单片机的声光控延时开关的设计
单片机的声光控延时开关的设计[20200131185436]
【摘要】
本文介绍了针对目前的情况而设计的。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，能自动控制白天开关、晚上亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等优点。白天利用光照强度来控制使整个电路处于闭合状态；晚上利用人的脚步声或其他的声音来控制使电路处于工作状态并延时一段时间会自动熄灭，起到节能的功效。可用于工厂、办公楼、电梯、厕所、楼梯等公共场所照明灯的自动管理。其具有很强的适用性。主要由STC89C51单片机±15V和5V的电压源电路、声音的接收放大控制电路、光信号的接收放大控制电路以及灯电路组成。
本文对控制系统的组成、硬件和软件的设计、延时程序、工作原理进行了阐述
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】AT89C51单片机；声音控制；光控制；自动开关
引 言 1
一、总体设计方案 1
二、主要选用芯片介 2
（一）、AT89C51 2
(二)、光敏电阻的结构 4
三、系统各模块电路设计 5
（一）、直流稳压电源模块电路 5
（二）、声音控制电路 6
（三）、光控电路 7
（四）、灯电路 7
（五）、单片机控制电路 8
四、系统软件实现 9
(一) 程序设计步骤 9
(二）软件总体设计规划 9
五、系统的调试与测试 11
六、结束语 11
七、谢辞 12
参考文献 12
附录 13
附录1:主要程序清单 13
附录2：原理图 15
附件3：PCB图 15
引 言
随着科学技术的发展,人类进步的神速,人们的需求观念也发生了变化,现在的技术需求已经不是人们所想要的这样,他们想以更简单的方式来生存,以前的照明用闸刀开关来控制它的工作状态,目前已经不适应了。白天利用光强度来控制电路使它处于闭合状态。人们常用的是利用集成芯片来设计。现在声光控延时开关的品种繁多，设计也各有不同，对电路进行改革并加大它的控制因素，做到更加精准的来控制整个电路，这次的论文设计是利用我们所学的知识和拥有的元器件来设计的，它由稳压电源电路、声光信号的收集电路、控制电路、被控制电路等模块构成，所用的主要芯片是STC89C51。比如延时电路用STC89C51单片机来控制时间，从而控制开关电路的熄灭，处于一种储能的形式，达到节能的目的，来提高声光控延时开关的价值
一、总体设计方案
本设计在白天光照较强时，在此时送给单片机两端口的是高、低电平；通过程序此时单片机输出低电平；无驱动电源灯泡不亮；当有声音信号时，声控电路检测到微弱的信号，转化为电信号由放大电路输出低电平；两端信号同时送到单片机的输入端口通过对单片机编程，当两端口检测到这样的信号时，使单片机的输出端口输出高电平，从而给灯控电路提供触发信号，点亮灯泡。整个系统硬件设计包括电源电路、声音的接收放大控制电路、光信号的接收放大控制电路、单片机控制电路、灯电路组成，系统框图如图1所示。
图1系统的总体框图
1、直流稳压电源电路
整个系统采用稳定的5V直流电源，保证整个电路能正常的工作，达到它的供电要求。
2、声控电路
在白天时，由于光强度来控制电路的工作，处于开通状态；在晚上时，光敏电阻因无光照射而使内阻变大，三极管处于截止状态。如无声音，则电路扔同白天一样；当有声响时（如人的脚步声），话筒接受声响信号并将其转化为电信号。
3、光控电路
电路中晶闸管的通断，取决于控制信号的有无。有光时，第一级三极管的放大电路处于截止状态；无光时，第一级三极管的放大电路处于放大或临界截止状态。光敏电阻的阻值会随着光强度的变化而变化。光敏电阻在光亮的环境下电阻阻值很小，相当于短路，在黑暗的环境下电阻阻值很大，相当于开路，因此在光亮时阻值声音信号继续往后传输。
4、单片机控制电路
采取51单片机接收并输出的数据信息，进行数据处理后，输出到执行机构进行相应的控制动作。
5、灯电路
灯电路在触发信号被放大并送给可控硅并触发交流通路，灯泡会亮，可控硅可用于开关方面，可使器件从关闭或是阻断的状态转化为开启或导通的状态 。
二、主要选用芯片介
（一）、AT89C51
MCS-51系列单片机都采用40个引脚的双列直插封装模式，它是在一块CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O线等一台计算机的基本功能部件，MCS-51单片机与前一代产品MCS-38单片机相比，其结构更先进、功能更强，在MCS-48的基础上增加了更多的电路单元指令，指令达111条引脚如图9所示，包括2个电源引脚、2个时钟引脚、4个控制引脚、32个I/O接口。
·一个8位的CPU。
·一个片内振荡器及时钟电路
·4KBROM程序存储器。
·256RAM数据存储器。
·一个可编程全双工串行口。
·具有5个中断源、两个优先级嵌套中断结构。
·两个16位的定时器/寄存器。
·可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路。
