【教室灯光控制系统的设计10000字（论文）】

教室灯光控制系统的设计目录毕业论文（设计） 1摘要 2目录 31. 序言 42. 方案分析 52.1研究现状 52.2控制器简介 52.3方案分析 63. 硬件设计 63.1硬件构成 63.2主要硬件电路 74. 软件设计 124.1主程序模块 124.2数据采集模块 144.3时钟模块 164.4工作总流程 205. 调试运行 205.1调试步骤 205.2主要问题 226. 结束语 23参考文献 26

序言虽然小部分发达地区开始沿用新的控制技术，但是，多数地方依然是传统式的人工管理，或者照明控制智能化程度不高。随着各类大、中专院校的扩招，教室的扩建，教室照明的需求也越来越多，教室用电管理不善，造成学校电能巨大浪费，经济损失，这种的浪费与当今节约能源的理念相违背。再者，随着现代自动化程度不断提高，计算机技术的普及，照明灯光的管理也在朝着自动化、智能化方向发展。但是，过于精细的控制设备在教室的使用显得成本高，维护难，于是，本设计的目的是开发简便、实用的教室灯光自动控制系统，以实现最基本的功能，比如人员检测以及室内光照强度的检测与调节，最大限度的实现电能的节约以及管理的便捷化。教室的数量也随着大幅度增加，为使师生有舒适的教学和学习的环境，校方在力所能及的范围内，相应增加了教室的面积，然后，随着教室数量的增加，照明设备的需求量也越来越大，但由于大学管理模式的开放型，师生节能意识的薄弱性，学校教室在白天周围环境光线强度足够的情况下，仍然普遍存在开灯上课或自习；即使室内无人或人数较少的情况下，也全部开启照明灯，晚上许多教室即使仅有几个学生在教室自习，但室内照明灯也全部开启，很少有师生因为只有少数人而仅开几盏灯，长明灯比比皆是，人走灯不熄的现象普遍存在。这种有形和无形的浪费，给学校的电力支出带来了沉重的负担。虽然在部分大中城市中的部分院校已经有了比较实用的智能照明系统,但是,在许多中小城市中，教室智能照明系统并没有得到广泛的应用，所造成的电能浪费依然是相当巨大的。

目前市场上使用较多的是一种利用门与光双重控制的自动照明开关，以往光控开关只能触发一次，一旦延时电路开始工作，控制开关就不再起作用，这样当延时时间定的不合适或者使用时间发生改变时，就得等到延时电路工作结束后，才能重新开始定时，因而会出现中途断电。这些问题在目前的技术中已经得到基本解决，这种新型的自动照明开关增加了脉冲检测器能在延时期间多次触发，使其从零开始计时，这样计时开始设定的时间不准或需要变更设定时间时，都可在不中断运行的情况下自动进行调整，节能效果更加明显，在一定程度上解决了以往教室照明系统的一些不良现象。

根据国家相关标准，学校教室照明强度白天不得低于350LUX，晚上不得低于150LUX，同时，从保护视力的角度出发，在低于150LUX和高于600LUX照度下长时看书，有损于眼睛的健康[3]，而我国大部分高校的教室照度都高于标准，加之人对照明设备的不规范使用，造成了不必要的支出和能源浪费，从节约资源、节省高校经费支出、教学楼管理的便捷化等多种方面考虑，使用简便、高效的自动照明系统成为校园节能的重要且主要的措施之一，也是将来教室照明系统应用的趋势。方案分析2.1研究现状要实现照明节能主要有两种方法：一种是选用高效照明光源或灯具，如节能灯。在保证照明质量的前提下，降低照明用电量的根本措施就在于提高照明设备的效率，即提高光源与灯具的效率；另一种是在现有照明灯具的基础上研究智能照明控制策略，即在充分研究照明对象的需求上，通过优化照明系统的运行来达到节能的效果。在照明灯具方面，大学教室多采用荧光灯，采用直接照明的方式，比较满足现有的需求，所以本课题着重论述后面一种方法，改进照明控制策略和运行方式。中午及晚上以学生自习为主，少数教室也用来上课，不管是上课或是自习，为了保护视力和提高学习效率，学生们均需要有良好的照明环境，但这些对照明环境的要求也造成一个直接后果，出现资源的浪费问题。所以，需要在保证教室照明要求的前提下，研究照明节能问题。2.2控制器简介教室灯光控制器可实现有效的教室灯光智能控制。其输入参数主要是人体存在信号和环境光信号等的外界因素，环境光的强度达到一定值时不开灯，环境光强度在一定阀值以下且有人存在时开灯，理论和实验证明用这种方式来对教室灯进行智能控制可以实现上述目标。教室灯光控制器一般安装在教室内避开电灯直射的位置，且人体传感器安置时应使人体活动方向与人体传感器中两个热释电元连线方向垂直，这样可使人体存在信号采集更加灵敏、可靠，同时还要尽可能避免外界风直接吹向人体传感器。