课程设计声光控开关的设计

1、单片机课程设计任务书一、设计题目： 声光控开关的设计 二、设计要求：1、利用51系列单片机作为中央处理器；2、具有声控和光控功能，白天由声控电路起作用控制开关断开灯亮，晚上由声控电路起作用控制开关闭合灯亮；3、开关闭合后定时一定时间自动断开，灯灭。4、了解单片机的计数，定时功能。6、了解单片机原理及引脚功能。摘 要 本设计是通过驻极体话筒作为传感器来接受声音信号并将其转化为微弱电信号，然后通过放大电路和迟滞比较电路讲微弱信号转变成单片机能识别的翻转电平信号即方波信号，并送入单片机的p3.4口，单片机通过程序来判别信号变化来控制开关的闭合状态或者发光二极管的亮灭，同时光敏电阻受光强的影响阻值发生

2、改变，引起电压变化进而来控制单片机的中断程序，使得开关在白天和光照比较亮的时候都处于断开状态，达到声光双控开关的目的。 目 录一 、功能要求1二、系统硬件的功能介绍 2三、系统硬件电路设计3四、系统程序的设计4五、调试分析及仿真5六、心得体会.6七、参考文献 .7正 文一、功能要求1、利用51系列单片机作为中央处理器；2、具有声控和光控功能，白天由声控电路起作用控制开关断开灯不亮，晚上由声控电路起作用控制开关闭合灯亮；3、开关闭合后定时一定时间自动断开，灯灭；或者是发光二极管发光一段时间后熄灭。4、通过驻极体话筒和光敏电阻得到的电信号在进行测控电路进行整流、滤波、放大等功能时候必须保证给元器件

3、正常工作级电路的正确连接。5、通过单片机编程能实现改变灯亮时间的长短或者发光二极管的发光时间。二、系统硬件的功能介绍1、单片机的原理及各引脚功能介绍：vcc：供电电压。gnd：接地。p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。当p1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在fiash编程时，p0 口作为原码输入口，当fiash进行校验时，p0输出原码，此时p0外部必须被拉高。p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流。p1口管脚写入1后，被内部上拉为高

4、，可用作输入，p1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在flash编程和校验时，p1口作为第八位地址接收。 p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。p2口在flash编程和校验时接收高

5、八位地址信号和控制信号。p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。p3口作为at89c51的一些特殊功能口，管脚备选功能p3.0 rxd（串行输入口）p3.1 txd（串行输出口）p3.2 /int0（外部中断0）p3.3 /int1（外部中断1）p3.4 t0（记时器0外部输入p3.5 t1（记时器1外部输入）p3.6 /wr（外部数据存储器写选通）p3.7 /rd（外部数据存储器读选通）rst：复位输入。当振荡器复位

6、器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间。/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，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，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）。xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。xtal2：来自反向振荡器的输出。三、系统硬件电路设计系统

7、电路设计方框图如下电路总图如下声控电路部分电路图驻极体话筒将接收到的声音信号转换成微弱的电压信号，然后，微弱的电压信号经过两级放大器的放大，然后将放大后的信号电压通过迟滞比较器转变成单片机识别的高低电平信号,经过双向稳压管变成v的翻转电平信号，然后传给单片机的外部中断p3.5口。光敏传感器模电变换的电路图当光敏电阻受光照时，电阻减小，运放同向输入端为低电平端口1输出为低电平；当光照较弱时，电阻增加，运放同向输入端为高电平，端口1输出为高电平。光控电路的输出信号经过电压跟随器后，将比较微弱的电流信号放大到单片机能够识别的电流，然后由运放输出端将放大后的信号传给单片机的p1.6口。四、系统程序的设

8、计1、程序设计流程图如下2、单片机控制程序#include#define uint unsigned intsbit jd=p17;sbit gm=p16;sbit wb=p35;void delay(uint z);void main()/*tmod=0x50;th1=0xfe;tl1=0xff;/ea=1;/et1=1;ie=0x88;tf1=0;*/jd=1;gm=1;/tr1=1;while(1) if(gm=0) if(wb=0) jd=0; delay(10000);jd=1; /*void counter1( ) interrupt 2 using 1 tf1=0; jd=1;

9、delay(10); jd=0; th1=0xfe;tl1=0xff; tr1=1;/*if(gm=1) jd=1;*/void delay(uint z)uint x,y;for(x=100;x0;x-)for(y=z;y0;y-);五、调试仿真1、硬件调试 声控部分：经过两级放大的声音信号，开始是直接经过过零比较器转变为方波，但由于两级放大存在很大的噪声，导致输出端是一条直线，没有方波出现。后来在过零比较器的输出端加了一个电容，通过电容把噪声所产生的直流电压去掉，但不能被单片机所识别，因此又加上了电压跟随器，最终满足要求。但这样电路比较麻烦而且容易引入外场电容从而影响信号整流，最后将过零比

10、较器与电压跟随直接改为迟滞比较器即可实现功能。光控部分：由光敏电阻来感受光照强度，然后经过电压比较器输出高低电平信号并将信号送给单片机的p1.6口控制灯的亮灭是否受声音控制。发光二极管的驱动和控制，由pnp来控制发光二极管，pnp基极电平来自单片机的p1.7口输出信号，当为低电平是发光二极管发光并发光一段时间熄灭，为高电平时不发光。2、仿真图如下由p1.6口输入光控电路信号，若为低电平则灯亮灭受p3.5口所输入的电平来控制即有声音时候灯亮，且一段时间后熄灭，若无声音信号则灯不亮。六、心得体会 这次课程设计在考试后接踵而至，满以为刚刚学完单片机和测控电路等知识，在脑海中有比较清晰地思路，哪知在设

11、计电路和程序过程中出现了各种难度。首先对课程设计的认识不足，简简单单的以为就是见书本上学到的东西在软件硬件上面实现就可以了，第一次看到课程设计的题目时候就觉得我的课程设计挺简单的啊，不就是用传感器将模拟信号转换为电信号然后再加传感器输出的微弱信号进行整流变成单片机能够识别的信号，然后编一个程序实现功能就可以了！然我头脑简单的一位这就能实现我的课程设计，然而让我为难的就是我觉得简简单单的这些问题，平时一说好像都懂，可真正到了要分析各种因素的影响时候，却发现自己说不出什么来，尤其是在测控电路的设计中，各种参数的影响，以及元器件的选用上更是突显出自己在平时的学习中只是浮在水面上，仅仅了解到一点皮毛而

12、已，真要说各种电路的功用和元器件在各个位置上起什么作用时候自己却是一脸茫然。然后就是在用软件画电路图，方框图，还有软件程序设计时候，才发现自己不会的东西太多了 ，对软件的不熟悉就使得自己要比别人多花一倍的时间去实现课程设计的软件仿真功能，这也就大大阻碍了课程设计的进度和设计准确性！当然在发现这么多问题的同时自己也有一些优点直直的坚持下去，首先自己能在烦躁的时候迅速静下心来坚持思考和设计，我想这种持之以恒的态度十指关重要的，做任何事都必须的坚持到最后才会有可能成功。再就是在和同学请教和交流过程中自己的领悟力蛮快，虽然没学好，但是我自己可以迅速的去弥补，而且也能更加深切的掌握那些知识。通过这次课程设计我更加体会到了实事求是是检验真理的唯一标准！七、参考文献1 李朝青.单片机原理及接口技术 第3版 北京航空航天大学出版社2006122 于海生微型计算机控制技术m 清华大学出版社1999.63 孙涵芳mcs-51系列单片机原理及应用m 北京航空航天大学出版 社1996