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今天下午在实验室做成功了一个光敏电阻的实验，有程序的哦，这里使用第二个通道，测出光敏的值，控制、led或者蜂鸣器-This afternoon in the lab a photoresistor experiment, the program Oh, use the second channel, the measured value of photosensitive control, led or buzzer
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22-光敏电阻遮挡试验/adc0832
22-光敏电阻遮挡试验/adc0832.c
22-光敏电阻遮挡试验/adc0832.hex
22-光敏电阻遮挡试验/adc0832.LST
22-光敏电阻遮挡试验/adc0832.M51
22-光敏电阻遮挡试验/adc0832.OBJ
22-光敏电阻遮挡试验/adc0832.Opt
22-光敏电阻遮挡试验/adc0832.plg
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22-光敏电阻遮挡试验
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当曙光划破了黑暗当滴汗穿透土壤当天荒已消散当双眼明亮当远方的呼唤在心房激荡是信念创造力量是愿望绽放辉煌是倔强闪烁泪光是梦想让生命发亮(鸣唱)(鸣唱)远方追逐那一道光当霓光点缀了黑暗当声响穿透四方当烟雾已消散当歌声嘹亮当你们的呼唤在心里震撼是信念创造力量是愿望绽放辉煌是倔强闪烁泪光是梦想让生命发亮
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基于单片机的声光控制开关的设计1
西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――基于单片机的声光控制开关的设计摘 要在我们的生活中无时无刻在使用着灯，而在许多公共场所长明灯现象十分普遍，这造成了能源的极大浪费。因此要设计一种既 节约又很方便实用的照明灯。 本文阐述了简单的声光控制的照明灯的 电路设计。通过 AT89C51 单片机结合 LED 显示技术、声音检测技术、 光信号检测技术、 延时技术、 按键扫描等技术来实现对照明灯的控制。 首先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，过数十秒后又 自动熄灭。这样就使人们的生活更加方便，同时，也达到了节电和节 能的目的，延长了灯的使用寿命。 关键词 单片机，声控，光控，照明控制 ABSTRACT In our lives, no at all times when in use with the light, and the eternal fire is very common in many public places, which resulted in tremendous waste of energy. So I want to design a practical lighting is saving and very convenient. This article explains a simple sound and light control circuit design of lighting. By AT89C51 monolithic integration of LED display technology and sound detection technology, optical signal detection, delay, keypad scanning technology to control light control.1西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――First photosensitive resistor on measurement of light intensity, when the day when a strong light, no matter how much noise, lights are not lit. And when the night light, sound detection circuit for as long as enough when sound is detected, it will automatically point bright lights, automatically after few seconds off. This makes people's lives more convenient, meanwhile, reached a power-saving and energy-saving purposes, extend the life of the lamp. Key words ： Single-chip Microcomputer ， Acoustic control ，Light-operated ，Lighting control目录 1.绪论 .................................................. 12西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――1.1 课题研究的背景和意义........................... 1 1.2 国内外概况 .................................... 12.系统硬件设计 ......................................... 22.1 单片机控制部分 ................................... 22.1.1 芯片 AT89C51 的介绍 ............................ 3 2.1.2 外形及引脚排列 ................................ 