單片機(jī)開發(fā)
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單片機(jī)聲光控?zé)粝到y(tǒng)
基于單片機(jī)的聲光控?zé)粝到y(tǒng)設(shè)計(jì)
社會(huì)快速發(fā)展的同時(shí)技術(shù)也緊跟其后，很多公共場(chǎng)所在照明方面做出了很多措施，這也將是目前的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)實(shí)生活中有了聲音和光控制開光外，利用微波感應(yīng)和人體紅外感應(yīng)開關(guān)也有。但是，微波感應(yīng)不夠穩(wěn)定抗干擾方面不夠理想，紅外感應(yīng)雖然它在性能方面是比微波感應(yīng)上理想，但由于它的安裝是比較復(fù)雜的，賣的的價(jià)格也偏貴，紅外感應(yīng)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(yīng)來(lái)控制照明，從另外方面考慮到價(jià)格問題，還有安裝管理方面不利因素。
電路設(shè)計(jì)中避免了以上不穩(wěn)定、性能、價(jià)格還有安裝的局限性問題。能夠滿足大多數(shù)的環(huán)境，可以有限的節(jié)約能源。系統(tǒng)工作是按設(shè)定好的先后順序執(zhí)行的如圖1所示。
一、聲光控?zé)粝到y(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)電路由51單片機(jī)、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(shù)碼管倒計(jì)時(shí)，按鍵切換顯示部分組成。
1.1單片機(jī)及顯示部分
電路組成由單片機(jī)、三極管、兩位共陽(yáng)數(shù)碼管組成。時(shí)間倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管顯示電路如圖2所示；當(dāng)程序進(jìn)入初始化時(shí)數(shù)碼管顯示十秒，夜晚且有聲音時(shí)，繼電器吸合的同時(shí)數(shù)碼管開始倒計(jì)時(shí)。單片機(jī)的引腳輸出高低電平改變?nèi)龢O管的基極電壓，讓Q2、Q3截止或者導(dǎo)通，從而改變數(shù)碼管的位顯示。單片機(jī)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(yīng)，顯示不同的數(shù)字兩位數(shù)碼管是共陽(yáng)極數(shù)碼管，段選接在P0口，通過改變P0口引腳的高低電平，來(lái)顯示數(shù)字，而P2.3引腳用來(lái)控制個(gè)位數(shù)碼管的亮滅，P2.7用來(lái)控制十位數(shù)碼管的亮滅，與一定的時(shí)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(shù)碼管亮滅的變化。單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流有限，不能同時(shí)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管亮，所以增加兩個(gè)PNP型三極管Q2、Q3來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。
按鍵S2按下數(shù)碼管暫停顯示同時(shí)燈常亮，再次按下數(shù)碼管繼續(xù)倒計(jì)時(shí)。
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(lái)改變同向輸入端INA+的電壓，同時(shí)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(qiáng)弱而變化，外界光線較強(qiáng)時(shí)RRR的阻值只有幾百歐，外界光線較弱時(shí)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(shí)是晚上光敏電阻工作。INA-引腳電壓可以通過滑動(dòng)變阻器R4調(diào)節(jié)。
駐極體話筒MK1將聲音轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號(hào)。當(dāng)有聲音時(shí)話筒感應(yīng)到聲音，產(chǎn)生交流信號(hào)，然后交流信號(hào)將C4的兩端電壓產(chǎn)生壓降，迫使C4充電此時(shí)三極管基極有電壓，滿足三極管的導(dǎo)通條件，此時(shí)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(dǎo)通時(shí)間取決于電容C4的容量。
1.3繼電器部分
單片機(jī)的引腳P3.7接在三極管Q1的基極，三極管用來(lái)接通和斷開繼電器，這樣就變成了繼電器驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示：三極管Q1的基極接到單片機(jī)的P3.7口，單片機(jī)的I/O口輸出電流大概20mA這樣，所以不能直接用來(lái)帶動(dòng)負(fù)載。Q1用來(lái)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(jīng)過放大足以驅(qū)動(dòng)繼電器工作。P3.7口輸出高電平時(shí)Q1三極管截止，P3.7口輸出低電平時(shí)Q1三極管導(dǎo)通，繼電器得電，繼電器吸合常開觸電閉合接通負(fù)載燈亮。
LED用來(lái)顯示繼電器的吸合斷開狀態(tài)，當(dāng)繼電器吸合時(shí)LED燈亮，繼電器斷開時(shí)LED燈滅。
二、聲光控?zé)粝到y(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(diào)試，軟件方面能實(shí)現(xiàn)，再次準(zhǔn)備好焊接所需要的材料，以及各種工具器，先測(cè)試各個(gè)器件好壞，并且能正確區(qū)分各個(gè)器件正負(fù)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(diào)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?zé)粝到y(tǒng)全面檢查
焊接電路前要對(duì)各元件單獨(dú)進(jìn)行測(cè)量，看有沒有壞的元件，弄清楚各元件的正負(fù)極以及它的作用，在焊接時(shí)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(shù)碼管和LED燈時(shí)，烙鐵溫度不要太高，焊接時(shí)間不要太久，以免燒壞元件。
電路焊接完成，要對(duì)各個(gè)引腳進(jìn)行檢查，看看各個(gè)引腳有沒有虛焊、漏焊，用萬(wàn)用表檢查各個(gè)元件的正負(fù)極是否連在一起。各個(gè)引腳有沒有短接的，有些引腳本來(lái)要連接在一起的有沒有漏焊或者焊錯(cuò)。特別是單片機(jī)的引腳靠的太近，要用萬(wàn)用表檢查相鄰引腳是否有短路。檢查各個(gè)引腳的接法是否正確，有沒有把引腳的各個(gè)功能給焊錯(cuò)。檢查完基本的測(cè)量先不要急著上電，把元件插到插座里面，再用萬(wàn)用表測(cè)量各個(gè)引腳看看有沒有短路、斷路、虛焊。最后一定要測(cè)量一次電路的正負(fù)極，看看有沒有短路。
結(jié)論
本課程就是針對(duì)節(jié)能方面而設(shè)計(jì)的，利用單片機(jī)、聲音、光的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)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(chǎng)合可當(dāng)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(cè)到，以此同時(shí)確定是晚上燈就會(huì)亮，當(dāng)人離開后燈延時(shí)一下才熄滅。白天即使有人經(jīng)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(diǎn)，此電路有節(jié)能的作用。該設(shè)計(jì)使用范圍廣而且穩(wěn)定可靠，值得應(yīng)用到生活中。
本課程設(shè)計(jì)聲音和光敏電路可以調(diào)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(shí)間，提高了其實(shí)用性。當(dāng)有人連續(xù)經(jīng)過時(shí)，會(huì)重新更新以最后一個(gè)人為倒計(jì)時(shí)，這樣設(shè)計(jì)比較符合實(shí)際情況。
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