基于Atmega16的室內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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此電路系統(tǒng)的傳感器選用P2288 被動(dòng)式熱釋電人體紅外傳感器，包括3 個(gè)關(guān)鍵元件： 1）菲涅爾濾光晶片，起帶通濾波器的作用，可以截止波長為7 ~ 10 μm,與人體輻射紅外中心線波長9 ~ 10 μm 相對(duì)應(yīng)，把人和動(dòng)物區(qū)分開。2）菲涅爾透鏡，可以將熱釋的紅外信號(hào)折射到熱釋電紅外傳感器上，還可以將那個(gè)警戒區(qū)分為若干的明區(qū)和暗區(qū)，如果物體在警戒區(qū)進(jìn)行移動(dòng)，就可以以溫度變化的形式在熱釋電紅外傳感器上產(chǎn)生變化的熱釋紅外信號(hào)，從而使熱釋電紅外傳感器產(chǎn)生變化的電信號(hào)。實(shí)驗(yàn)證明，熱釋電紅外傳感器若不加菲涅爾透鏡，則其檢測距離約為2 m; 而配上菲涅爾透鏡后，其檢測距離可增加到10 m 以上。3）熱釋電陶材料，熱釋電紅外傳感器將透過濾光晶片的紅外輻射能量的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，即熱電轉(zhuǎn)換。
設(shè)計(jì)中，人體可以發(fā)射波長約為10 μm 的紅外線，紅外線經(jīng)菲涅爾濾光晶片進(jìn)行濾波增強(qiáng)后，通過菲涅爾透鏡，將紅外信號(hào)聚集到熱釋電紅外傳感器上，然后熱釋電紅外傳感器通過熱電轉(zhuǎn)換，將透過濾光晶片的紅外能量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最后經(jīng)過紅外傳感信號(hào)處理器及邏輯電路進(jìn)行處理，輸出邏輯值為1 時(shí)代表有人，否則無人。
2. 2 控制部分設(shè)計(jì)
（1） 延時(shí)時(shí)間選擇電路。延時(shí)電路的定時(shí)是由單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器進(jìn)行確定的，外部參數(shù)不同，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的定時(shí)時(shí)間也不同。在單片機(jī)的PA 引腳設(shè)置延時(shí)時(shí)間選擇電路，主要是在環(huán)境光線較弱時(shí)，照明設(shè)備需完成一段時(shí)間的延時(shí)。將PA0 ~ PA3引腳設(shè)置為不同的時(shí)延，當(dāng)檢測到PA0 ~ PA3均沒有開關(guān)閉合時(shí)，系統(tǒng)控制照明設(shè)備按設(shè)定的初始值進(jìn)行延時(shí)，當(dāng)PA0 ~ PA3有開關(guān)閉合時(shí)，程序開始按PA0 ~ PA3順序檢測各端口的狀態(tài)，系統(tǒng)根據(jù)不同的信號(hào)輸入，對(duì)端口設(shè)置不同延時(shí)。
（2）單片機(jī)控制模塊。設(shè)計(jì)采用RISC 結(jié)構(gòu)的Atmega16系列單片機(jī)作為主控制器，該系列芯片具有效率高、功耗低、RISC 處理功能強(qiáng)、內(nèi)存容量大、性價(jià)比相當(dāng)高等優(yōu)點(diǎn)。該芯片有32 個(gè)可編程I /O 口、1 kB的SRAM、8 路10 位ADC,可以滿足系統(tǒng)需求。光電傳感器將光照強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后再通過A/D 轉(zhuǎn)換器將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，系統(tǒng)控制器要根據(jù)檢測的光照度以及系統(tǒng)的輸入命令計(jì)算控制量，實(shí)現(xiàn)發(fā)光控制要求。
圖2 最小系統(tǒng)電路圖
（3）顯示電路。系統(tǒng)采用顯示外設(shè)配置，其目的就是為了能夠?qū)崟r(shí)顯示各設(shè)備的運(yùn)行狀況及運(yùn)行參數(shù)的變化。為節(jié)約系統(tǒng)成本，設(shè)計(jì)采用LED 作為顯示外設(shè)，可以顯示當(dāng)前系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
圖3 顯示電路圖
（4）輸出控制電路。輸出控制電路的工作原理是：單片機(jī)要對(duì)光照檢測電路和傳感器處理電路的輸出信號(hào)進(jìn)行檢測，單片機(jī)的PC0引腳輸出控制信號(hào)，當(dāng)室內(nèi)環(huán)境的光照強(qiáng)度較強(qiáng)或光照強(qiáng)度較弱且室內(nèi)無人時(shí)，單片機(jī)PC0輸出高電平，繼電器不工作，此時(shí)照明設(shè)備處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)室內(nèi)光線較弱并且檢測到室內(nèi)有人時(shí)，引腳PC0輸出低電平，繼電器運(yùn)行，照明設(shè)備正常發(fā)光。
評(píng)論