2.3方案分析该控制器以自然光强度和人体存在作为控制器的主要输入参数，能够实现自动与手动控制相兼容。首先，系统默认为自动控制，当按键模块感应到有键按下时，系统改为强制控制。然后，在自动控制模式下：当自然环境光较强光线足够时，无论人是否存在，都不开灯；在自然环境光较弱时，有人存在且超过一定时间，控制器自动打开电灯，直到人离开后再延时一定时间后关灯。同时，还可设置作息时间来控制，夜晚超过10点，若还有人存在，则关闭自动控制器的运行，改用开关来手动控制，以解决因特殊情况下，自动控制器的不人性化运行。该教室灯光控制器主要是由硬件和软件两大部分组成。硬件部分是前提，是整个系统执行的基础，它主要为软件提供程序运行的平台。而软件部分，是对硬件端口所体现的信号，加以采集、分析、处理，最终实现控制器所要实现的各项功能，达到设计目的。硬件设计3.1硬件构成EEPROM存储器模块AT89S51单EEPROM存储器模块AT89S51单片机最小系统环境光采集电路看门狗模块人体存在传感器看门狗模块人体存在传感器按键电路时钟模块按键电路时钟模块图3-1被控灯具继电器驱动模块被控灯具继电器驱动模块超时报警模块超时报警模块图3-1系统控制单元结构图环境光模块采用光敏三极管来检测环境光的强度，有光照时，电阻减小，随着光照强度的减弱，电阻逐渐增大，把光信号转化成电信号，实现对光强度的检测。人体存在传感器模块采用HP-208是基于红外线技术的智能产品，实现对人体存在的检测。硬件时钟模块采用具有充电能力的低功耗，具有临时性存放数据的RAM寄存器的实时时钟芯片DS1302。该电路的接口简单、价格低廉、使用方便，被广泛的使用。系统数据存储及故障保护部分由X5045组成，X5045是一种串行通讯的512字节EEPROM，同时兼有看门狗和电源监控功能键盘模块。3.2主要硬件电路本课题是基于单片机的系统设计，所以针对单片机做了AT89S51与AT89C51的比较与选择如下：1.程序存储器写入方式：二者的写入程序的方式不同，AT89C51只支持并行写入，同时需要VPP烧写高压。AT89S51则支持ISP在线可编程写入技术、串行写入、速度更快、稳定性更好，烧写电压也仅仅需要4～5V即可。2.电源范围：AT89S51电源范围宽达4～5.5V，而AT89C51系列在低于4.8V和高于5.3V的时候则无法正常工作。3.工作频率：目前AT89S51的性能远高于AT89C51,AT89S51支持最高高达33MHz的工作频率，而AT89C51工作频率范围最高只支持到24MHz。4.市场价格：由于AT89C51已经全面停产,所以在市场价格方面，库存的AT89C51的批发价格要比AT89S51贵将近一倍.5.兼容型：89S5*向下兼容89C5*，就是说用AT89S51可以替代AT89C51使用，同样的程序，运行结果相同。6.加密功能：AT89S51为全新的加密算法，这使得对于AT89S51的解密变为不可能，程序的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。7.抗干扰性：内部集成看门狗计时器，不再需要像AT89C51那样外接看门狗计时器单元电路。8.烧写寿命更长：AT89S51标称的1000次，实际最少是1000次～10000次，这样更有利初学者反复烧写，减低学习成本。该芯片的主要特征见如表3-1所示：表3-1AT89S51主要特征AT89S51引脚外围器件引脚说明P1.0X5045SIX5045串行输入端P1.1X5045SCKX5045串行时钟端P1.2X5045CSX5045片选端P1.3X5045S0X5045串行输出端P1.4工作状态指示灯P1.5DS1302CLKDS1302时钟线P1.6DS1302I/ODS1302数据线P1.7DS1302RSTDS1302复位线P3.0-P3.1数据采集输入端P3.3人体存在传感器输出信号端P3.4超时报警信号输入端P3.7光敏三极管输入信号端(1)40（Vcc）20（GND）脚间的电压应有5V。(2)18、19脚分别与20脚间有1.7―2.5V电压。(3)9（RST）脚与GND间电压基本为0。(4)31（EA）脚与20（GND）脚间电压为5V。图3-2供电原理图X5045具有三种常用的功能：看门狗定时器、复位控制和EEPROM[11]。这三种功能是集成在单个8引脚封装的CMOS器件内，将电源监控和看门狗功能以及高速三线非易失性存储器组合在一起，从而在很大程度上降低了系统成本并减少了对电路板空间的要求，X5045的引脚排列如图3-3。