基于单片机的智能台灯毕业论文(3)

DGND：数字信号地

2.3.3 DAC8032工作方式

根据对DAC0832的数据锁存器和DAC寄存器的不同的控制方式，DAC0832

有三种工作方式：直通方式、单缓冲方式和双缓冲方式。

DAC0832引脚功能电路应用原理图DAC0832是采样频率为八位的D/A转

换芯片，集成电路内有两级输入寄存器，使DAC0832芯片具备双缓冲、单缓

冲和直通三种输入方式，以便适于各种电路的需要(如要求多路D/A异步输

入、同步转换等)。所以这个芯片的应用很广泛,关于DAC0832应用的一些重

要资料见下图： D/A转换结果采用电流形式输出。若需要相应的模拟电压信

号，可通过一个高输入阻抗的线性运算放大器实现。运放的反馈电阻可通过

RFB端引用片内固有电阻，也可外接。DAC0832逻辑输入满足TTL电平，可直

接与TTL电路或微机电路连接。

2.4 74LS138

74LS138为3 线－8 线译码器，共有 54/74LS138和 54/74LS138 两种线路结

构型式，如图2-3。

图2-3 74LS138示意图

74LS138译码器内部电路如图2-4所示：

图2-4 74LS138译码器内部电路

无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出管脚，任何时

刻要么全为高电平1—芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个

输出管脚全为高电平1。如果出现两个输出管脚在同一个时间为0的情况，说明该

芯片已经损坏。

表2-2 3线-8线译码器74LS138的功能表

在同一个时间又是这三个变量的全部最小项的译码输出，所以也把这种译码

器叫做最小项译码器。

71LS138有三个附加的控制端、和。当、时，输出为高电平（S＝1），译码器

处于工作状态。否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表3.3.5

所示。这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起

来以扩展译码器的功能。

带控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。在图3.3.8电路中如果

把作为“数据”输入端（在同一个时间），而将作为“地址”输入端，那么从送

来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。这就不难理解为什么把叫做地址

输入了。例如当＝101时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因

此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。

3.系统组成及电路设计

本系统制作的主要设计源泉来源于生活，因此创新之处也在于处理生活中一

些比较常见的问题。以专门感应人体红外信号的热释电红外传感器为基础，以

BISS0001信号处理电路，利用单片机进行处理，以达到便于控制的目的。

3.1 系统组成部分

3.1.1 系统工作原理

图3-1 系统示意图

本系统组成如图3-1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89C51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89C51给出的命令控制灯光。

整个系统是以89C51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89C51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，89C51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89C51发送信号，

89C51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。

3.1.2 系统控制核心

该智能台灯的系统主要由电源部分、传感器、信号处理单元、BISS0001芯片、

MCU单元、蜂鸣器、开关控制单元和灯等部分组成。其中电源部分通过7812和7805

分别输出12 V和5 V电压，12 V给LM324供电，5 V电压给其余部分供电。信号

检测与处理部分由热释电红外传感器、光敏电阻、信号处理单元和BISS0001芯片

组成；传感器的作用是感知是否有人在，故采用的是热释电红外传感器，该传感

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，而对除人体以外

的其他物体不会引发探头动作；光敏电阻的作用是感知台灯周围环境的光照强度；

MCU部分采用的是ATMEL公司生产的89C5l单片机，该单片机具有价格低廉、开发

简单、操作方便及可以加密等优点，因此市场占有量非常大。该单片机作用是处

理由BISS0001发送过来的信号并给开关控制单元和蜂鸣器发送命令；蜂鸣器单元

主要是根据MCU单元发出的命令给出警告信号；开关控制单元由数模转换芯片

DAC0832来实现，任务是根据89C5l给出的命令来控制台灯的打开或闭合。从而实

现对台灯的自动控制操作。

3.2 电路设计部分

3.2.1传感器组成的信号检测及处理部分

在电路设计部分中，单片机在本次智能节能台灯设计中的主要控制单元，主

要控制电路灯光，控制电路是在单片机的控制下工作。传感器在设计者起着重要

的作用，传感器组成的信号检测及处理部分电路原理如图3-2所示。

图3-2是由热释电红外传感器、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3-2 传感器组成的信号检测及处理部分

单片机灯光控制电路如图3-3所示。

图3-3 单片机灯光控制电路

图3-3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，89C51

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