課程設(shè)計(jì)---聲光控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　單片機(jī)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)題目：</b></p><p><b>　　聲光控開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì) </b></p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求：</b></p><p>　　1、利用51系列單片機(jī)作為中央處理器；</p&g

2、t;<p>　　2、具有聲控和光控功能，白天由聲控電路起作用控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)燈亮，晚上由聲控電路起作用控制開(kāi)關(guān)閉合燈亮；</p><p>　　3、開(kāi)關(guān)閉合后定時(shí)一定時(shí)間自動(dòng)斷開(kāi)，燈滅。</p><p>　　4、了解單片機(jī)的計(jì)數(shù)，定時(shí)功能。</p><p>　　6、了解單片機(jī)原理及引腳功能。</p><p><b>　　摘

3、 要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是通過(guò)駐極體話筒作為傳感器來(lái)接受聲音信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為微弱電信號(hào)，然后通過(guò)放大電路和遲滯比較電路講微弱信號(hào)轉(zhuǎn)變成單片機(jī)能識(shí)別的翻轉(zhuǎn)電平信號(hào)即方波信號(hào)，并送入單片機(jī)的P3.4口，單片機(jī)通過(guò)程序來(lái)判別信號(hào)變化來(lái)控制開(kāi)關(guān)的閉合狀態(tài)或者發(fā)光二極管的亮滅，同時(shí)光敏電阻受光強(qiáng)的影響阻值發(fā)生改變，引起電壓變化進(jìn)而來(lái)控制單片機(jī)的中斷程序，使得開(kāi)關(guān)在白天和光照比較亮的時(shí)候都處于斷開(kāi)

4、狀態(tài)，達(dá)到聲光雙控開(kāi)關(guān)的目的。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一 、功能要求……………………………………………………………1</p><p>　　二、系統(tǒng)硬件的功能介紹 …………………………………………… 2</p><p>　　三、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)………………………………………………

5、…3</p><p>　　四、系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)……………………………………………………4</p><p>　　五、調(diào)試分析及仿真……………………………………………………5</p><p>　　六、心得體會(huì)………………………………………………………..…6</p><p>　　七、參考文獻(xiàn) ………………………………………………………….7<

6、/p><p><b>　　正 文</b></p><p><b>　　一、功能要求</b></p><p>　　1、利用51系列單片機(jī)作為中央處理器；</p><p>　　2、具有聲控和光控功能，白天由聲控電路起作用控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)燈不亮，晚上由聲控電路起作用控制開(kāi)關(guān)閉合燈亮；</p>&l

7、t;p>　　3、開(kāi)關(guān)閉合后定時(shí)一定時(shí)間自動(dòng)斷開(kāi)，燈滅；或者是發(fā)光二極管發(fā)光一段時(shí)間后熄滅。</p><p>　　4、通過(guò)駐極體話筒和光敏電阻得到的電信號(hào)在進(jìn)行測(cè)控電路進(jìn)行整流、濾波、放大等功能時(shí)候必須保證給元器件正常工作級(jí)電路的正確連接。</p><p>　　5、通過(guò)單片機(jī)編程能實(shí)現(xiàn)改變燈亮?xí)r間的長(zhǎng)短或者發(fā)光二極管的發(fā)光時(shí)間。</p><p>　　二、系統(tǒng)硬件

8、的功能介紹</p><p>　　1、單片機(jī)的原理及各引腳功能介紹：</p><p>　　VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此

9、時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1

10、”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3

11、口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口作為AT89C51的一些特殊功能口，管腳備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入<

12、/p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。</p&

13、gt;<p>　　但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。/EA / VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序</p><p>　　存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。XTAL1：反向振蕩

14、放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　三、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)方框圖如下</p><p><b>　　電路總圖如下</b></p><p><b>　　聲控電路部分電路圖</b></p><p

