声控和光控路灯设计2.doc

目录 毕业设计(论文)任务书 一、综述 二、总体电路设计 2.1 方案一设计 2.2. 方案二设计 2.3.方案比较 三、单元电路设计与分析 3.1. 电源设计 3.2. 信号放大整形电路设计 3.3. 延时处理电路单稳态电路的设计 四、电路仿真 五、所需元器件清单 六、收获和体会 七、参考文献 1 毕业设计(论文)任务书 2 一、综述 整个电路由电源电路，放大电路，处理电路（声控电路、光控电路）及延时电路等部分组成。电源由太阳能电池供电，光敏控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号。从而实现白天灯泡不亮晚上遇到声响时，通过声控电路使灯泡自动点亮，声控电路主要将声音信号转变为电信号，从而要实现自动控制，延时电路声音消失后延长一段光照时间。必要时可加一个手动开关，以增强电路的实用性。 二、总体电路设计 2.1. 方案一设计 本方案主要由555芯片作为主控器件，实现定时、信号分频等功能，从而实现延时关灯，还有彩灯的控制。本电路由声/电转化及整形放大电路，IC1所组成的单稳态定时器，IC2、IC3、IC4各自所组成的分频器分别对输出方波A的二分波，三分波和六分波，可控硅控制彩灯等组成，电路如图1所示。 图1 基于555的声光控制照明系统总电路图 电路的工作原理是声音传感器M受声音的触发产生电信号，经过电容滤波，再通过两个三极管所组成的直接耦合放大级进行放大。无声音信号时，555的2脚由于R2的作用呈高电平，使555处于复位状态，3脚输出呈低电平，SCR载止，LED灯不亮。当有声音信号时，经放大后，其负脉冲信号触发555，使其翻转置 3 位，3脚输出呈高电平，LED点亮。用A、B、C、D 四组脉冲去触发双向可控硅 SCR1，SCR2，SCR3，SCR4，就可带动四组彩灯工作。把四组彩灯进行不同的逻辑 组合，便会得到花样众多的装饰图形，不过这需要更多的二极管进行不同的逻辑 组成，电路图将会更加复杂，元器件的数量会大量地增加。 本电路特点：硬件电路复杂，电路的调试与焊接比较麻烦，电路的功能单一， 要想改变彩灯控制花样，必须大量改动硬件电路，并且要想改变电路的延时关灯 的时间，必须改变R4、C4的值。同时本电路也存在比较大的现实问题，就是由 于硬件的组成较多，当电路的使用的时间过长以后，电路的硬件老化，使得控制 的精度还有定时的精度都会大大减弱，从而给现实的使用带来很大的不便。同时，由于硬件的过多，从成本的开销来说，也是不经济的。 2.2. 方案二设计 图2 声光控制照明系统总体框图 2.2.1、原理说明：通过单片机外接的光敏电阻还有声音传感器，分别检测其电 平的状态，从而判断出是否启动LED灯和其它外部设备，从而实现开关系统白 天灯不亮，夜间在声音的作用下使灯点亮。通过单片机的 因此可以利用单片机根据这一特性编程控制。 4 图3 光敏电阻的接线电路 (2)、由图4可知，利用单片机对声敏传感器M与光敏电阻RG的组合状态识别，便可以控制外围的LED灯。 图4 基于单片机的声光控制照明系统总电路图 图3 单片机与LED灯的接线原理图 5 2.2.2程序设计框图： (1)、本电路的特点： 硬件电路相对方案一较简单，硬件电路的调试与焊接较轻松，主要的工作集中在程序设计之上(难点也在于此)。电路的功能多样，要想改变彩灯控制花样，只需修改程序，而不必大量改动硬件电路，并且要想改变电路的延时关灯的时间，也只需修改程序，不必改动硬件。同时本电路的突出优点在于，由于硬件电路的器件不多，即使器件老化所产生的影响也不会太大，要更换器件也只需作小量的更换，由于单片机的工作电压只需要5V，同时目前单片机的制造技术相当的成熟，单片机芯片基本不不会有较大的老化，因而大大地节约成本。并且，使用单片机作为主控器件，由于单片机有充足的I/O口，因此可以极大的扩展系统的功能，例如可以在声光报警功能的基础上集合报警控制功 能，密码锁的电子开关等等，这些都是555作为主控器件所远远不能及的。 6 图5 程序流程图 2. 2. 3 AT89S52 (1) 功能特性描述 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于 常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提 供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时