51单片机的教室智能照明控制系统设计+仿真图+源代码(5)
时钟芯片DS1302在和微处理器数据交换时，首先，微处理器要向电路发送命令字节，命令字节的最高位D7必须是逻辑1，若D7=0，则禁止写DS1302，即为写保护；若D6=0，指定为时钟数据，D6=1，指定为RAM数据；D1~D5指定为输入或者输出的特定寄存器；若最低位D0=0，指定为写操作，D0=1，指定为读操作。在DS1302芯片的时钟或者RAM进行数据的传送时，DS1302必须要首先发送命令字节。如果进行单字节的传送，8位命令字节传送结束以后，在下2个SCLK周期的上升沿输入数据字节，或者在下8个SCLK周期的下降沿输出数据字节。DS1302芯片与RAM相关联的寄存器分为两类：一类是寄存器为突发方式下的，在此方式下可一次性读、写所有RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)，再一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节[6]。
3.5.4 继电器控制电路
继电器是具有隔离功能的自动开关元件，作为最重要的控制元器件之一，它被广泛应用于遥控、监测、通讯、自动控制、机电一体化及电子电力设备中。继电器一般都具备能反映一定输入变量（比如电流、功率、电压、频率、阻抗、速度、温度、光等）的感应机构；还具备能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构；而且在继电器的感应机构和执行机构之间，还具备对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构。它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“开关”。继电器作为控制元件概括起来，一共有4种作用：扩大控制范围、放大、综合信号和自动、遥控、监测。本设计采用强电控制继电器，如图5所示：
图5 继电器控制电路图
3.5.5 人体信号采集电路
人体传感器HP-208是深圳市浩博特电子有限公司研发和生产的基于红外线技术的智能产品，它的主要特性如下：
(1)全自动感应方式，当人进入感应范围时则输出为高电平，当人不在感应范围时则会自动延时且关闭高电平，输出为低电平，其高低电平有利于信息采集；
(2)可重复触发方式，即人体感应存在输出高电平后，在设置的延时时间段内，如果人体在感应范围内活动，其输出将会一直保持高电平，直到人离开以后经过延时才将高电平置为低电平[7]；
(3)人体传感器的工作电压为DC3V~DC24V；
(4)人体传感器一般制成锥面体形状，感应范围比较大；
(5)静态电流一般小于50uA，功耗低；
(6)工作温度可以介于-15℃和+70℃之间，适应性很强；
(7)灵敏度高，可靠性强。
人体传感器的1号引脚是电源信号端，3号引脚是地信号端，2号引脚是采集人体信号输出端[8]。在设计中，为了使人体传感器的工作更可靠，在人体传感器的信号引脚2与地信号引脚3之间加一个6800pF的电容，此外人体传感器的信号引脚2在与单片机相连时，需要再连接一个10K的上拉电阻，以使人体传
感器的输出信号更加可靠，其原理图如图6所示：图6 HP-208传感器电路原理图
而本设计用高低电平模拟人体是否存在，当开关按下时为高电平，即有人存在；反之则表示无人存在，如图7所示：
图7 人体信号采集电路图
3.6 硬件抗干扰设计
(1)供电系统的抗干扰措施
①防止在电源系统出现干扰，可以采取交流稳压器来保证供电的稳定性，以防止电源出现过压和欠压。隔离变压器可以滤掉高频干扰噪声，低通滤波器用来滤掉工频干扰信号。
②采用开关电源并且提供充足的功率余量，主机部分要使用单独的稳压电路，必要的时侯I/O供电需采用DC-DC模块隔离，以避免各部分的相互干扰。