32.2 单片机最小系统 ................................... 52.2.1 时钟电路...................................... 6 2.2.2 复位电路...................................... 62.3 光信号检测电路 ................................... 72.3.1 光敏电阻介绍.................................. 7 2.3.2 光控部分原理.................................. 82.4 声音信号检测电路 ................................. 92.4.1 驻极体话筒的介绍 ............................. 9 2.4.2 AD0832 的介绍................................. 9 2.4.3 声控部分原理 ................................ 102.5 延时时间显示电路 ................................ 112.5.1 数码管结构和分类 ............................. 11 2.5.2 数码管驱动方式 ............................... 12 2.5.3 定时/计数部分................................ 13 2.5.4 显示电路分析................................. 132.6 总原理图 ......................................... 163西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――3.系统软件设计 ........................................ 163.1 延时程序 ..................................... 17 3.2 按键扫描子程序 ............................... 18 3.3 LED 显示程序 ................................. 19 3.4 AD 转换程序 .................................. 20 3.5 总程序 ....................................... 234.调试与仿真 .......................................... 324.1 光信号检测 ................................... 33 4.2 声音信号检测 ................................. 34 4.3 硬件仿真图 ................................... 355.设计总结 ...................................... 36 致 谢 ....................................... 38参考文献 ........................................ 3741.绪论1.1 课题研究的背景和意义【10】现如今电子技术迅速发展，各先进国家无不将它放在优先发展 的地位。在我们的生活中许多公共场所的白炽灯，在夜间不论使用与 否都会点亮， 这就造成了资源的严重浪费， 同时又容易造成事故隐患。 因此用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变 得越来越重要。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。系统在光线不足并有一定的声响时，照明 灯就会自动点亮， 经过一段延时后会自动熄灭。 将其广泛应用于走廊、 楼道招待所等公共场所，会使人们的生活更加方便安全。 随着现代科学技术的迅速发展，各种采用传感器的电子电路控 制的新型灯具也不断推出。 声光控开关能较好的减缓世界能源危机到 来的步伐。有利于我国实现可持续发展，构建节约社会型。1.2 国内外概况【11】由于近年来我国的照明器材行业的迅速崛起， 中国已经成为电光 源产品的主要输出国之一。在地球资源日渐衰竭的今日，环保、节能 是当今各产业发展的重心，尤其是需要消耗大量电力的照明产业，努 力增加节能光源和不同花样、用途的照明器具的开发，加快绿色、节 能光源产品的开发推广。 根据国内外市场需求预测，随着人们生活水平的不断提高，对照1西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――明电器产品也提出了更高的要求。 进一步提高照明产品的质量和档次 进一步提高照明产品的质量和档次，这既是当前摆在我们面前的课 题，同时也是全行业共同努力的长期目标。 从国际市场分析，针对现在的情况我们与发达国家在照明电器 产品的质量、生产工艺、设备、材料以及新产品开发能力等方面均存 在着一定的差距。我国目前已成为世界照明电器产品生产的大国，未 来的目标是要成为生产强国。2.系统硬件设计2.1 单片机控制部分本设计通过 AT89C51 单片机结合 LED 显示技术、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。 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：2西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――图 1、原理框图2.1.1 芯片 AT89C51 的介绍 AT89C51【6】是一种带4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的低 电压、高性能 CMOS 8位微处理器。AT89C51单片机的可靠性高，体积 小，功耗低，便于扩展，价格便宜，易于产品化。 ◆该单片机中有一个8位的微处理器， 包括了运算器和控制器两 大部分，还增加了面向控制的处理功能。 ◆具有5个中断源、2级中断优先权。 ◆两个16位的定时器/计数器。 ◆128字节数据存储器 RAM/SFR，用以存放可以读/写的数据。 ◆4个8位并行 I/O 端口 P0～P3。 ◆片内振荡器和时钟产生电路。 ◆一个全双工的串行口，具有四种工作方式。 ◆有21个特殊功能寄存器。 2.1.2 外形及引脚排列 如图 2 所示 ，其引脚说明如下：3西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――图 2 AT89C51 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. XTAL1：输入到单片微机内部振荡器的反相放大器。 4. XTAL2：反相放大器的输出，输入到内部时钟发生器。 5. P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，（作为总线时）能 驱动 8 个 LSTTL 负载。 6. P1 口：P1 口是一个 8 位准双向 I/O 口，P1 口能驱动 4 个 LSTTL 负载。 7. P2 口： P2 口为一个 8 位准双向 I/O 口， P2 口可以驱动 4 个 LSTTL 负载。 8. P3 口：P3 口管脚是 8 位准双向 I/O 口，具有内部上拉电路。可以 驱动 8 个 LSTTL 负载。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： P3.0 RXD （ 串 行 输 入 口 ）4西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5TXD /INT0 /INT1（ （ （串 外 外行 部 部 0 1输 中 中出 断 断口 0 1） ） ）T0 （ 记 时 器 T1 （ 记 时 器外 部 输 入 ） 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） 9.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。 10.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。 11./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。 12./EA/VPP：片外程序存储器访问允许信号，低电平有效。2.2 单片机最小系统单片机最小应用系统【6】，是指用最少的原件组成的单片机可以 工作的系统。对于 51 系列单片机来说，最小系统应包括单片机、复 位电路、晶振电路。 最小系统电路图如 3 所示：5西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――图 3、单片机最小系统2.2.1 时钟电路 AT89C51 单片机的时钟产生方法有两种。内部时钟方式和外部 时钟方式。本设计采用内部时钟方式，利用芯片内部的振荡电路，在 XTAL1、XTAL2 引脚上外接定时元件，内部的振荡电路便产生自激振 荡。 内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频。系统对外接电容 的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、 振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此本系统的晶体 振荡器的值为 12MHZ，电容取 30pF。 2.2.2 复位电路 当操作或程序运行出错使系统处于死锁状态时，为了摆脱困境 可以通过复位键重新启动。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳 定后，如果 RST 引脚上有一个高电平并维持 2 个机器周期(24 个振荡6西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――周期)以上，则 CPU 就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方 式有：手动按钮复位和上电复位。 本设计使用的是按键手动复位。手动按钮复位需要人为在复位 输入端 RST 上加入高电平。一般采用的办法是在 RST 端和正电源 Vcc 之间接一个按钮。在按键复位的使用过程中，按键抖动现象是不容忽 视的，所以为了确保按键的一次闭合单片机只处理一次，就必须在设 计时考虑到抖动的消除。2.3 光信号检测电路2.3.1 光敏电阻介绍 光敏电阻是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的 强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。 本实验选用 MG45 型光敏电阻。 在黑暗条件下， 光敏电阻的可达 1~10M 欧,在强光条件（100LX）下，阻值仅有几百至数千欧姆。参数表 1 如 下所示：7西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――2.3.2 光控部分原理 声光控制电路在光照强时电路不工作，所以单片机首先对关照 进行检测，此处使用到光敏电阻、电压比较器、反相器等元件进行检 测。设计图如图 4 所示：图 4、光信号检测电路在图 2-3 中 LDR1 为光敏电阻，光敏电阻器实现的功能是：当 有光照时，光敏电阻的阻值下降，这时的阻值仅有几百至数千 欧姆，所以 LM393 反相输入端为高电平。当光线不足或没有光 线时，其阻值可以达到兆欧级以上，此时相当于电路处于断路 状态， 所以 LM393 反相输入端为低电平。 LM393、 LM339 是比较器,LM393是双通道的,LM339 是四通道的;LM386 是单通道音频功放,LM358 是双通道运算放大 器,LM324 是四通道运算放大器。 你可以在http://www.51hei.com 电子技术学习专栏里看到电压比较器大量的相关信息。8西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――其中 LM393 为电压比较器【1】，当反相输入端的电位高于同相输 入端时，LM393 则输出一低电平。