图3-3X5045的引脚图看门狗定时器的预置时间是通过X5045的状态寄存器的相应位来设定的。如表3-2状态寄存器所示，X5045状态寄存器共有6位。其中WD1、WD0和看门狗电路有关，其余位和EEPROM的工作设置有关。表3-2状态寄存器7654321000WD1WD0BL1BL0WELWIPWD1=0，WD0=0，预置时间为1.4S，WD1=0，WD0=1，预置时间为0.6S，WD1=1，WD0=0，预置时间为0.2S，WD1=1，WD0=1，禁止看门狗工作。看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。X5045硬件部分连接如图3-4。图3-4系统看门狗电路系统看门狗电路由系统数据存储及故障保护部分组成，X5045是一种串行通信512字节的EEPROM，同时兼有看门狗和电源监控功能，X5045有三种可编程看门狗周期，上电和Vcc低于检测门限时，输出复位信号，X5045输出复位高电平有效，为了复位更加可靠，其复位输出端外接一个10K的上拉电阻，并与AT89S51的复位端相连。看门狗能在电源上电、掉电期间产生一个复位信号。该芯片还带有一个1.4s的看门狗定时器可用来监控单片机的工作。如果在1.4s内未检测到其工作，出现故障，内部定时器将使看门狗WD1处于低电平状态，为系统提供保护，避免死机、程序跑飞或进入死循环等意外的发生。图3-5环境光采集电路图人体存在传感器的热释电红外探头的工作原理及特性如下：人体都有恒定的体温，一般在37℃，所以会发出特定波长10μM左右的红外线，被动式红外探头就靠探测人体发射的10μM左右的红外线而进行工作的。人体发射的10μM左右的红外线通过菲尼尔滤波片增强后聚集到红外感应源上。红外感应源采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，后续电路经检测处理后就能产生有人体存在的信号[12]。1）这种探头是以探测人体辐射为目标的，所以热释电元件对波长为10μM左右的红外辐射非常敏感。2）为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面覆盖有特殊的菲尼尔滤光片，使环境的干扰受到明显的抑制作用。3）人体存在的探测，其传感器包含两个互相串联的热释电元，而且制成的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。4）一旦有人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被人体存在传感器的热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，不能抵消，经信号处理而输出有人体存在的信号。图3-11按键控制电路软件设计4.1主程序模块监控程序按模块分为监控主程序和命令处理子程序[15]。监控主程序的基本任务是调用子程序，一个主程序可以调用多个子程序，对于51系列单片机，系统资源有限，主程序通常是一个无限循环的过程，即是一个反复调用子程序的过程。子程序主要分为中断子程序和功能子程序，它们之间可以互相嵌套和调用，即中断子程序可以调用功能子程序。在应用软件的设计中，尽可能各个功能模块写成子程序的形式，并通过主程序调用。而命令处理子程序完成各种命令所规定的具体操作，它按各种命令再分为不同的子程序模块，它的编程方法与功能要求及系统应用密切相关。监控主程序是整个控制系统的核心部分，其它外围模块一般都需经过监控模块实现其在控制系统中的作用。监控主程序接受和分析来自键盘的命令，进而把控制转到相应的处理子程序的入口，起引导作用。本系统监控主程序模块主要包括对系统外围器件输入、输出参数的初始化自检，看门狗的激活，多任务操作模块的调用(系统中的信号采集处理、时钟管理、按键接收处理)，实时中断处理等。除初始化和自检外，监控主程序一般总是把其余部分连接起来构成一个无限循环，系统所有功能都在这一循环中周而复始的有选择的执行[16]。系统自检初始化是保证整个控制系统能够正常运行的重要条件，系统加电复位后，直接进入自检初始化程序，完成系统的自检及初始化。本系统中的自检初始化主要指各接口芯片的检测、芯片内部设定参数的初始化及系统内部寄存器的初始化。