写在前面：本文章用来记录自己设计制作家用厕位感应器的经过，中篇主要是项目实践部分。

我在做项目时，一般都按照先硬件后软件、先电源后局部的逻辑去设计。

硬件部分：

首先是电源部分，先分析下总电源和各个电路部分所需的电源：

室内室外系统，各自由一个交流220v转直流5v的手机充电器提供总电源。单片机和2.4G模块都需要使用3.3v的直流电，由于功耗不是太大，使用单片机最小系统开发板上的LDO线性稳压器来供电即可。另外就是室内红外检测电路使用直流5V进行供电，室外LED指示灯使用直流5V进行供电，因为这两个部分的功耗相对来说较大，避免LDO驱动能力不足，故都直接采用5v系统。

有了稳定的电源系统做基础，接下来就要设计各个部分电路了。

室内外进行通信都要使用到的2.4G模块，我使用的是成都泽耀nRF24L01P的无线模块的样品，它的使用手册上给出了电路推荐图：

除了电源和地之外，其他的引脚都直接接到STC8的io引脚上，由于mcu系统和无线模块系统都是3.3v，不需要再进行电平匹配，直接连接即可。具体某个引脚管什么用，可以参考手册进行研究，如果没有时间，直接使用官方例程，定义对应引脚即可上手操作。

接下来再分析室内检测使用红外检测人体的部分，这个部分是系统的关键，它是一切有效信号的来源。简单来讲，这部分电路就是使用了一个红外发射管和一个红外接收管，由单片机控制发射管周期性发出调制信号，使用调制红外信号的好处是通信距离远。若有人体等障碍物，调制红外信号就会被反射回来，被红外接收管接收到，发出有人的信号给单片机。若前方没有人，则调制红外信号被反射回来的光很少很弱，红外接收管几乎接收不到，发出无人的信号给单片机。除此之外，我在一些公厕发现，人家用的小便感应器，中间会有个红色的指示灯在闪动，不太清楚人家为啥都加个红色的指示灯，我为了便于查看红外发射管的工作频率和工作状态，故选择往红外发射管回路上并联一个红色的LED灯珠，这样当红灯闪时，就证明红外发射管在发射红外光。

红外发射电路比较简单，通过一个9013三极管控制红外和led工作，由单片机发出pwm信号去控制三极管的基极。红外发射管我用的型号是IR204C-A，最大工作电流100mA。其中R1的阻值可以做适当的调整，要是红外发射距离短，就把阻值调小点，把红外的功耗提上去就行。

红外接收电路，我用的是IRM-3638T接收头，这个是一个38KHZ解调的红外接收头，其中2脚为地，3脚是电源，不知道为啥它手册上有个R4电阻，大家有没有知道它的作用，为啥不直接接上电源？下面是一个电容，提高稳定性。1脚是信号输出，它输出的5V或0v的高低电平，但是单片机的IO是3.3v的电平，故采用一个上拉电阻和二极管进行电平匹配。

室内就这样了，接下来讨论室外的LED指示电路。

一个LED亮度不够，我采用5个LED并联的方式，使用一个三极管进行控制，单片机控制基极，控制是否点亮LED。其中红LED表示有人，绿LED表示无人，由两个IO分别控制。

接下来就是单片机最小系统板了。由一个LDO稳压电路，一个工作指示灯电路和单片机最小系统组成。其他的引脚对应选用io，引脚足够。

硬件部分做好后，就开始上软件代码了。

软件部分：

首先是单片机的底层驱动部分，我是用的stc官方给的lib库，格式有点像ST的风格，再结合上例程部分，上手很快。主要使用到的也就是GPIO的驱动功能，来控制io和检测输入io的信号电平。另外，还使用了定时器部分，主要是用来实现PWM输出功能。

2.4g无线模块通信部分，我是直接使用的芯片提供的51单片机例程，搬过来把io定义下，它内部我简单看了下，就是一个模拟spi通信的功能。平时芯片是接收模式，需要发送数据时，切换为发送模式，调用发送函数即可，发送完立即切换为接收模式。接收到数据帧后，进行数据的判断，确认信号是否有效，以及是否需要做出应答。

PWM输出是通过定时器，输出占空比为50%、频率为38khZ的波形。我在网上查到，这个占空比好像越小越好，越小的话，红外发射管工作的时间短，这样功率可以达到最大值，这点解释我没看明白，大家有没有懂得？我没搞懂，就按照50%的占空比做的，实际效果理想，也就没有再深究。

这个pwm我做的是开400ms，然后关100ms，这样通过红led可以发现是一闪一闪的，也就是周期性的工作。然后另一个定时器，1s去查询下输入io，有没有检测到反射的红外信号，若连续5次都检测到，则认为有人，否则认为没人。当状态发生改变后，去通过无线发出信号，告诉室外的系统。室外的系统收到信号后，进行指示灯的切换。

软件控制逻辑不复杂，在此不再展开详细讨论，若由需要，联系我可以提供源码进行讨论。

接下来就是焊板，优化程序，然后安装测试了。

效果展示部分：

整体安装效果：