摘要：本文實現(xiàn)教室照明節(jié)能系統(tǒng)的設(shè)計，采用STC-AT89C52RD單片機實現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計。該系統(tǒng)主要由傳感器電路，控制電路、數(shù)碼顯示及模擬燈等部分組成。系統(tǒng)采用紅外對射式傳感器檢測教室人數(shù)，通過單片機控制點亮相應(yīng)照明燈的個數(shù)。該系統(tǒng)能精確檢測人的通過，并可判斷人是進入教室還是離開教室，為精確實時控制照明燈提供可靠依據(jù)。系統(tǒng)采用兩鍵控制，以適應(yīng)在不同場合下應(yīng)用，并可應(yīng)對意外情況的需求。
　　關(guān)鍵詞：單片機 紅外傳感器 人數(shù)檢測 節(jié)能照明
　　中圖分類號：TP361.7文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)10(b)-0000-00
　　
　　近年來，能源需求大大增加，能源供需矛盾愈加突出，節(jié)能減排已然成為了哥本哈根世界氣候大會的核心話題，同時也被納為“十二五”規(guī)劃中的一項重要工作。高校教室是高校中人員流動性較大的場合，通常一個教學(xué)樓負責(zé)照明控制的工作人員很有限，對照明的節(jié)能控制顯得力不從心。本文針對這種情況設(shè)計了一種基于紅外對射式傳感器和單片機控制的室內(nèi)照明節(jié)能系統(tǒng)，它能依據(jù)教室人數(shù)智能控制室內(nèi)燈的通斷的個數(shù)。從而達到節(jié)能的目的。
　　
　　1系統(tǒng)模塊
　　本系統(tǒng)共由5部分組成如圖1.1所示，其控制核心是STC-AT89C52RD。前端是傳感器部分，采用紅外對射式光電傳感器，利用障礙物對光的遮擋，傳感器檢測人的進出并發(fā)出信號給單片機，單片機對信號進行分析處理后，最后由數(shù)碼管顯示人數(shù)，同時點亮相應(yīng)個數(shù)的模擬燈。本系統(tǒng)的難點設(shè)計在于傳感器單元的精確檢測與系統(tǒng)的程序控制部分。
　　
　　1.1傳感器模塊
　　本系統(tǒng)采用的是對射式紅外光電傳感器。該傳感器分為發(fā)射器和接收器兩部分。系統(tǒng)通過紅外線傳感器實現(xiàn)對人員進出的智能判斷，從而得知當(dāng)前被測場所的人數(shù)。
　　紅外線發(fā)射電路主要由一塊時基集成電路NE555為主構(gòu)成，電位器用于調(diào)整紅外線遙控發(fā)射器的振蕩頻率和信號的占空比。用NE555定時器連接2個占空比可調(diào)電路，通過兩個NE555分別產(chǎn)生一個38kHz的紅外線發(fā)射電路和100左右的調(diào)制電路。由于實際信號頻率與理論計算值有偏差，電路中的固定電阻用電位器來代替，通過電位器的調(diào)節(jié)可以明顯改善感應(yīng)效果。
　　接收電路用的接收元件是2個紅外一體接收頭。檢測到有障礙物通過時，障礙物遮擋了接收頭接收的信號，接收頭發(fā)出的是高電平。電路中使用了反相器74LS00作為對輸出信號的一個濾波，使得輸出信號更加穩(wěn)定。為了便于觀察在反相器出來的引腳上也分別接了發(fā)光二極管，在調(diào)試的過程中能直接明了的看到信號變化。本系統(tǒng)采用兩個紅外接收頭，當(dāng)人進出方向不同時，可通過兩個接收頭的信息綜合判斷人在教室的進出方向，并可準(zhǔn)確檢測是人通過，避免了有人在系統(tǒng)附近造成的檢測失誤，提高了系統(tǒng)的檢測精度，為教室人數(shù)的準(zhǔn)確檢測提供可靠依據(jù)。
　　1.2單片機以及外圍控制電路
　　系統(tǒng)中采用STC-AT89C52RD單片機作為控制模塊，采用74ls248譯碼器與數(shù)碼管作為顯示單元。控制任務(wù)由軟件程序?qū)崿F(xiàn)。為了加強可操作性，適應(yīng)在不同大小的場合的相應(yīng)情況，以及應(yīng)對意外情況的需求。系統(tǒng)設(shè)置了兩個按鍵為系統(tǒng)預(yù)設(shè)，人為控制提供必要的輸入選擇，同時增加系統(tǒng)的靈活性。
　　
　　系統(tǒng)的工作流程描述如下：當(dāng)有人進入教室，兩個傳感器接收頭通過檢測障礙物的先后順序給出電平，單片機執(zhí)行判斷程序，實現(xiàn)人數(shù)累加；當(dāng)有人出教室，單片機執(zhí)行判斷程序，并實現(xiàn)人數(shù)遞減。兩個按鍵可實現(xiàn)對環(huán)境人數(shù)，亮燈設(shè)置的預(yù)設(shè)。單片機根據(jù)教室人數(shù)的多少，控制點亮燈的個數(shù)。數(shù)碼管單元用于顯示教室人數(shù)。
　　
　　2軟件設(shè)計
　　軟件主要由人數(shù)檢測、掃描顯示、控制單元組成。本系統(tǒng)程序由單片機C語言編寫，具有模塊化，易擴展等優(yōu)點。
　　
　　3 系統(tǒng)調(diào)試
　　發(fā)射電路用示波器觀察兩個占空比可調(diào)電路的輸