·32条可编程的I/O线（4个8位的并行I/O端口）
1．主要性能参数
·与MCS-51产品指令系统完全兼容
·4K字节在系统编程，（ISP）FLASH闪速存储器
·4.0-5.5V的工作电压范围
·1000次檫写周期
·三级程序加密
·全静态工作模式：0Hz-33MHz
·32个可编程I/O口线
·128x8字节内部RAM
·底功能空闲摸唤醒系统
·6个中断源
·看门狗
·全双工串行UART
·掉电标识和快速编程特性
·灵活的在系统编程
·如图2所示
2.STC89C51功能特性的描述：
STC89C51提供以下几种功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线、运算器、控制器、串行口、定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件，其中ＳＰ是锥栈指针寄存器，ＰＣ是程序计数器，ＰＳＷ是程序状态字寄存器，ＤＰＴＲ是数据指针寄存器。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，定时器/计数器。穿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所有部件工作直到下一次的复位。
·Ｖｃｃ：接＋５Ｖ的电源正极
·Ｖｓｓ：接地端
?/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
?/EA/VPP：当/EA保持低电平时，CPU就会只执行片外ROM指令。则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，ＣＰＵ执行片内ＲＯＭ指令，当PC值通过0FFH时，就会将自动去执行片外ROM指令；此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。外部程序存储器地址允许输入端/编程电压输入端.
?XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。是外接晶体的一个引脚。当外部振荡器时，此引脚就会自然接地。
?XTAL2：来自反向振荡器的输出。是外接晶体的另一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚就会自然接外部振荡源。
·P0口（P0.0-P0.7）:P0.7是最高位，P0.0是最低位，其具有两种功能
? 通用I/O接口：无片外存储器时，P0口可用作通用I/O接口使用。
【摘要】
本文介绍了针对目前的情况而设计的。用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，能自动控制白天开关、晚上亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等优点。白天利用光照强度来控制使整个电路处于闭合状态；晚上利用人的脚步声或其他的声音来控制使电路处于工作状态并延时一段时间会自动熄灭，起到节能的功效。可用于工厂、办公楼、电梯、厕所、楼梯等公共场所照明灯的自动管理。其具有很强的适用性。主要由STC89C51单片机±15V和5V的电压源电路、声音的接收放大控制电路、光信号的接收放大控制电路以及灯电路组成。
本文对控制系统的组成、硬件和软件的设计、延时程序、工作原理进行了阐述
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】AT89C51单片机；声音控制；光控制；自动开关
引 言 1
一、总体设计方案 1
二、主要选用芯片介 2
（一）、AT89C51 2
(二)、光敏电阻的结构 4
三、系统各模块电路设计 5
（一）、直流稳压电源模块电路 5
（二）、声音控制电路 6
（三）、光控电路 7
（四）、灯电路 7
（五）、单片机控制电路 8
四、系统软件实现 9
(一) 程序设计步骤 9
(二）软件总体设计规划 9
五、系统的调试与测试 11
六、结束语 11
七、谢辞 12
参考文献 12
附录 13
附录1:主要程序清单 13
附录2：原理图 15
附件3：PCB图 15
引 言
随着科学技术的发展,人类进步的神速,人们的需求观念也发生了变化,现在的技术需求已经不是人们所想要的这样,他们想以更简单的方式来生存,以前的照明用闸刀开关来控制它的工作状态,目前已经不适应了。白天利用光强度来控制电路使它处于闭合状态。人们常用的是利用集成芯片来设计。现在声光控延时开关的品种繁多，设计也各有不同，对电路进行改革并加大它的控制因素，做到更加精准的来控制整个电路，这次的论文设计是利用我们所学的知识和拥有的元器件来设计的，它由稳压电源电路、声光信号的收集电路、控制电路、被控制电路等模块构成，所用的主要芯片是STC89C51。比如延时电路用STC89C51单片机来控制时间，从而控制开关电路的熄灭，处于一种储能的形式，达到节能的目的，来提高声光控延时开关的价值
一、总体设计方案