各接口芯片的检测主要检测各芯片是否已处于准备工作的就绪状态，有无硬件故障等，如检测硬件时钟DS1302是处于更换芯片后初次使用未起振状态，还是处于备用电源供电振荡保持状态，即检测系统中控制时间表的有效性，检测热释红外传感器输出信号是否正常体现人体存在的信息，检测光采集电路输出的信号等。若时钟芯片处于启动状态，则需要对其进行初始化并启动实时时钟。系统内部寄存器初始化主要是指在数据缓冲区内，各用户定义的数据变量的初始化赋值及部分特殊功能寄存器SFR的复位初始化，单片机复位后，程序计数器PC指向程序存储器的入口地址0000单元，程序状态字寄存器PSW清零，片内存储器选择Ⅰ区工作寄存器，用户标志位F0为0状态，堆栈指针SP指向07H,其它定时器、中断允许寄存器IE,累加器ACC等皆为00H。定时中断是利用单片机内部的定时器定时，时间到或计数值已满引起的中断，内部定时器的计数器可以对内部时钟或从外部引线T0和T1输入的外部脉冲进行计数。计数器的溢出信号作为中断请求信号，去置位定时器溢出标志位，向单片机的CPU申请中断[17]。定时中断为周期性中断，每隔一定的时间会中断一次。本系统中设定的定时中断主要用来构造多任务操作系统，在系统响应中断后，无需对断点实施现场保护，可直接进行多任务时间的划分工作，使相应的操作任务进入就绪状态，即该中断可以启动有关的任务操作。该定时中断处理程序框图如图4-1所示：开始开始定时中断到？Y定时中断到？Y多任务时间启动划分多任务时间启动划分NN下一步下一步图4-1定时中断处理程序框图本系统还采用了外部中断，此外部中断主要用来判断是否有外来信号输入，若有，就采集下来并加以处理；若无，则返回到主循环。4.2数据采集模块本控制系统中的数据采集对象为环境光信号及人体存在信号，在程序设计中对这两个数据的采集放置在多任务模块中实施定时采集。人体存在传感器具有本身不发出任何类型的辐射，器件功耗很小，隐蔽性好，价格低廉的优点。而缺点是容易受各种热源、光源干扰。由于红外穿透力差，因此人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探头接收；易受射频辐射的干扰；当环境温度和人体温度接近时，探测和灵敏度就会明显下降，甚至造成短时失灵。如果人体存在却在一定时间内没有活动，人体传感器则认为没有人体存在。为避免这种现象的出现，本系统软件程序中设计为有人体存在状态后间隔1min或更长的时间来对人体存在参数信号的采集。本系统的控制对象为大学教室，教室中一般只有一边有窗户，室内不同区域由于距离窗户的远近不同会影响其接收的光照多少。要合理控制教室内的照度，必须科学探测室内自然光的照度。而自然光的变化有明显的非线性，是与天气的变化和建筑物的不同位置有密切关系的。所以，必须合理布置自然光采集电路模块的位置，才可以更好的反映实际情况。教室中，电能的浪费很大一部分原因是由于室内长明灯的出现，即在室内自然光照充足的情况下，照明灯具仍然开启的情况。考虑到环境光足够亮时，无论是否有人体存在都不开灯；而环境光不够亮时，有人体存在才开灯，无人体存在则不开灯。本系统逻辑定义为：环境光亮时为逻辑0(符合光采集电路输出信号状态)，暗时为1，人体存在为1，人体不存在为0，开灯为1，关灯为0，那么环境光与人体存在可以用以下的逻辑关系表来表示，如表4-1所示：表4-1环境光与人体存在逻辑关系环境光参数人体存在参数教室灯状态000100010111表4-1数据表明可将环境光参数与人体存在参数进行与操作，又由于继电器是低电平驱动，所以要将采集处理后的信号进行非操作，才可以驱动继电器工作，即可得到教室灯的状态，其软件程序为：­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Function:BodySensorandlighttolightport356DoSensLight:Movc,port33;SignalofSensorAnlc,port37Cplc;havepersonandnolightmovport35,c;onrelay1movport36,c;onrelay2JncSensOut;nopersontooutHaveperson:MovSensDelayBuf,#5;delay5minuteSensOut:Ret­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­人体存在传感器易受外界影响，于是要在使用时特别注意抗干扰性能。1.防小动物干扰：探测器安装在推荐的使用高度，对探测范围内地面上的小动物，一般不产生信号。