而当同相输入端的电位高于反相输 入端的电位时，LM393 将会输出一高电平。此时信号会经过具有施密 特功能的 74LS14 反向器，变为低电平后送到单片机中，经过单片机 检测是否有足够的光照，当光照不足时则进行声音检测。 在此电路中可以通过改变滑动变阻器的阻值来改变同相输入端 的电压，从而改变对光照强度检测的灵敏度，以满足不同场所或人群 的需要。2.4 声音信号检测电路2.4.1 驻极体话筒的介绍 驻极体话筒【11】具有体积小，电声性能好，结构简单，价格低廉 等特点，在生活中应用非常广泛。驻极体结构有振膜、背极、空隙三 部分，这样在振膜与背极间形成一个具有定量电荷的电容结构。 驻极体是由进行特殊处理的高分子材料组成，这些高分子材料 表面具有永久电荷(Q)，总的电荷量是不变，当极板在声波压力下后 退时，电容量减小，电容两极间的电压就会成反比的升高，反之电压 就会成反比的降低。 最后再通过阻抗非常高的场效应将电容两端的电 压取出来，同时进行放大，便可以得到和声音对应的电压了。 2.4.2 AD0832 的介绍 由于单片机无法对模拟信号进行识别， 因此在对声音信号进行检9西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――测时首先要将声音信号对应的电压值转变成数字信号， 所以此系统需 要使用到 A/D 转换器。 本系统中使用到的是 AD0832【2】， 该芯片能将 0~5V 的模拟电压量 转换为 0~255 级的数字量。 它具有易于和微处理器接口或独立使用的 特点，其转换速度较高， 250KHz 时转换时间为 32s。可以显示 0.00 － 5.0V 的电压范围。ADC0832 的引脚介绍如下:? CS_ 片选使能，低电平芯片使能。? CH0 模拟输入通道 0，或作为 IN+/-使用。 ? CH1 模拟输入通道 1，或作为 IN+/-使用。 ? CLK 芯片时钟输入。 ? DI 数据信号输入，选择通道控制。 ? DO 数据信号输出，转换数据输出。 ? GND 芯片参考 0 电位（地）。 ? Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。 2.4.3 声控部分原理 当单片机检测到光线不足时，便启动声音信号采集电路如图 5 所 示：10西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――图 5 声音信号采集电路用驻极体话筒将得到与声音信号对应的电压值。 若有声音时则会 输出一电压值，由于传声器转换的电压值非常小，所以必须将该电压 经过 LM324 运算放大器进行放大，放大倍数为 RV1/R9，RV1 为可变 电阻，通过调节其阻值使其放大倍数产生变化，起到了调节声音灵敏 度的作用。 放大后的电压必须经过 ADC0832 进行模数转换，由单片机内部 程序对转换值进行对比。当值高于预设值时单片机启动 T0 计时中断 和照明灯控制电路，使照明灯点亮，并通过数码管显示倒计时时间。 当没有声音或声音微弱时，系统不进行下一步的工作。2.5 延时时间显示电路2.5.1 数码管结构和分类 数码管【5】是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。 按发光二极管单元连接方式分为共阴极数码管和共阳极数码管。 共阴极数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共 阴极。如图 6（c）所示，共阴数码管在应用时应将公共极接到地线11西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――GND 上， 当某一字段发光二极管的阳极为高电平时， 相应字段就点亮。 共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共 阳极。如图 6（b）所示，在使用时应将公共阳极接+5V 电压，当某一 字段发光二极管的阴极端输入低电平时，相应字段就点亮。（a）数码管引脚图 （b）共阳极内部结构图 （c）共阴极内部结构图 图 2-52.5.2 数码管驱动方式 数码管要正常显示【5】，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段 码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同， 可以分为静态式和动态式两类。 ① 静态显示驱动：静态显示的特点是每个数码管的段选必须接 一个 8 位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字 形可一直保持，直到送入新字形码为止。这种方法的优点是占用 CPU 时间少，LED 的亮度高，容易控制。缺点是硬件电路比较复杂，功耗 大，所需口线多，成本较高。若显示位数增多，则静态显示方式很难 适应。12西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――② 动态显示驱动：数码管动态显示一般是将所有位的段选线的 同名端联在一起，由一个 8 位 I/O 口控制，形成段选线的多路复用。 当单片机输出字形码时， 所有数码管都接收到相同的字形码这就是动 态驱动。点亮时间为 1～2ms，由于人眼有视觉暂留现象，就造成了 多位同时点亮的假象。 2.5.3 定时/计数部分 AT89C51 芯片内有两个 16 位的定时/计数器，都可以由软件来设 定。在此设计中用到的是 T0 作为定时器。由于在系统中需要设置延 时时间电路，目的是在照明灯点亮后经过一定延时能自动熄灭。电路 中采用了单片机内部定时器。 2.5.4 显示电路分析 系统功能中有一点是可以根据场所及使用人群的不同设置不同 的延时时间值。虽然动态显示的效果和静态显示是一样的，但动态显 示能够节省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。所以设计中采用 LED 动态显示方式显示倒计时数据。电路如图 7 所示：13西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――图 7、延时时间显示电路由图可知采用了共阴极的 2 位数码显示管做显示电路，所以只 要数码管的 a、b、c、d、e、f、g、h 引脚为高电平，那么其对应的二 极管就会发光，使数码显示管显示 0～9 的编码见表 2。