基于89C51的热释电红外传感器智能台灯的设计

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　　0引言
　　目前，台灯已是千家万户的生活必需用品。但在使用中却经常由于忘记关灯而造成巨大的能源浪费;夜晚使用时，又要摸黑去开灯，非常不方便。台灯的使用者大多是一些未成年的学生，长期使用台灯时，如果坐姿不对，还会影响到视力。本文给出了一种基于BISS0001和单片机89C51组成热释电红外传感器控制电路来制作一种智能台灯的设计方法。该方法的控制器可以根据台灯旁边是否有人以及光线的强弱来自行控制台灯的关和开，从而使人们使用起来比较方便，而且能起到节能的效果。
　　1 BISS000l及其特性
　　BISS0001是一款具有较高性能的传感信号处理集成电路。它配以热释电红外传感器和少量外接元器件即可构成被动式热释电红外开关，故能自动快速开启各类白炙灯、荧光灯、蜂鸣器、自动门、电风扇、烘干机和自动洗手池等装置，特别适用于企业、宾馆、商场、库房及家庭的过道等敏感区域，或用于安全区域的自动灯光、照明和报警系统。BISS001的主要功能如下：
　　为CMOS数模混合专用集成电路;
　　具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配进行信号处理;
　　带有双向鉴幅器，可有效抑制干扰;
　　内设延迟时间定时器和封锁时间定时器;
　　结构新颖，稳定可靠，调解范围宽;
　　内置参考电压，工作电压范围为2～6V。
　　BISS0001芯片的管脚分布如图1所示。
　　



　　2 系统组成
　　该智能台灯的系统组成框图如图2所示。由图可见，本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 硬件电路设计
　　本系统的电源部分电路如图3所示。该部分主要采用集成电路模块7805和7812来提供5 V和12 V电压。
　　




　　图4所示是本系统的信号检测与处理单元电路。其中的热释电红外传感器选用RE200B。
　　MCU与控制电路如图5所示。
　　




　　该部分电路由单片机AT89C5l、译码器74LSl38、数模转换芯片DAC0832和放大器LM324组成。主要任务是将控制信号经放大器LM324放大后驱动灯的工作。
　　系统中的蜂鸣器提醒电路如图6所示。
　　




　　4 软件设计
　　下面给出本智能台灯软件部分的部分源程序：
　　




　　5 结束语
　　台灯在家庭中的普及率非常高，本文设计的该款智能台灯必定会为家庭生活带来更多的方便，且必定会为减少学生的近视起到一定的作用。