.具有感应封锁时间(默认设置:无封锁时间)：感应模块在延时时间一结束（即停止输出），可以紧跟着设置一个封锁时间段，在此时间段内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。(此时间可设置在零点几秒—几十秒钟).

5.工作电压范围宽：默认工作电压DC5V-20V

6.微功耗:静态电流<50微安，特别适合干供电的电器产品。

7.输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接。

1.2.2系统主控电路

本系统的主控模块采用AT89S51作为主控芯片，它是一种低功耗，8位CMOS工艺处理器，具有8K在线可编程Flash存储器，片内的Flash可多次编程，为在线编程提供了方便。片内有128字节的RAM，4KB的EEPROM，由于合理的安排使用片内RAM空间，所以没有片外扩展的RAM，使电路结构简洁。该芯片的主要特征见如表：

表AT89S51主要特征

单片机最小系统如图1-2所示：

图1-2 单片机最小系统

(1) 40（Vcc ）20（GND ）脚间的电压应有5V 。

(2) 18、19脚分别与20脚间有―电压

(3) 9（RST ）脚与GND 间电压基本为0 。

(4) 31脚 （EA ）与20引脚（GND ）间电压为5V 。

1.2.3系统供电电路

系统供电原理如图1-3所示，采用+5V 电压供电。本设计采用输出电压为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C1，C2滤波，再经正输出稳压器LM7805，为了缓冲负载突变，改善瞬态响应，输出端还采用了电容C3，C4，最后得到+5V 的直流电压，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。

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图1-3 系统供电电路

1.2.4数据采集电路

一、环境光强度采集电路

光电传感器是一种能够将光转化为电量的传感器。采用的光敏三极管除了具有光敏二极管将光信号转化为电信号的功能外，还具有对电信号的放大功能。在P1. 5

DS1302CLK DS1302时钟线

DS1302I/O DS1302数据线 P1. 7

DS1302RST DS1302复位线 P3. 0- P3. 1

数据采集输入端 P3. 3

人体存在传感器输出信号端 P3. 4

超时报警信号输入端 P3. 7 光敏三极管输入信号端

无光照时，三极管的穿透电流很小，为暗电流，有光照时，产生的Ib增大，成为光电流Ie，光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三极管具有灵敏度高，体积小，工作电压低，工作电流小，发光均匀稳定，响应速度快，寿命长等特点。

环境光采集电路原理如图为1-4所示。当环境光照强度大于一定程度时，光敏三极管D6呈现低阻状态≤1KΩ，三极管Q12的基极电压升高，Q12管饱和导通，集电极输出低电平。当环境光强度小于一定程度时，光敏三极管D6呈现高阻状态≥100Ｋ，使三极管Q12截止，集电极输出高电平。其中调节R26阻值，可使三极管Q12受环境光强度影响在适当的亮度下导通。

图1-4环境光电路

人体存在传感器采用HP-208-N-L人体感应模块(低电平输出)。基于红外线技术的自动控制产品，灵敏度高，可靠性强，广泛应用于各类自动感应电器中。人体传感器的1号引脚为电源信号端VCC，2号引脚为采集信号输出端OUT，3号引脚为地信号端GND。其硬件连接如图1-5。

图1-5 人体存在信号采集电路

HP-208-N-L功能特点：

全自动感应：人进入其感应范围则输出低电平，人离开感应范围则自动延时关闭低电平，输出待机时的高电平。

两种触发方式：a.不可重复触发方式：即感应输出低电平后，延时时间段一结束，输出将自动从低电平变为高电平；b.可重复触发方式：即感应输出低电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围内活动，其输出将一直保持低电平，直到人离开后至延时结束，低电平跳变为高电平（感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点).

具有感应封锁时间：感应模块在每一次感应输出后，待延时时间一结束，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。(此时间可设置在零点几秒—几十秒钟)。

微功耗：静态电流<50微安，特别适合干电池供电的电器产品；

输出高电平信号：可方便与各类电路实现对接；

技术参数：工作电压：至DC24V均可；

输出低电平：0V，待机时的高电平为；