表 2 共阴极数码显示管字型代码 字型 0 1 2 3 4 共阴极代码 3FH 06H 5BH 4FH 66H 字型 5 6 7 8 9 共阴极代码 6DH 7DH 07H 7FH 6FH为了实现不同场所及使用人群的不同而灯亮的时间不一，在单 片机的 P1 口接入了三个按键。电路如图 7 所示。当单片机进行按键 扫描时，如果 P1.0 口按下则灯亮时间为 10s，并且显示器进行 10s 倒 计时；如果 P1.1 口按下则为 20s 倒计时；如果 P1.2 口按下则为 30s。 数码显示管的八位段选端接入单片机的 P0 口，而位选端由 P214西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――口控制，分别为 P2.0 口为十位，P2.1 口为个位。设计中采用了目前 最常用的软件消抖的方法，选择 5ms 的延时来消除抖动，延时后在进 行一次按键是否闭合。图 8、按键接口电路 图 8 中的按键部分可以进行扩展，如果接入一个键盘则可以 对延时时间自行进行设置。由于本设计中按键功能已经可以满足需 要，所以没有进行扩展。15西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――2.6 总原理图3.系统软件设计本系统的软件设计是通过 C 语言进行编程，主要有主程序、键盘 扫描程序、初始化程序、A/D 转换程序、延时程序等部分组成。主程 序流程图如图 9 所示：16西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――图 9、系统流程图3.1 延时程序在整个编写程序中要用到许多的延时，所以程序中包含一个大 约为 1ms 的延时子程序，方便在程序中的调用，程序代码如下： //延时子程序； void delay(uint z) {17西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――uint x,y; for(x=z;x&0;x--) for(y=125;y&0;y--);}3.2 按键扫描子程序由于在 P1 口接入了三个按键，通过按键扫描来确定定时的时间 长度，所以先写入一个按键扫描子程序，可在主程序中直接调用。程 序代码如下： //键盘扫描函数 ; void keyscan() { if(key1==0) { delay(5); //消抖；if(key1==0) //按下 key1 灯亮时间为 10s； { temp=10; } } if(key2==0) { delay(5); //消抖；18//10s 延时；西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――if(key2==0) //按下 key2 灯亮时间为 20s； { temp=20; } } if(key3==0) { delay(5); //消抖；if(key3==0) //按下 key3 灯亮时间为 30s； { temp=30; } } }3.3 LED 显示程序系统中通过数码管对不同延时时间进行显示，以便直观的看出 系统可以自行选择灯亮的时间长度。 //显示数码管内容； void display(uchar shi,uchar ge) { P2=019西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――P0=table[shi]; delay(1); P2=0 P0=table[ge]; delay(1); P2=0 }3.4 AD 转换程序uchar adc0832(unsigned char ch) //AD 转换，返回结果; { uchar i=0; uint dat1=0; uchar dat2=0; if(ch==0)ch=2; if(ch==1)ch=3; adDI=1; _nop_(); _nop_(); adCS=0;//拉低 CS 端; _nop_();20西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――_nop_(); adCLK=1;//拉高 CLK 端; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//拉低 CLK 端,形成下降沿 1 _nop_(); _nop_(); adCLK=1;//拉高 CLK 端; adDI=ch&0x1; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//拉低 CLK 端,形成下降沿 2 _nop_(); _nop_(); adCLK=1;//拉高 CLK 端; adDI=(ch&&1)&0x1; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//拉低 CLK 端,形成下降沿 3 adDI=1;//控制命令结束 ; _nop_(); _nop_();21;;;西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――dat1=0; for(i=0;i&8;i++) { dat1|=adDO;//收数据; adCLK=1; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//形成一次时钟脉冲 ; _nop_(); _nop_(); dat1&&=1; if(i==7)dat1|=adDO; } for(i=0;i&8;i++) { j=0; j=j|adDO;//收数据; adCLK=1; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//形成一次时钟脉冲 ; _nop_();22西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――_nop_(); j=j&&7; dat2=dat2|j; if(i&7)dat2&&=1; } adCS=1;//拉低 CS 端; adCLK=0;//拉低 CLK 端; adDO=1;//拉高数据端,回到初始状态 ; dat1&&=8; dat1|=dat2; return(dat1); }3.5 