單片機開發(fā)
單片機聲光控燈系統(tǒng)
基于單片機的聲光控燈系統(tǒng)設計
社會快速發(fā)展的同時技術也緊跟其后，很多公共場所在照明方面做出了很多措施，這也將是目前的一個發(fā)展趨勢，現實生活中有了聲音和光控制開光外，利用微波感應和人體紅外感應開關也有。但是，微波感應不夠穩(wěn)定抗干擾方面不夠理想，紅外感應雖然它在性能方面是比微波感應上理想，但由于它的安裝是比較復雜的，賣的的價格也偏貴，紅外感應適用的范圍有限，只能用在一些管理的比較完善的地方，比如：賓館、飯店、樓道和一些固定走廊。雖然這些地方可以使用紅外感應來控制照明，從另外方面考慮到價格問題，還有安裝管理方面不利因素。
電路設計中避免了以上不穩(wěn)定、性能、價格還有安裝的局限性問題。能夠滿足大多數的環(huán)境，可以有限的節(jié)約能源。系統(tǒng)工作是按設定好的先后順序執(zhí)行的如圖1所示。
一、聲光控燈系統(tǒng)硬件電路設計
課程設計電路由51單片機、LM393電壓比較器電路、駐極體話筒控制電路、光敏電阻控制電路、繼電器控制電路、數碼管倒計時，按鍵切換顯示部分組成。
1.1單片機及顯示部分
電路組成由單片機、三極管、兩位共陽數碼管組成。時間倒計時數碼管顯示電路如圖2所示；當程序進入初始化時數碼管顯示十秒，夜晚且有聲音時，繼電器吸合的同時數碼管開始倒計時。單片機的引腳輸出高低電平改變三極管的基極電壓，讓Q2、Q3截止或者導通，從而改變數碼管的位顯示。單片機的P0口輸出高低電平改變a、b、c、d、e、f的值，利用人的視覺效應，顯示不同的數字兩位數碼管是共陽極數碼管，段選接在P0口，通過改變P0口引腳的高低電平，來顯示數字，而P2.3引腳用來控制個位數碼管的亮滅，P2.7用來控制十位數碼管的亮滅，與一定的時間間隔掃描，拉高或者拉低P0口、P2.3、P2.7的引腳將顯示不同位數碼管亮滅的變化。單片機的驅動電流有限，不能同時驅動數碼管亮，所以增加兩個PNP型三極管Q2、Q3來驅動數碼管顯示。
按鍵S2按下數碼管暫停顯示同時燈常亮，再次按下數碼管繼續(xù)倒計時。
1.2聲光部分
圖3所示是聲音和光的控制電路。通過改變光敏電阻RRR的阻值，來改變同向輸入端INA+的電壓，同時與反向輸入端INA-的電壓作比較，光敏電阻RRR的阻值是受外界光線的強弱而變化，外界光線較強時RRR的阻值只有幾百歐，外界光線較弱時RRR的阻值有幾十兆歐。光敏電阻RRR與R5電阻串聯(lián)在電路中，RRR電阻的變化引起INA+腳電壓的變化。INA+引腳電壓低于INA-引腳電壓OUTA輸出低電平，此時是晚上光敏電阻工作。INA-引腳電壓可以通過滑動變阻器R4調節(jié)。
駐極體話筒MK1將聲音轉換成微弱的電壓信號。當有聲音時話筒感應到聲音，產生交流信號，然后交流信號將C4的兩端電壓產生壓降，迫使C4充電此時三極管基極有電壓，滿足三極管的導通條件，此時集電極引腳變?yōu)槌龈唠娖?。INB-的電壓與INB+的電壓比較后OUTB輸出低電平，三極管導通時間取決于電容C4的容量。
1.3繼電器部分
單片機的引腳P3.7接在三極管Q1的基極，三極管用來接通和斷開繼電器，這樣就變成了繼電器驅動電路如圖4所示：三極管Q1的基極接到單片機的P3.7口，單片機的I/O口輸出電流大概20mA這樣，所以不能直接用來帶動負載。Q1用來放大電流，放大的電流是九十倍，繼電器額定電流是40mA,Q1基極電流經過放大足以驅動繼電器工作。P3.7口輸出高電平時Q1三極管截止，P3.7口輸出低電平時Q1三極管導通，繼電器得電，繼電器吸合常開觸電閉合接通負載燈亮。
LED用來顯示繼電器的吸合斷開狀態(tài)，當繼電器吸合時LED燈亮，繼電器斷開時LED燈滅。
二、聲光控燈系統(tǒng)的安裝
首先畫好原理圖檢查，編好程序畫好仿真電路并調試，軟件方面能實現，再次準備好焊接所需要的材料，以及各種工具器，先測試各個器件好壞，并且能正確區(qū)分各個器件正負極，以及怎么使用，焊接要注意什么，焊的過程先后順序，焊完一部分調試一部分，焊完一部分檢查一部分，懂得修改程序有問題能解決。
三、聲光控燈系統(tǒng)全面檢查
焊接電路前要對各元件單獨進行測量，看有沒有壞的元件，弄清楚各元件的正負極以及它的作用，在焊接時的先后順序。有些元件有插座的先焊接插座，焊接完插座把元件插在插座里面。焊接電解電容、數碼管和LED燈時，烙鐵溫度不要太高，焊接時間不要太久，以免燒壞元件。
電路焊接完成，要對各個引腳進行檢查，看看各個引腳有沒有虛焊、漏焊，用萬用表檢查各個元件的正負極是否連在一起。各個引腳有沒有短接的，有些引腳本來要連接在一起的有沒有漏焊或者焊錯。特別是單片機的引腳靠的太近，要用萬用表檢查相鄰引腳是否有短路。檢查各個引腳的接法是否正確，有沒有把引腳的各個功能給焊錯。檢查完基本的測量先不要急著上電，把元件插到插座里面，再用萬用表測量各個引腳看看有沒有短路、斷路、虛焊。最后一定要測量一次電路的正負極，看看有沒有短路。
結論
本課程就是針對節(jié)能方面而設計的，利用單片機、聲音、光的結合，實現照明。本論文的研究適合用在家庭、辦公司、走廊、樓房、一些公共場合可當作路燈用。其工作原理利用人走路發(fā)出的聲音被電路檢測到，以此同時確定是晚上燈就會亮，當人離開后燈延時一下才熄滅。白天即使有人經過燈也不亮，電路本身功耗也低采用五伏電源供電，再加上電路本身自身的特點，此電路有節(jié)能的作用。該設計使用范圍廣而且穩(wěn)定可靠，值得應用到生活中。
本課程設計聲音和光敏電路可以調節(jié)其靈敏度，增加了按鍵可以讓燈常亮，還增加了燈亮顯示時間，提高了其實用性。當有人連續(xù)經過時，會重新更新以最后一個人為倒計時，這樣設計比較符合實際情況。
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