基于单片机的声光控制开关设计1.doc
《基于单片机的声光控制开关设计1.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机的声光控制开关设计1.doc(22页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、基于单片机的声光控制开关设计摘 要 随着社会的进步,人们对开关这一类电子器件有的近一步的理解。利用声音和光线的强弱来控制开关的断开或者闭合的电子产品来能够有效的降低能耗。本文阐述了简单的声光控制的照明灯的电路设计。本毕业设计通过光敏电阻对光照强度进行检测,当白天光线强时,不管有多大的声音,照明灯都不会点亮。而在夜晚光线暗时,声音检测电路只要检测到有足够的声响时,就会自动点亮照明灯,数5秒后又自动熄灭。该设计主要由STC89C51单片机、声音的接收放大控制电路、光信号的接收放大控制电路组成。测试结果证明该系统性能稳定、操作方便,具有较高的实用价值。本文对控制系统的组成、硬件和软件的设计、工作原理
2、进行了详细的论述。关键词 单片机,声控,光控 Sound and light control switch design based on single chip microcomputerAbstract With the progress of the society, people to switch some further understanding of this kind of electronic device. Using the strength of the sound and light control switch opening or closing of the
3、electronic products to effectively reduce energy consumption. This paper expounds the simple light control circuit design of the floodlight. This graduation design through the photoconductive resistance to test the light intensity, when light intensity during the day, no matter how the voice of the
4、lamp will not light up. And when the light is dark at night, sound detection circuit as long as have enough noise is detected, will light up automatically, for 5 seconds and then automatically go out. This design is mainly composed of STC89C51 microcontroller, + 15 v and 5 v voltage source circuit,
5、sound amplification control circuit, optical signal receiver amplifier control circuit and the relay drive circuit. Test results show that the system has stable performance, easy to operate, has high practical value.In this paper, the composition of control system, the hardware and software design a
6、nd working principle were described in detail.Keyword Microcontroller, Acoustic, Optical22目 录1 绪论51.1 课题背景和研究意义51.2 声光控开关发展前景51.3 国内外概况62 系统硬件设计62.1单片机的控制部分62.1.1芯片STC89C51的介绍72.1.2引脚排列及功能82.2.2参数计算112.3声音信号控制部分112.3.1驻极体话筒的介绍112.3.2声控电路122.3.3参数计算132.4光信号控制部分132.4.1 光敏电路的介绍132.4.2 光控电路142.4.3 参数计算1
7、42.5硬件仿真153 系统软件设计173.1程序设计步骤173.2软件开发环境183.3软件程序设计和流程图184 系统设计仿真分析195 结论21参考文献22致谢231 绪论1.1 课题背景和研究意义 单片机的发展推动的社会新技术的改革,单片机的应用已渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品等各个行业。它带来的方便也是不可否定的并且带动了数字电路技术的进一步发展,这种条件下声光双控灯应运而生,它既满足了人们对单片机及数字电路技术研究的的需求,也符合了照明灯在人类生活环境中扮演重要角色的条件。本文研究的声光控电路具有接线简单、安装方便、使用寿命长、体积小等优点,减缓的能源危机,实现的全球的可
8、持续发展。通过这次的课题研究希望使自己在理清它的发展脉络上进一步了解它的发明原理,以及锻炼我们的思维活动是一个很大的帮助。同时,通过这次的研究希望提高自己对社会普通科学知识的了解;增强自身的只是见解和设计论文的方法。用声光控制开关代替一般的开关,只有在天黑以后,并且有声音时才能使继电器导通,使得电路导通,否则延迟一段时间继电器就会自动断开,而白天开关总是断开的。因此节电效率很高,达到80,全自动智能控制,接线简单,安装方便,是公共场所照明开关的理想选择。1.2 声光控开关发展前景 随着科学技术日益迅速的发展和现代工业技术的需要,自动智能控制已经深入到生活的各个方面,声光控智能开关也不断地改进和
9、提高。它具有控制效果好,经济效益高,方便使用等许多优点。声光控智能开关与传统的手动照明灯相比,也具有节约能源,控制准确等优势。公共场所照明控制手段也将逐步更新,除现在已有的声光控开关外,还有微波感应开关和热释远红外感应开关目前,微波感应开关的抗干扰性能尚不理想,红外感应开关在性能上较为理想,但安装复杂,比较娇气,价格也偏高,比较适合在一些管理完善的场所如宾馆、大饭店楼道及居家庭走廊应用,在普通住宅楼、办公楼道等场所的照明控制考虑到价格、管理及安装方便等因素,根据我国国情,可以预计在相当一段时期内,声光双控开关将是首选的主流产品,但在家庭走廊、宾馆等场所,声光控延时开关并不是很适用。根据有关调查
10、报告:声光控延时开关在出租应用最为广泛,尤其在中小城市。对其进行研究和设计,可使我们更加熟练掌握单片机编程的使用,有利于将所学的专业知识更好地应用于实践中。1.3 国内外概况 声光控制开关节能控制电路是在90年代逐渐出现在人们日常生活中,最先的声光技术应用是在国防科技上,后来根据人们生活水平的提高,逐步用于民用科技上。在科技发达的今天,无论是在人们的日常生活中,还是在工农业生产,科学研究和国防建设中,都广泛的使用者种类繁多的电路。由于近年来我国照明业迅速的发展,中国在国际电光源市场占据的很重要的地位,在地球资源日益衰竭的如今,环保、节能是当今国家发展的重要产业,努力增加节能光源和各样功能照明器