2.抗电磁干扰：探测器的抗电磁波干扰性能符合GB10408要求，一般手机电磁干扰不会引起误报。3.抗灯光干扰：探测器在正常灵敏度的范围内，受3m外H4卤素灯透过玻璃照射，不产生信号。人体存在传感器只能安装在室内，其误报率与安装的位置和方式有极大的关系，正确的安装应该满足下列条件：1.人体存在传感器应离地面2.0-2.2m。2.人体存在传感器远离空调、冰箱、火炉等空气温度变化敏感的地方。3.人体存在传感器探测范围内不得隔屏、家具、大型盆景或其它隔离物。4.人体存在传感器不要直对窗口，否则窗外的热气流扰动和人员走动会引起误报，有条件的最好把窗帘拉上。人体存在传感器也不要安装在有强气流活动的地方。4.3时钟模块在对DS1302进行各种操作之前，必须先对其初始化，即需要把复位输入RST端置为高电平，如果RST输入为低电平，那么所有的数据传送终止，且I/O引脚变为高阻抗状态。在数据读/写完之后，RST端应置为低电平，以防止外部干扰对DS1302内部时钟的影响。同时，为了防止复位输入端受到外部干扰，要求上电时，在主电源引脚Vcc2大于等于2.5V之前，RST必须为逻辑0。无论是读操作还是写操作，都必须在开头的8个时钟周期把提供地址和命令信息的8位数据装入到DS1302的移位寄存器。地址/命令字节用于指明40个寄存器中的哪个进行何种操作。数据在SCLK的上升沿串行输入，在开始的8个时钟周期把命令字装入移位寄存器之后，若跟随的是写命令字节，则在下8个SCLK周期的上升沿输入数据字节，若跟随的是读命令字节，则在下8个SCLK周期的下降沿输入数据字节。程序流程如图4-2所示：启动启动复位端变高启动一次数据传输工作复位端变高启动一次数据传输工作写命令字节一位写命令字节一位SCLK脉冲SCLK脉冲N够8次吗N够8次吗YY写数据字节一位写数据字节一位SCLK脉冲SCLK脉冲N够8次吗N够8次吗YY复位端变低复位端变低结束结束图4-2数据输入输出流程图DS1302的自检初始化程序设计流程图如图4-3所示：开始开始读取DS1302秒钟时间读取DS1302秒钟时间Y秒钟大于60HY秒钟大于60HNN延时1秒延时1秒再次读取秒钟数据再次读取秒钟数据YYN设置DS1302初始时间再次读取的秒钟数据是否相同N设置DS1302初始时间再次读取的秒钟数据是否相同返回主程序DS1302正常工作返回主程序DS1302正常工作图4-3DS1302的自检初始化程序设计流程图DS1302的自检初始化程序如下所示:­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­Function：StartcheckDS1302DSCheck:MovR6,#DS1302Sec+1;SecondTimeACallDSRd1ByteMovDSCheckData,aCjnea,#60H,$+3DSCheckNext:JncDSSetTime:a>=60HtoSetDS1302'sTimeAcallDSDelay;DS1302delay1secondMovR6,#DS1302Sec+l;a<59HReadDS1302'sSecondagainACallDSRdlByteCjnea,DSCheckData,DSOK;TwoDSSecofReadingisdifferentAJMPDSSetTimeDSOK:Ret­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­检查DS1302芯片是否是正常工作，本系统中通过先读取秒钟寄存器的数据，将数据存储起来，且将此数据与60H相比较，若大于60H，说明时钟数据不正常，转去设置时钟时间；若小于或等于60H，延时一秒钟后，再次读取秒钟寄存器的数据，与第一次读取的数据相比较，若两次数据相同，说明时钟数据不正常，转去设置时钟时间；若正常，则退出到主程序。初始化DS1302的充电状态及其初始时间的设置。变量初始化对DS1302进行读写的程序流程图如图4-4所示：变量初始化写DS1302地址RST一端送高电平结束将读出的数据暂存数据读完了将该地址数据输出写入DS1302读地址RST一端送高电平去除写保护将DS1302写保护开始写DS1302地址RST一端送高电平结束将读出的数据暂存数据读完了将该地址数据输出写入DS1302读地址RST一端送高电平去除写保护将DS1302写保护开始数据写完了向该地址写入数据数据写完了向该地址写入数据图4-4DS1302进行读写的程序流程图在对DS1302进行读写操作时，读出的数据为BCD码，同样在写操作时，写入的数据必须为BCD码，这就需要在数据写入之前、读出之后进行必要的数据进制之间的转换。