基于Atmega16的室內照明系統(tǒng)設計
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此電路系統(tǒng)的傳感器選用P2288 被動式熱釋電人體紅外傳感器，包括3 個關鍵元件： 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 相對應，把人和動物區(qū)分開。2）菲涅爾透鏡，可以將熱釋的紅外信號折射到熱釋電紅外傳感器上，還可以將那個警戒區(qū)分為若干的明區(qū)和暗區(qū)，如果物體在警戒區(qū)進行移動，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，從而使熱釋電紅外傳感器產(chǎn)生變化的電信號。實驗證明，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換成電信號，即熱電轉換。
設計中，人體可以發(fā)射波長約為10 μm 的紅外線，紅外線經(jīng)菲涅爾濾光晶片進行濾波增強后，通過菲涅爾透鏡，將紅外信號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換，將透過濾光晶片的紅外能量轉換為電信號，最后經(jīng)過紅外傳感信號處理器及邏輯電路進行處理，輸出邏輯值為1 時代表有人，否則無人。
2. 2 控制部分設計
（1） 延時時間選擇電路。延時電路的定時是由單片機內部的定時器進行確定的，外部參數(shù)不同，單片機實現(xiàn)的定時時間也不同。在單片機的PA 引腳設置延時時間選擇電路，主要是在環(huán)境光線較弱時，照明設備需完成一段時間的延時。將PA0 ~ PA3引腳設置為不同的時延，當檢測到PA0 ~ PA3均沒有開關閉合時，系統(tǒng)控制照明設備按設定的初始值進行延時，當PA0 ~ PA3有開關閉合時，程序開始按PA0 ~ PA3順序檢測各端口的狀態(tài)，系統(tǒng)根據(jù)不同的信號輸入，對端口設置不同延時。
（2）單片機控制模塊。設計采用RISC 結構的Atmega16系列單片機作為主控制器，該系列芯片具有效率高、功耗低、RISC 處理功能強、內存容量大、性價比相當高等優(yōu)點。該芯片有32 個可編程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度轉換成電信號，然后再通過A/D 轉換器將電信號轉換成數(shù)字信號，系統(tǒng)控制器要根據(jù)檢測的光照度以及系統(tǒng)的輸入命令計算控制量，實現(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)采用顯示外設配置，其目的就是為了能夠實時顯示各設備的運行狀況及運行參數(shù)的變化。為節(jié)約系統(tǒng)成本，設計采用LED 作為顯示外設，可以顯示當前系統(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：單片機要對光照檢測電路和傳感器處理電路的輸出信號進行檢測，單片機的PC0引腳輸出控制信號，當室內環(huán)境的光照強度較強或光照強度較弱且室內無人時，單片機PC0輸出高電平，繼電器不工作，此時照明設備處于關閉狀態(tài)。當室內光線較弱并且檢測到室內有人時，引腳PC0輸出低電平，繼電器運行，照明設備正常發(fā)光。
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