单片机红外传感器_基于51单片机的声音传感器

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一、背景介绍

我们工作久了，久坐导致的毛病就显现出来了，腰酸背痛颈椎疼，最近看到利用番茄钟工作法挺好，工作25分钟，休息5分钟，既能调整工作节奏，避免精力过分消耗，也能避免久坐导致的身体问题。
我刚开始使用闹钟做提醒，后来尝试番茄钟软件，但是都要手动去操作手机，拿起手机看到信息，然后就会去处理手机上的事情了，起不到作用…
直到有一天收拾东西看到了我大学期间基于51单片机做的一个电子设计，激起了我的灵感，开始了基于51单片机的自动番茄钟，久坐提醒神器的设计和制作。
整体方案硬件部分继承了大学时焊接的电路板，更换了传感器部分，软件部分重新编写了控制部分的代码。
之前的软硬件设计方案可以参考这篇文章《基于51单片机的上下限可调的数字温度控制系统》，本文重点阐述差异部分。

二、功能描述

本设计要求能够识别到座位上有人，并开始计时，能够在LCD屏上显示工作状态和倒计时时间。当超过设置的久坐提醒时间（25分钟），进行蜂鸣器和LED灯报警，并在LCD屏上显示让你休息的提示。人离开后能够重置时间，LCD屏显示离开状态，直到你坐下后开始重新计时。另外如果有特殊情况无法按时休息，支持按复位键重新计时。

三、系统组成

本系统由STC89C52单片机主控，通过晶振时钟模块、复位电路模块、按键模块、液晶显示模块、声光报警模块、传感器模块组成。
其中液晶显示模块采用LCD1602液晶显示屏，声光报警模块采用蜂鸣器和红黄绿三个LED灯，传感器模块开始采用的是E18-D80NK红外漫反射光电传感器。
传感器部分刚开始选用的是HC-SR501热释电红外传感器，但是调试过程中发现该人体红外传感器只能检测到移动的人体，无法检测到静止的人体。咱们工作的时候有时会很专注，静止在那里识别不到，传感器就认为没有人，导致功能失效。后来找了一下发现E18-D80NK红外漫反射光电传感器能够满足要求，于是选了这个传感器。

四、硬件设计

1、总体电路图

其中，传感器要换成红外漫反射光电传感器。

2、传感器介绍

五、软件设计

1、流程图

2、源代码

见附录

六、结果展示

1、正常工作状态

2、久坐提醒状态

3、离开休息状态

附录

主控部分
main.c

#include <reg52.h>
#include <stdio.h>

#include "lcd1602.h"

#define WORK_MAX_TIME (25 * 60)

sbit beep = P1 ^ 3;   //蜂鸣器
sbit pir = P2 ^ 0;    //热释电红外传感器信号线
sbit reset = P3 ^ 2;  //定义按键--复位键

sbit led0 = P2 ^ 2;  //绿灯
sbit led1 = P2 ^ 3;  //黄灯
sbit led2 = P2 ^ 4;  //红灯

uint work_time = WORK_MAX_TIME;  //工作坐着的秒数


//蜂鸣器
void di(uchar s) { 
   
    beep = 0;
    delay1ms(s);
    beep = 1;
}

//按键音
void key() { 
   
    di(100);
}

//报警音
void warn() { 
   
    di(5000);
}

//点亮LED
void lightLED(uchar c) { 
   
    if (c == 'r') { 
     // 红灯亮
        led0 = 1;
        led1 = 1;
        led2 = 0;
    } else if (c == 'g') { 
     // 绿灯亮
        led0 = 0;
        led1 = 1;
        led2 = 1;
    } else if (c == 'y') { 
     // 黄灯亮
        led0 = 1;
        led1 = 0;
        led2 = 1;
    } else { 
   
        led0 = 1;
        led1 = 1;
        led2 = 1;
    }
}

//液晶显示
void showLCD(char *_msg, uint _tm) { 
   
    uchar tm[16] = { 
   0};
    uint min = _tm / 60;
    uint sec = _tm % 60;

    write_com(0x80);
    write_str(_msg);

    write_com(0x80 + 0x40);
    sprintf(tm, "time %02d:%02d", min, sec);
    write_str(tm);
}

//处理红外漫反射传感器信号
void processPIR() { 
   
    // 人在座位上
    if (pir == 0) { 
   
        // led显示working和倒计时
        if (work_time > 0) { 
   
            showLCD("working ... ", work_time);
            // 绿灯亮
            lightLED('g');
            work_time--;
        } else { 
   
            work_time = 0;
            showLCD("go go go !!! ", work_time);
            // 红灯亮
            lightLED('r');
            warn();
        }
    } else if (pir == 1) { 
   
        // led显示leaving和25:00
        work_time = WORK_MAX_TIME;
        showLCD("leaving ... ", work_time);
        // 黄灯亮
        lightLED('y');
    }
}

void main() { 
   
    EA = 1;   //全局中断开关
    IT0 = 1;  //跳变沿触发方式
    EX0 = 1;  //开启外部中断0

    led0 = 0;
    led1 = 0;
    led2 = 0;

    init_1602();
    delay1ms(1000);

    while (1) { 
   
        processPIR();
        delay1ms(1000);
    }
}

//外部中断0函数
void int0(void) interrupt 0 { 
   
    EX0 = 0;  //关外部中断0

    // 重置命令
    if (reset == 0) { 
   
        delay1ms(5);
        if (reset == 0) { 
   
            while (!reset)
                ;
            key();
            // 复位重新计时
            work_time = WORK_MAX_TIME;
        }
    }

    EX0 = 1;  //开启外部中断0
}

LCD1602部分
lcd1602.h

#ifndef _LCD1602_H_
#define _LCD1602_H_

#include <reg52.h>

typedef unsigned char uchar;
typedef unsigned int uint;


//延时程序
void delay1ms(uint z);

//写命令操作
void write_com(uchar com);

//写数据操作
void write_data(uchar date);

//写字符串
void write_str(uchar *str);

//液晶初始化
void init_1602();

#endif //_LCD1602_H_

lcd1602.c

#include "lcd1602.h"

sbit lcden = P3 ^ 7;  //液晶使能端
sbit lcdrs = P3 ^ 4;  //液晶数据命令选择端
sbit lcdrw = P3 ^ 6;  //读写选择端


//延时程序
void delay1ms(uint z) { 
   
	uint x, y;
	for (x = z; x > 0; x--)
		for (y = 114; y > 0; y--)
			;
}

//写命令操作
void write_com(uchar com) { 
   
	lcdrs = 0;
	P0 = com;
	delay1ms(5);
	lcden = 1;
	delay1ms(5);
	lcden = 0;
}

//写数据操作
void write_data(uchar date) { 
   
	lcdrs = 1;
	P0 = date;
	delay1ms(5);
	lcden = 1;
	delay1ms(5);
	lcden = 0;
}

//写字符串
void write_str(uchar *str) { 
   
	while (*str != '\0')  //字符串未结束
	{ 
   
		write_data(*str++);
		delay1ms(1);
	}
}

//液晶初始化
void init_1602() { 
   
	uchar table[16] = { 
   0};
	uchar table1[16] = { 
   0};
	lcdrw = 0;
	lcden = 0;
	write_com(0x38);  //设置16x2显示，5x7点阵，八位数据接口
	write_com(0x0c);  //设置开显示，不显示光标
	write_com(0x06);  //写一个字符后地址指针加1
	write_com(0x01);  //显示清0，数据指针清0
}