总程序#include&reg51.h& #include&intrins.h& #define uint unsigned int #define uchar unsigned char uchar temp,aa,bai,shi,ge, uchar table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; // //数码管段定义； code23西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――uchar code table1[]={0xfb,0xfd,0xfe}; //数码管位定义； sbit open=P3^7; sbit key1=P1^0; sbit key2=P1^1; sbit key3=P1^2; sbit light=P3^2; //ADC0832 的引脚; sbit adCS =P3^1; //ADC0832 片选 ; sbit adDI =P3^3; //ADC0832 通道选择和初始化输入 ; sbit adDO =P3^3; //ADC0832 的数据输出; sbit adCLK =P3^0; //ADC0832 时钟信号; //获取 ADC 转换回来的值; void display(uchar shi,uchar ge); void delay(uint z); void keyscan(); void init(); uchar adc0832(unsigned char channel); //主程序 ； void main() { init();//初始化子程序 ； keyscan();24西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――while(1) { light=1; //光线初始化为 0; if(light==0) { getdat=adc0832(1); display(temp/10,temp%10); //显示数字；if (getdat&120) //声音超过 2.4V 后灯亮; { shi=temp/10; //取出十位数字； ge=temp%10; //取出个位数字； display(shi,ge); TR0=1; if(aa==16) { open=0; aa=0; temp--; if(temp==-1) { temp=0; open=1; //关闭照明灯；25//显示数字； //启动定时器 0；//开启照明灯；//倒计时；西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――} } } } } } //延时函数； void delay(uint z) { uint x,y; for(x=z;x&0;x--) for(y=125;y&0;y--); } //显示数码管内容； void display(uchar shi,uchar ge) { P2=0 P0=table[shi]; delay(1); P2=0 P0=table[ge]; delay(1);26西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――P2=0 } void init() { TMOD=0x01; TH0=()/256; TL0=()%256; EA=1; ET0=1; TR0=0; IE0=1; //外中断 0 初始化 IT0=1; //下降沿触发; EX0=1; light=1; //光线初始化为 0; } //T0 中断函数; void timer0() interrupt 1 { TH0=()/256; TL0=()%256; aa++;27//给定时器 T0 的高 8 位赋初值； //给定时器 T0 的低 8 位赋初值；//开 cpu 总中断； //开 T0 中断； //关闭定时器 0；;//赋初值；西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――} //外中断 0 函数 ; void int0() interrupt 0 { light=0; } //键盘扫描函数 ; void keyscan() { if(key1==0) { delay(5); //消抖；if(key1==0) //按下 key1 灯亮时间为 10s； { temp=10; } } if(key2==0) { delay(5); //消抖； //10s 延时；if(key2==0) //按下 key2 灯亮时间为 20s； {28西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――temp=20; } } if(key3==0) { delay(5); //消抖；if(key3==0) //按下 key3 灯亮时间为 30s； { temp=30; } } } uchar adc0832(unsigned char ch) //AD 转换，返回结果; { uchar i=0; uint dat1=0; uchar dat2=0; if(ch==0)ch=2; if(ch==1)ch=3; adDI=1; _nop_();29西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――_nop_(); adCS=0;//拉低 CS 端; _nop_(); _nop_(); adCLK=1;//拉高 CLK 端; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//拉低 CLK 端,形成下降沿 1 _nop_(); _nop_(); adCLK=1;//拉高 CLK 端; adDI=ch&0x1; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//拉低 CLK 端,形成下降沿 2 _nop_(); _nop_(); adCLK=1;//拉高 CLK 端; adDI=(ch&&1)&0x1; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//拉低 CLK 端,形成下降沿 