基于單片機(jī)的聲光開關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張德喜,鄭 琳

（沈陽工學(xué)院，信息與控制學(xué)院，遼寧撫順，113122）

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基于單片機(jī)的聲光開關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張德喜,鄭 琳

（沈陽工學(xué)院，信息與控制學(xué)院，遼寧撫順，113122）

摘要：本設(shè)計(jì)硬件部分以AT89C51單片機(jī)為核心，軟件部分以C語言為基礎(chǔ)，由光敏電阻、駐極體傳聲器、可控硅和電源電路等部分構(gòu)成一個(gè)聲光控制開關(guān)電路。能夠?qū)崿F(xiàn)采集到的聲光信號(hào)控制開關(guān)的工作狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：AT89C51；光敏電阻；開關(guān)電路

1　硬件部分設(shè)計(jì)

這個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是由主控芯片51單片機(jī)，單片機(jī)晶振電路，復(fù)位電路，電源電路，聲光及熱釋電按鍵模擬電路，聲光控開關(guān)控制電路組成。51單片機(jī)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行控制過程。

本設(shè)計(jì)中使用的單片機(jī)是AT89C51，通過2個(gè)22P電容和1 個(gè)11.0592MHz的晶振組成的晶振電路，系統(tǒng)的時(shí)鐘脈沖就是由晶振電路提供，還有通過1個(gè)電阻和1個(gè)電解電容和1個(gè)按鈕組成單片機(jī)的復(fù)位電路，這三部分就是單片機(jī)最小系統(tǒng)組成。

在本設(shè)計(jì)中用3個(gè)按鍵來模擬聲光傳感器和熱釋電傳感器，使用1個(gè)按鍵來設(shè)定模式切換。

此設(shè)計(jì)使用一個(gè)繼電器來進(jìn)行對(duì)聲光開關(guān)的控制切換，通過單片機(jī)P26口接在三極管PNP的基極上，當(dāng)P26輸出一個(gè)低電平的時(shí)候，三極管導(dǎo)通，繼電器線圈得電吸合，聲光指示燈亮。當(dāng)P26輸出一個(gè)高電平，三極管截止，繼電器線圈不得電不吸合，聲光指示燈滅。

雙電壓比較器LM3932腳是檢測(cè)聲音的電壓，3腳是通過103電位器調(diào)節(jié)的固定值，當(dāng)有聲音時(shí)2腳的電壓會(huì)變小，當(dāng)2腳的電壓小于3腳時(shí)，1腳就會(huì)輸出一個(gè)低電平，1腳連接單片機(jī)時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到低電平就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的控制程序。同樣5腳是通過103電位器調(diào)節(jié)的固定值，6腳連接的是光敏電阻，當(dāng)光線暗的時(shí)候，輸出的電壓就會(huì)變小，當(dāng)6腳的電壓小于5腳時(shí)，7腳就會(huì)輸出一個(gè)低電平單片機(jī)檢測(cè)到低電平就會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的控制程序。

繼電器電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。

當(dāng)有聲音的時(shí)候會(huì)輸出一個(gè)低電平傳給單片機(jī)，單片機(jī)就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的操作，當(dāng)光線被遮住的時(shí)候會(huì)輸出一個(gè)低電平傳給單片機(jī)，單片機(jī)就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的操作，當(dāng)有人靠近的時(shí)候會(huì)輸出一個(gè)低電平傳給單片機(jī)，單片機(jī)就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的操作，只有具備這三個(gè)條件亮繼電器的指示燈才會(huì)點(diǎn)，使其正常工作。

2　軟件部分設(shè)計(jì)

軟件的設(shè)計(jì)主要分為：位尋址定義、延時(shí)函數(shù)、初始化函數(shù)、按鍵掃描處理函數(shù)、主函數(shù)和定時(shí)器中斷函數(shù)。

由于在硬件電路上單電機(jī)所用的引腳較多，為了在編程時(shí)方便記憶和明確每個(gè)管腳的功能，就要用到位尋址定義。位尋址定義用的是sbit變量，sbit可以將單片機(jī)的一個(gè)引腳換一種方式在程序中表示，如sbit LED=P3^1，就是將P3.1引腳定義為L(zhǎng)ED。在程序中就不必寫P3^1而是寫LED，這樣既省去了拼寫的麻煩又能使程序簡(jiǎn)單明了，增加了程序的可讀性。

在程序的開始首先要對(duì)定時(shí)器0進(jìn)行初始化，定時(shí)器0初始化完成后運(yùn)行按鍵掃描函數(shù)，按鍵掃描函數(shù)會(huì)判斷模式按鍵是否按下，如果模式按鍵按下就進(jìn)入人體感應(yīng)模式，否則進(jìn)入聲光感應(yīng)模式。在聲光感應(yīng)模式下首先會(huì)判斷光線是否滿足條件，如果光線不滿足條件就會(huì)繼續(xù)檢測(cè)直到滿足條件為止，如果滿足條件接著會(huì)判斷是否有聲音，如果沒有聲音就會(huì)繼續(xù)檢測(cè)直到有聲音為止，如果有聲音則定時(shí)器0打開繼電器接通指示燈亮。在人體感應(yīng)模式下首先會(huì)判斷光線是否滿足條件，如果光線不滿足條件就會(huì)繼續(xù)檢測(cè)直到滿足條件為止，如果滿足條件接著會(huì)判斷是否感應(yīng)到有人，如果沒有感應(yīng)到有人就會(huì)繼續(xù)檢測(cè)直到感應(yīng)到有人為止，如果感應(yīng)到有人則定時(shí)器0打開繼電器接通指示燈亮。

