基于单片机的声控灯开关设计毕业论文_自动化毕业设计

基于单片机的声控灯开关设计毕业论文

2021-04-19更新

摘 要

声控灯开关的原理是只有发出声音时,灯会自动点亮,提供照明,在此基础上,本设计加入光敏电阻,就可以了更加贴合人们的日常生活。即白天有声音也不会点亮等,夜晚或光线较暗时,接收到人们发出的脚步声或其他声音,便会点亮。当人们进入家门或走进房间,走廊过道灯亮一会后自动熄灭。在白天或有光线的时候,即使接收到声音信号,灯也仍然不会点亮,可以达到节能的目的。当人们手上提着东西时时,无需按按钮,达到方便生活的目的。

本设计的核心是STC89C51单片机,研究声控灯开关的设计,采用驻极体对声音信号采集,可以通过电位器来调整对声音的敏感性。单片机软件实现光度的判断,使开关在白天即使有声音信号也不工作,大大提交本设计的可靠性。

关键词声控灯,单片机,声音传感器,光敏电阻

VOICE CONTROL LAMP SWITCH DESIGN BASED ON MCU

ABSTRACT

The principle of acoustic optical switch is only after dark, when someone pass stair channel, issued, or other sounds of footsteps will provide automatic lit corridor, lighting, when people enter the house or apartment corridor lights out several minutes automatically delay extinguished. During the day, even a voice, corridor lights also will not light, can achieve the purpose of saving energy. When people hand carry things, they need not press the button, to achieve the purpose of convenient life.

In this paper STC89C51 company production, the single-chip microcomputer is the design of acoustic light-activated switch, the serial for sound signal collection, by software to adjust the sensitivity to sound. Single-chip microcomputer software implementation on photo metric judgment to make the switch in the daytime, even though there is voice doesn’t work, which improves the reliability of the design greatly.

Keywords: voice control lamp, single-chip microcomputer, voice sensor, light dependent resistor

目 录

1绪论 1

1.1 声控灯的研究意义 1

1.2 声控灯国内外研究现状 1

1.3 本课题研究内容 3

2声控灯系统总体设计方案 4

2.1 声控灯系统总体架构 4

2.2 各模块方案选择 5

2.2.1单片机 5

2.2.2 声音传感器 6

2.2.3光敏电阻 6

3声控灯系统硬件电路的设计 6

3.1 单片机最小系统 6

3.2 声光信号采集电路 8

3.2.1 声音信号采集电路 9

3.2.2 光信号采集电路 10

3.2.3 LM393电压比较器电路 11

3.3 灯驱动电路 13

3.4 按键电路 13

4声控灯系统软件程序设计 15

4.1 声控灯程序框架 15

4.2 按键扫描子程序 16

4.3 延时子程序 17

5声控灯实验结果与分析 20

6总结 24

致 谢 25

参考文献 26

附录1 总电路图 27

附录2 源程序 28

1绪论

1.1 声控灯的研究意义

当今社会的主潮流是降低能耗,节约能源,注重环保。声光控开关体积小,外形美观,反应灵敏,制作容易,是公共场合照明开关的最佳选择,它的出现,渐渐地取代了白炽灯曾经的地位。公共场所和居民居住区的公共楼道普遍使用手动按钮,由于各种种原因经常出现灯一直亮的现象,不仅浪费资源,而且缩短了灯的使用寿命,造成一些没有必要的经济损失。另外,由于反复开关或种种人为因素,墙壁开关的损坏率远远大于声控灯的开关,不仅增加了维修量、浪费了资金,还容易出现事故隐患。因此,迎合时代发展,设计一种时尚节能,操作简易,便于生活的声控灯节能自动开关显得相当有必要。

随着单片机的迅速发展,一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起,单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。它所给人带来的方便也是不可否定的并且带动了数字电路技术的进一步发展,在这样的背景下,声光控智能灯应运而生,它既满足了人们对单片机及数字电路技术研究的的需求,也符合了照明灯在人类生活环境中扮演重要角色的条件[3]

1.2 声控灯国内外研究现状

随着时代的发展,越来越多的新式公共场所和居民居住区的公共楼道都开始使用声控灯,取代了曾经的按钮开关,不仅节省能源,而且降低了灯的损坏率。因此,迎合时代发展,设计一个基于单片机的声控开关系统,在此基础上加入光敏电阻,可使公共场所和居民居住区的楼梯过道灯在白天或光线较强时不亮,晚上或光线弱时闻声自亮,等人们离开后,接收不到声音信号几十秒后自动关闭,降低能熬,节约能源,操作简易。此外,如果我们手上拿着东西,不方便按按钮,这个设计可以是生活更加便捷方便。

声控智能开关是国家建设部,国家科技部在建筑节能产品中,定义的延时自熄开关中的一种,其在使用中的节能作用是非常明显的。以40W灯具使用普通开关傍晚连续点亮6小时为例,耗电应为0.6KW/H即0.36度电;如果仍以40W灯具使用声光控延时开关,按照傍晚点亮100次,每次30秒钟计算,耗电量为0.033KW/H即0.033度电;二者的耗电量相比差距为20倍之多。由此可见,声控开关最大的节能之处在于它很大的开/停时间比,仍以上面的例子作比,普通手动开关一天24小时内如打开6小时,则一天的开停比为6:24=0.25;而采用声光控开关一天24小时累计的打开时间为0.83小时,则一天的开停比为0.83:24=0.035。由于声控智能开关的巨大经济效益及其智能化,智能控制已被人们广泛研究并加以利用。

声控智能开关的核心部分是控制系统,单片机控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的光控智能开关控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距[1]。成熟的声光控智能开关控产品主要以模拟电路及数字电路为主,它们只能适应一般系统控制,而用于较高控制场合的智能化、国内技术还不十分成熟,形成商品化并广泛应用的控较少。随着我国经济的发展,我国政府及企业对此都非常重视,对相关企业资源进行了重组,相继建立了一些国家、企业的研发中心,开展创新性研究,使我国仪表工业得到了迅速的发展[6]

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