15、>　　駐極體話筒將接收到的聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號(hào)，然后，微弱的電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大器的放大，然后將放大后的信號(hào)電壓通過(guò)遲滯比較器轉(zhuǎn)變成單片機(jī)識(shí)別的高低電平信號(hào),經(jīng)過(guò)雙向穩(wěn)壓管變成V的翻轉(zhuǎn)電平信號(hào)，然后傳給單片機(jī)的外部中斷P3.5口。</p><p>　　光敏傳感器模電變換的電路圖</p><p>　　當(dāng)光敏電阻受光照時(shí)，電阻減小，運(yùn)放同向輸入端為低電平端口1輸出為低電平；當(dāng)光照

16、較弱時(shí)，電阻增加，運(yùn)放同向輸入端為高電平，端口1輸出為高電平。光控電路的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓跟隨器后，將比較微弱的電流信號(hào)放大到單片機(jī)能夠識(shí)別的電流，然后由運(yùn)放輸出端將放大后的信號(hào)傳給單片機(jī)的P1.6口。</p><p><b>　　四、系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1、程序設(shè)計(jì)流程圖如下</p><p><b>　　2、單

17、片機(jī)控制程序</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit JD=P1^7;</p><p>　　sbit GM=P1^6;</p><p>　　sbit wb=P3^5;&l

18、t;/p><p>　　void delay(uint z);</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　/*TMOD=0x50;</p><p><b>　　TH1=0XFE;</b></p><p

19、><b>　　TL1=0XFF;</b></p><p><b>　　//EA=1;</b></p><p><b>　　//ET1=1;</b></p><p><b>　　IE=0X88;</b></p><p><b>　　TF1=0

20、;*/</b></p><p><b>　　JD=1;</b></p><p><b>　　GM=1;</b></p><p><b>　　//TR1=1;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p>&

21、lt;p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(GM==0)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　if(wb==0)</b></p><p><b>　　{</b>&l

22、t;/p><p><b>　　JD=0; </b></p><p>　　delay(10000);</p><p><b>　　JD=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b><

23、/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*void counter1( ) interrupt 2 using 1</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　TF

24、1=0;</b></p><p><b>　　JD=1; </b></p><p>　　delay(10);</p><p><b>　　JD=0;</b></p><p><b>　　TH1=0XFE;</b></p><p>　　T

25、L1=0XFF;</p><p><b>　　TR1=1;</b></p><p>　　/*if(GM==1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　JD=1;</b></p><p><b>　　}</

26、b></p><p><b>　　}*/</b></p><p>　　void delay(uint z)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=100;x&

27、gt;0;x--)</p><p>　　for(y=z;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　五、調(diào)試仿真</b></p><p><b>　　1、硬件調(diào)試</b></p><p>　　聲控部分：經(jīng)

28、過(guò)兩級(jí)放大的聲音信號(hào)，開(kāi)始是直接經(jīng)過(guò)過(guò)零比較器轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲?，但由于兩?jí)放大存在很大的噪聲，導(dǎo)致輸出端是一條直線，沒(méi)有方波出現(xiàn)。后來(lái)在過(guò)零比較器的輸出端加了一個(gè)電容，通過(guò)電容把噪聲所產(chǎn)生的直流電壓去掉，但不能被單片機(jī)所識(shí)別，因此又加上了電壓跟隨器，最終滿足要求。但這樣電路比較麻煩而且容易引入外場(chǎng)電容從而影響信號(hào)整流，最后將過(guò)零比較器與電壓跟隨直接改為遲滯比較器即可實(shí)現(xiàn)功能。</p><p>　　光控部分：由光敏電阻來(lái)

29、感受光照強(qiáng)度，然后經(jīng)過(guò)電壓比較器輸出高低電平信號(hào)并將信號(hào)送給單片機(jī)的P1.6口控制燈的亮滅是否受聲音控制。</p><p>　　發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)和控制，由PNP來(lái)控制發(fā)光二極管，PNP基極電平來(lái)自單片機(jī)的P1.7口輸出信號(hào)，當(dāng)為低電平是發(fā)光二極管發(fā)光并發(fā)光一段時(shí)間熄滅，為高電平時(shí)不發(fā)光。</p><p><b>　　2、仿真圖如下</b></p><