本设计在白天光照较强时，在此时送给单片机两端口的是高、低电平；通过程序此时单片机输出低电平；无驱动电源灯泡不亮；当有声音信号时，声控电路检测到微弱的信号，转化为电信号由放大电路输出低电平；两端信号同时送到单片机的输入端口通过对单片机编程，当两端口检测到这样的信号时，使单片机的输出端口输出高电平，从而给灯控电路提供触发信号，点亮灯泡。整个系统硬件设计包括电源电路、声音的接收放大控制电路、光信号的接收放大控制电路、单片机控制电路、灯电路组成，系统框图如图1所示。
图1系统的总体框图
1、直流稳压电源电路
整个系统采用稳定的5V直流电源，保证整个电路能正常的工作，达到它的供电要求。
2、声控电路
在白天时，由于光强度来控制电路的工作，处于开通状态；在晚上时，光敏电阻因无光照射而使内阻变大，三极管处于截止状态。如无声音，则电路扔同白天一样；当有声响时（如人的脚步声），话筒接受声响信号并将其转化为电信号。
3、光控电路
电路中晶闸管的通断，取决于控制信号的有无。有光时，第一级三极管的放大电路处于截止状态；无光时，第一级三极管的放大电路处于放大或临界截止状态。光敏电阻的阻值会随着光强度的变化而变化。光敏电阻在光亮的环境下电阻阻值很小，相当于短路，在黑暗的环境下电阻阻值很大，相当于开路，因此在光亮时阻值声音信号继续往后传输。
4、单片机控制电路
采取51单片机接收并输出的数据信息，进行数据处理后，输出到执行机构进行相应的控制动作。
5、灯电路
灯电路在触发信号被放大并送给可控硅并触发交流通路，灯泡会亮，可控硅可用于开关方面，可使器件从关闭或是阻断的状态转化为开启或导通的状态 。
二、主要选用芯片介
（一）、AT89C51
MCS-51系列单片机都采用40个引脚的双列直插封装模式，它是在一块CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多种功能的I/O线等一台计算机的基本功能部件，MCS-51单片机与前一代产品MCS-38单片机相比，其结构更先进、功能更强，在MCS-48的基础上增加了更多的电路单元指令，指令达111条引脚如图9所示，包括2个电源引脚、2个时钟引脚、4个控制引脚、32个I/O接口。
·一个8位的CPU。
·一个片内振荡器及时钟电路
·4KBROM程序存储器。
·256RAM数据存储器。
·一个可编程全双工串行口。
·具有5个中断源、两个优先级嵌套中断结构。
·两个16位的定时器/寄存器。
·可寻址64KB外部数据存储器和64KB外部程序存储器空间的控制电路。
·32条可编程的I/O线（4个8位的并行I/O端口）
1．主要性能参数
·与MCS-51产品指令系统完全兼容
·4K字节在系统编程，（ISP）FLASH闪速存储器
·4.0-5.5V的工作电压范围
·1000次檫写周期
·三级程序加密
·全静态工作模式：0Hz-33MHz
·32个可编程I/O口线
·128x8字节内部RAM
·底功能空闲摸唤醒系统
·6个中断源
·看门狗
·全双工串行UART
·掉电标识和快速编程特性
·灵活的在系统编程
·如图2所示
2.STC89C51功能特性的描述：
STC89C51提供以下几种功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线、运算器、控制器、串行口、定时器/计数器、中断系统、振荡器等功能部件，其中ＳＰ是锥栈指针寄存器，ＰＣ是程序计数器，ＰＳＷ是程序状态字寄存器，ＤＰＴＲ是数据指针寄存器。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，定时器/计数器。穿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所有部件工作直到下一次的复位。
·Ｖｃｃ：接＋５Ｖ的电源正极
·Ｖｓｓ：接地端
?/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
?/EA/VPP：当/EA保持低电平时，CPU就会只执行片外ROM指令。则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，ＣＰＵ执行片内ＲＯＭ指令，当PC值通过0FFH时，就会将自动去执行片外ROM指令；此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。外部程序存储器地址允许输入端/编程电压输入端.
?XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。是外接晶体的一个引脚。当外部振荡器时，此引脚就会自然接地。
?XTAL2：来自反向振荡器的输出。是外接晶体的另一个引脚。当采用外部振荡器时，此引脚就会自然接外部振荡源。
·P0口（P0.0-P0.7）:P0.7是最高位，P0.0是最低位，其具有两种功能
? 通用I/O接口：无片外存储器时，P0口可用作通用I/O接口使用。
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