本系统中，因设定的时间参数一般为二进制或十六进制数，为了便于同DS1302的时钟数据进行比较，故在程序中需进行二进制与BCD码之间的转换，其相互间的转换程序如下：­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­二进制转换为BCD码Function:DisTimeBCD:DisTimeBCD:MovA,@R0AnlA,#OFHMov@Rl，AIncRlMovA,@R0SwapAAnlA,#0FHMov@R1，AIncRlIncR0Ret­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­4.4工作总流程本系统教室灯光控制的工作模式分为自动控制和强制控制。首先，系统默认为自动控制模式。当系统进入初始化后，自诊断键盘是否按下，若有键按下，系统进入强制控制模式，然后通过键盘扫描程序，确认控制灯具的亮与熄；若无键按下，则为自动控制模式，通过自然光采集电路从P3.7口的高低电平判断自然光强度，若光强，则熄灯具；若光弱，则继续读取人体存在传感器P3.3，如果有人存在则亮灯。最后，在亮灯时，若检测教室已经无人，则蜂鸣报警10秒后熄灯具。灯具的亮与熄由继电器驱动P3.5/P3.6口的高低电平来控制。另外，系统也受到时间的控制，分析了学生教室的用电情况，系统在到了晚上10点时，蜂鸣报警提示学生系统进入手动强制模式，则由学生自动控制。调试运行5.1调试步骤整个系统设计完成后，要进行运行调试，排除软件和硬件的故障，同时验证系统的可靠性及稳定性，使系统符合设计要求。本系统的调试主要分两个步骤：单片机系统调试（硬件调试和软件调试）及整个控制系统试运行调试。单片机系统的调试应包括硬件及软件两部分，主要是通过调试发现硬件及软件中存在的问题，查看其运行结果是否符合设计要求。(1)静态调试：静态调试主要是排除明显的硬件故障。在将芯片、传感器等元件连接到电路板上时，要保证各处电源极性、电压正确，以防止因电源极性接反或电压过高损坏芯片或传感器。此外，插入芯片必须在断电的情况下进行，特别注意芯片的方向不要插反。(2)软件调试：在软件调试时采用在计算机上利用模拟软件实现对单片机的硬件模拟、指令模拟及运行状态模拟，从而完成应用软件开发的全过程。(3)动态调试：控制系统的软件和硬件是密切相关的，由于软件模拟开发系统不能对硬件部分进行诊断，同时也不能实时在线仿真，所以用户程序还需跟硬件连接起来进行联调，同时对软件和硬件进行检查和诊断。整个单片机系统进行在线调试时，需借助仿真开发工具来对用户软件及硬件电路进行诊断、调试。在应用系统各模块电路调试成功后，将程序加载到在线仿真器上，这时就能单步或连续地执行目标程序，同时也可以根据需要分段设置断点执行程序。而对于一些与硬件相关的用户程序，如接口驱动程序等，则需要配合硬件，进行在线调试，如果有逻辑错误，也要及时纠正修改。程序调试完毕后，利用编程器将程序固化到单片机中，使整个系统运行起来。各模块电路调试流程图如图5-1、图5-2、图5-3、图5-4所示：通电运行，用万用表测量输出电压下载一个正确的小程序到最小系统中通电运行，用万用表测量输出电压下载一个正确的小程序到最小系统中最小系统是否工作NNYY供电部分是否稳定检查电路寻找原因检查电路寻找原因最小系统是否工作NNYY供电部分是否稳定检查电路寻找原因检查电路寻找原因最小系统部分成功电源部分成功最小系统部分成功电源部分成功图5-1电源调试图5-2单片机最小系统调试硬件连接无误硬件连接无误下载按键程序下载按键程序查看硬件和相应软件是否正确查看硬件和相应软件是否正确按键是否工作N按键是否工作NYY按键调试部分成功按键调试部分成功硬件连接是否正确图5-3按键电路调试硬件连接是否正确采集电路调试成功采集电路调试成功给采集电路所需要的采集信号给采集电路所需要的采集信号调整硬件参数达到需要的物理量调整硬件参数达到需要的物理量YYN是否达到系统要求采集输出端是否有相应输出信号N是否达到系统要求采集输出端是否有相应输出信号图5-4采集电路调试5.2主要问题在本系统的调试过程中遇到的主要问题的分析与解决方案。1．电源供电电路中集成稳压器温度过高。分析解决：稳压器温度过高的原因之一是：变压器整流滤波后加到集成稳压器上的电