定時(shí)器中斷采用了定時(shí)器0中斷程序，工作方式為方式1，定時(shí)器進(jìn)入中斷后首先定義了一個(gè)局部變量m用于計(jì)數(shù)，然后進(jìn)行定時(shí)器初值設(shè)定，TH0=0x3c;TL0=0xb0; 當(dāng)兩個(gè)8位寄存器計(jì)數(shù)達(dá)到0xff的時(shí)候，計(jì)數(shù)器溢出觸發(fā)中斷標(biāo)志位，將再次進(jìn)入中斷程序。m變量每進(jìn)入一次中斷就進(jìn)行一次自加運(yùn)算，當(dāng)判斷語句檢測(cè)到m等于20的時(shí)候就進(jìn)行秒變量sec進(jìn)行自加，當(dāng)sec大于等于30的時(shí)候執(zhí)行sec清零，并執(zhí)行滅燈語句，關(guān)閉定時(shí)器0，等待下次開燈定時(shí)器重新工作。定時(shí)器中斷函數(shù)主要用于現(xiàn)燈光延時(shí)作用，定時(shí)器中斷函數(shù)用的是單片機(jī)的定時(shí)器0。

3　系統(tǒng)測(cè)試

在KEIL中編寫好程序，通過KEIL中的編譯器編譯，使程序確保語法是無錯(cuò)誤的，在沒有錯(cuò)誤的情況下再使用KEIL中的軟件仿真，然后通過編譯生成的HEX文件燒寫到仿真軟件中，看具體的效果，直到效果無誤即可。

當(dāng)燒寫好程序后進(jìn)行仿真運(yùn)行開機(jī)點(diǎn)亮綠燈，綠燈亮是模式指示燈。當(dāng)綠燈亮?xí)r是聲控模式，遮上光敏電阻式時(shí)有聲音和熱釋電傳感器感應(yīng)的時(shí)候紅燈會(huì)點(diǎn)亮，也就是繼電器那個(gè)燈的指示燈，繼電器外面可以接負(fù)載控制220V的燈光。

當(dāng)聲控開關(guān)按下時(shí)候，紅綠燈指示燈亮。當(dāng)按下模式切換開關(guān)的時(shí)候，綠燈滅。當(dāng)遮擋光敏電阻式時(shí)，聲音和熱釋電傳感器感應(yīng)的時(shí)候紅燈會(huì)點(diǎn)亮。

4　結(jié)論

本課題的研究工作已經(jīng)基本達(dá)到預(yù)期的要求，通過了最后的硬件和軟件的模擬調(diào)試。歸納起來有以下幾點(diǎn)：

（1）本課題實(shí)現(xiàn)了通過AT89C51對(duì)電路進(jìn)行簡(jiǎn)單控制的功能，具有電路簡(jiǎn)單、成本低切易控制的特點(diǎn)。

（2）系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)通過使用重點(diǎn)使用的芯片有AT89C51芯片設(shè)計(jì)了包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、晶振電路、復(fù)位電路、電源電路、聲光開關(guān)電路、聲光熱釋電傳感器按鍵模擬電路。

（3）系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括程序初始化、程序設(shè)計(jì)、聲光感應(yīng)、感應(yīng)判斷操作方便和容易修改。

參考文獻(xiàn)

[1]童詩(shī)白,華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].高等教育出版社，2006：35-60.

[2]馮育長(zhǎng).單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例分析[M].西安電子科技大學(xué)出版，2007：42-98.

[3]丁鎮(zhèn)生.傳感器及傳感技術(shù)應(yīng)用[M].電子工業(yè)出版社，1998:142-160.

[4]焦中平.照明燈聲光控制電路及制作[M].科教文匯，2007:78-93.

[5]李廣地, 朱月秀,王秀山.單片機(jī)基礎(chǔ)[M]．北京航空航天大學(xué)出版社，2005，（02）：23～27.

[6]高鋒.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)[M].科學(xué)出版社，2007:55-91.

作者簡(jiǎn)介

張德喜，1989年7月，男，漢族，沈陽工學(xué)院，學(xué)生。

通訊作者：鄭琳，1989年2月，女，漢族，遼寧人，沈陽工學(xué)院，教師，講師，碩士學(xué)位，研究方向：天線設(shè)計(jì)與制作。

Design and implementation of sound and light switch control system based on SCM

Zhang Dexi，Zheng Lin
（Shenyang Institute of Technology，Information and Control College，Liaoning，F(xiàn)ushun，113122）

Abstract：This design is based on AT89C51 single-chip microcomputer and C language.Sound and light control switch circuit is made of photosensitive resistance, electret microphone,power circuit and silicon controlled, which can achieve to switch working state of sound and light control switch.

Keywords：AT89C51; Photosensitive Resistance;Switching Circuit