11、开发,加快节能光源的推广具有十分重要的意义。从国际来看,我国已是照明业的生产大国。 2 系统硬件设计2.1单片机的控制部分本设计通过STC89C51单片机结合声音传感技术、光感技术、延时技术等来实现对照明设备的声光控制。STC89C51 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1 和XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体(或陶瓷谐振器)及电容Cl6、C17 接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容Cl6、C17 虽然没有十分严格的要求,但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振
12、荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性。如果使用石英晶体,我们推荐电容使用30pF10pF,而如使用陶瓷谐振器,建议选择40pF10pF。用户也可以采用外部时钟,这里我使用的是30pF电容,12MHz的晶体振荡器。当光线较亮时,采用光敏电阻把外界光亮程度转换成相应的电压值,然后通过电压比较后给单片机输入数字信号。在光线较暗时,负载电路进行声音检测。用声音传感器将声音信号转换成电信号,从而推动触发工作。当声强达到一定程度时使得灯泡自动点亮,经过内部设定的时间后,灯泡自动熄灭。在延时部分采用单片机内部定时器从而实现不同时间的定时,并根据场所及使用人群的不同通过设置单片机引脚的状态来设置不同的
13、延时时间值,并用LED动态显示方式显示倒计时等数据。单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭。其原理框如图1所示:控制电路声控电路复位电路STC89C51晶振电路延时电路光控电路图1、原理框图2.1.1芯片STC89C51的介绍本系统中选用MCS-51单片机,它是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O线等一台计算机所需要的基本功能部件。MCS-51单片机与其的前一代产品MCS-48单片机相比,结构更先进,功能更强,在MCS-48的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条。MCS-51系列单片机主要有8031、8051和8751类型产品,这里选用的
14、是与这三种系列类型的单片机功能都是差不多的STC89C51。STC89C51 提供以下标准功能:4K 字节Flash 闪速存储器,128字节内部RAM,32个I/O 口线,看门狗(WDT),两个数据指针,两个16 位定时计数器,一个5 向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,STC89C51可降至0Hz的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM 中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。主要性能参数:与MCS-51产品指令系统完全兼
15、容4k字节在系统编程(ISP)Flash闪速存储器1000次擦写周期4.05.5V的工作电压范围全静态工作模式:0Hz33MHz三级程序加密锁1288字节内部RAM32个可编程IO口线2个16位定时计数器6个中断源全双工串行UART通道低功耗空闲和掉电模式中断可从空闲模唤醒系统看门狗(WDT)及双数据指针掉电标识和快速编程特性灵活的在系统编程(ISP字节或页写模式)2.1.2引脚排列及功能.如图2所示 ,其引脚说明如下: 图2、 STC89C51的引脚排列1. VCC:运行和程序校验时接电源正端。 2. GND:接地。 3. P0口:P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口,也即地址数据总线复用
16、口。作为输出口用时,每位能驱动8个TTL逻辑门电路,对端口写“l”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻。在F1ash编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻。 4. P1口:Pl 是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,Pl的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路。对端口写“l”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。Flash编程和程序校验期
17、间,Pl接收低8位地址。5. P2口:P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时,口送出高8位地址数据。 6. P3 口:P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL逻辑门电路。对P3口写入“l”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。作输入端时,被
18、外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流(IIL)。P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,如表2.3-1所示。P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。7. RST:复位输入信号,高电平有效。在振荡器工作时,在RST上作用两个机器周期以上的高电平,将单片微机复位。WDT 溢出将使该引脚输出高电平,设置SFR AUXR的DISRT0 位(地址8EH)可打开或关闭该功能。DISRT0位缺省为RESET输出高电平打开状态。 8. ALE/PROG:在访问外部存储器或I/O时,用于锁存低8位地址,以实现低8位地址与数据的隔离。即使不访问外部存储器,ALE 仍
19、以时钟振荡频率的16 输出固定的正脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。对F1ash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG)。如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH 单元的D0位置位,可禁止ALE 操作。该位置位后,只有一条M0VX和M0VC指令ALE才会被激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE无效。9. /PSEN:片外程序存储器的读选通信号。在由外部程序存储器取指期间,在每个机器周期中,当PSEN低电平有效时,程序存储器的内容被送上P0口。10. /EA/VPP:片外程
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 声光 控制 开关 设计
链接地址:https://www.31ppt.com/p-4684315.html