330;;;西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――adDI=1;//控制命令结束 ; _nop_(); _nop_(); dat1=0; for(i=0;i&8;i++) { dat1|=adDO;//收数据; adCLK=1; _nop_(); _nop_(); adCLK=0;//形成一次时钟脉冲 ; _nop_(); _nop_(); dat1&&=1; if(i==7)dat1|=adDO; } for(i=0;i&8;i++) { j=0; j=j|adDO;//收数据; adCLK=1; _nop_();31西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――_nop_(); adCLK=0;//形成一次时钟脉冲 ; _nop_(); _nop_(); j=j&&7; dat2=dat2|j; if(i&7)dat2&&=1; } adCS=1;//拉低 CS 端; adCLK=0;//拉低 CLK 端; adDO=1;//拉高数据端,回到初始状态 ; dat1&&=8; dat1|=dat2; return(dat1); }4.调试与仿真本设计的程序是采用 C 语言来编写，并且通过单片机 Proteus 仿 真软件对程序进行仿真。Proteus 软件中的 ISIS 模块是电子系统仿真 平台软件，主要完成电路原理图的绘制与仿真。硬件仿真图如 4-1 所 示，软件编程是通过 keil 软件进行的。通过不断地仿真与调试，可以 验证电路中滑动变阻器对声光控制灵敏度的研究。 验证了设计的可靠32西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――性和可行性。直观的对设计进行了解。4.1 光信号检测由于在 Proteus 软件中电压比较器 LM393 无法进行仿真，因此， 采用集成运放 LM324 仿真电压比较的功能。仿真图如 10 所示：图 10、光信号检测仿真电路 在图 4-1 中滑动变阻器代替光敏电阻，LM324 做电压比较器。电 阻 R4、RV2 组成分压电路，为运放 LM324 正输入端提供偏置电压 U1， 作为比较电压基准。 电阻 R7、 RV3 组成分压电路， 为运放 LM324 负输入端提供电压 U2， 当通过改变滑动变阻器的值可以改变 U1、 U2 的大小。当 U1&U2，运 LM324 输出低电平。当 U1&U2，输出又变为 高电平。 由于光敏电阻在光线不足时暗电阻为 1~10M，所以当滑动变阻 器（RV3）阻值大于 1M 时，光线不足需要进一步检测声音信号。这 时 LM324 输出端为高电平， 信号经过具有施密特功能的 74LS14 反向33西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――器，变为低电平后送到单片机中，经过单片机检测后进行声音检测。 当单片机检测到光线不足时数码管点亮，此时仅显示灯亮时间 给人们一种提示，以防在灯突然熄灭时造成意外。也可以通过改变 RV2 的阻值以改变光信号检测的灵敏度。4.2 声音信号检测由于仿真软件的问题，这里利用了一个电压源来仿真放大后的 电压。仿真图如 11 所示：图 11、声音检测仿真图 通过调节滑动变阻器来控制 AD 转换器的输入电压， 当电压大于 2.4V 时，点亮照明灯同时数码管进行倒计时。34西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――4.3 硬件仿真图35西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――5.设计总结我做的课题是“基于单片机的声光控制开关的设计”。主要是通 过光照和声音双控照明灯，它可以广泛的应用于楼梯、过道、库房等 公共场所。在设计中使用者可以自行调节声光检测信号的灵敏度，或 者是照明灯点亮时间的长度，这就为更方便了不同人群的使用，这是 本设计中比较新颖的一点。还有一点就是数码管显示灯亮时间，也使 人们的生活更安全。 最后我通过仿真不断地进行调试， 最终使设计性能指标的灵敏度 基本达到了设计的要求。36西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――参考文献[1]童诗白，华成英 《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，2006。 [2]阎石 《数字电子技术基础》，刚等教育出版社，2006。 [3]高锋 《单片机微型计算机原理与接口技术》，科学出版社，2007。 [4]梅开乡，梅军进 《电子电路设计与制作》，北京理工大学出版社，2009。 [5]I.Scott MacKenzie 著，方承志译 《8051 微型控制器教程》，清华大学出版社， 2005。 [6]冯育长 《单片机系统设计与实例分析》，西安电子科技大学出版，2007。 [7]兰吉昌 《实用电子制作百例》，化学工业出版社，2009。 [8]丁镇生 《传感器及传感技术应用》，电子工业出版社，1998。 [9]李全利 《单片机原理及接口技术》，高等教育出版社，2008。 [10]焦中平 《照明灯声光控制电路及制作》，科教文汇，2007。 [11]贾正松 《基于单片机实现智能照明控制系统的设计》37西北民族大学学士学位论文 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――致谢在规定的时间内完能成功的做完毕业设计，首先要衷心的感谢 我的指导老师张心歌老师，在您的指导下才顺利完成了我的毕业论 文，同时也要感谢在此期间帮助过我的同学。 在此次的设计中让我受益匪浅，知道了分析的重要性，比如电 路的选择，器件的选择，可行性的分析等，这些都关系到设计的总体 方向以及设计的产品的成本、简易度和完成概率。在设计的过程中也 出现了许多的问题， 但在与老师及同学的讨论中以及相关资料的帮助 下最终都找到了解决的方法。 在完成设计期间也有许多错误是因为粗 心造成的，因此在今后一定要养成细心的好习惯。 另外由于本人学识有限 ,所以文中难免有疏漏和不足之处 ,请各 位老师给予批评和指正。38
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