30、;p>　　由P1.6口輸入光控電路信號(hào)，若為低電平則燈亮滅受P3.5口所輸入的電平來(lái)控制即有聲音時(shí)候燈亮，且一段時(shí)間后熄滅，若無(wú)聲音信號(hào)則燈不亮。</p><p><b>　　六、心得體會(huì)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)在考試后接踵而至，滿以為剛剛學(xué)完單片機(jī)和測(cè)控電路等知識(shí)，在腦海中有比較清晰地思路，哪知在設(shè)計(jì)電路和程序過(guò)程中出現(xiàn)了各種難度。</

31、p><p>　　首先對(duì)課程設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)不足，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的以為就是見(jiàn)書本上學(xué)到的東西在軟件硬件上面實(shí)現(xiàn)就可以了，第一次看到課程設(shè)計(jì)的題目時(shí)候就覺(jué)得我的課程設(shè)計(jì)挺簡(jiǎn)單的啊，不就是用傳感器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)然后再加傳感器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行整流變成單片機(jī)能夠識(shí)別的信號(hào)，然后編一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)功能就可以了！然我頭腦簡(jiǎn)單的一位這就能實(shí)現(xiàn)我的課程設(shè)計(jì)，然而讓我為難的就是我覺(jué)得簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的這些問(wèn)題，平時(shí)一說(shuō)好像都懂，可真正到了要分析各種因

32、素的影響時(shí)候，卻發(fā)現(xiàn)自己說(shuō)不出什么來(lái)，尤其是在測(cè)控電路的設(shè)計(jì)中，各種參數(shù)的影響，以及元器件的選用上更是突顯出自己在平時(shí)的學(xué)習(xí)中只是浮在水面上，僅僅了解到一點(diǎn)皮毛而已，真要說(shuō)各種電路的功用和元器件在各個(gè)位置上起什么作用時(shí)候自己卻是一臉茫然。然后就是在用軟件畫電路圖，方框圖，還有軟件程序設(shè)計(jì)時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)自己不會(huì)的東西太多了 ，對(duì)軟件的不熟悉就使得自己要比別人多花一倍的時(shí)間去實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的軟件仿真功能，這也就大大阻礙了課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度和設(shè)計(jì)準(zhǔn)確

33、性！</p><p>　　當(dāng)然在發(fā)現(xiàn)這么多問(wèn)題的同時(shí)自己也有一些優(yōu)點(diǎn)直直的堅(jiān)持下去，首先自己能在煩躁的時(shí)候迅速靜下心來(lái)堅(jiān)持思考和設(shè)計(jì)，我想這種持之以恒的態(tài)度十指關(guān)重要的，做任何事都必須的堅(jiān)持到最后才會(huì)有可能成功。再就是在和同學(xué)請(qǐng)教和交流過(guò)程中自己的領(lǐng)悟力蠻快，雖然沒(méi)學(xué)好，但是我自己可以迅速的去彌補(bǔ)，而且也能更加深切的掌握那些知識(shí)。</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我更加體會(huì)到了實(shí)事求是

34、是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)！</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù) 第3版 ．北京航空航天大學(xué)出版社．2006．12</p><p>　　[2] 于海生．微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M] ．清華大學(xué)出版社．1999.6</p><p>　　[3] 孫涵芳．MCS-

35、51系列單片機(jī)原理及應(yīng)用[M] ．北京航空航天大學(xué)出版 社．1996.4</p><p>　　[4] 張國(guó)雄．測(cè)控電路 ．接卸工業(yè)出版社．2008.1</p><p>　　[5] 孫余凱等．傳感器應(yīng)用電路300例 ．電子工業(yè)出版社．2008.3[6] 謝嘉奎．電子線路[M] ．高等教育出版社．2003.2</p>&l

36、t;p>　　[7] 夏路易，石宗義．電路原理圖與電路設(shè)計(jì)教程Protel 99SE[M]．北京希望電子出版社．2002</p><p>　　[8] 張毅剛．單片機(jī)原理及應(yīng)用．高教出版社．</p><p>　　[9] 宋彩利．單片機(jī)原理及C51編程．西安交通大學(xué)出版社．</p><p>　　[10] 黃惟公．單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)．西安電子科技大學(xué)出版社．<