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1、设计题目：基于51单片机的声控延时开关院 系： 专 业： 年 级： 姓 名： 指导教师： 西南交通大学 2016 年 月 日课 程 设 计 任 务 书专 业 姓 名 学 号 开题日期： 年 月 日 完成日期： 2016年 12月 10日题 目 基于单片机的声控延时开关 一、设计的目的自爱迪生发明电灯以来，伴随人们数千年的黑暗孤寂逐渐离我们远去，电灯也变成人们日常生活中不可缺少的部分。如今，电灯的发展日新月异，新的设计使电灯能更好的服务于我们的生活。普通灯开关在使用时有些不方便，比如，漆黑的夜晚人们不容易找到电灯的开关，而且电灯一旦打开若不及时关闭，既浪费能源，又可造成城市的光污染。声控延时开关
2、主要用于小区和办公场所的楼道里，开关的功能是，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道时，发出脚步声或者其他声音，楼道灯自动点亮，提供照明。当人们走出家门和公寓，楼道的灯延时30秒后自动熄灭，以达到节能的目的。 二、设计的内容及要求 本文主要是用51单片机来实现声控开关目的，使其具备判断声音大小和延时功能，驻极体话筒接收到一定强度的声音信号后，声音信号转换为电压信号，幅度很小，经放大、整形后，由单片机接收电压信号，程序通过判断电压的大小来判断声音大小，当声音超过一定分贝后，电灯通电点亮。当单片机接收不到连续的声音阀值后，启动延时程序，电灯大约在30秒后熄灭。 三、指导教师评语 四、成 绩 指导教师
3、(签章) 年 月 日一声控延时开关系统组成框图及工作原理本电路运用驻极体话筒将声音信号转化为电压信号的方式，通过C51单片机中逻辑语句的判断功能和计时功能，设计声控延时开关，电路控制原理如下：图 1 系统总原理图该系统以单片机为核心，控制电路主要是完成电灯的启动、停止以及对声音大小的判断，声音经过驻极话筒转化为电信号，再经过整形电路完成模数转换，数字信号传递给51单片机，由逻辑判断函数完成对声音信号大小的判断，避免生活噪音点亮电灯，浪费能源，计时电路完成对电灯的延时关断，当系统未接收到持续的声音信号时，延时30秒后电灯自动关断。二 硬件设计2.1单片机系统 图2.1 单片机系统单片机最小系统电
4、路如图2.1所示，单片机采用ATMEL公司的AT89C51，晶体振荡器选12MHz，C1、C2为22p瓷片电容，与晶体振荡器构成时钟电路。完成对单片机计时功能的辅助。2.2声音整形电路如下图所示，声音经过驻极话筒的转换传递给模数转换器，方便单片机对信号的识别和系统函数语句的执行。图2. 图2.2 模数转换电路2.3总电路图： AT89C51中: P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4个TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。
5、P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3写入“1”后，它们被内
6、部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态， ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地
7、址的地位字节在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 EA/VPP：
8、当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 振荡器特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器因此对外部时钟信号的脉宽无任何要
9、求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。 芯片擦除：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 AT89S51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。图2.3总电路图注：图中驻极话筒用滑动变阻器替代。 系统检测与仿真： 本设计的程序是采用
10、C语言来编写，并且通过单片机Proteus仿真软件对程序进行仿真，Proteus软件中的ISIS模块是电子系统仿真平台软件，主要完成电子原理图的绘制与仿真，硬件仿真图如图2.3所示，软件编程是通过keil软件进行的，通过不断仿真与调试，可以验证电路系统对声音灵敏度的研究，验证设计的可靠性和可行性，直观的对设计进行了解。三 软件设计由于本设计采用单片机实现控制，所以软件设计部份的程序编写用C语言来完成。其中主程序部分主要完成系统的初始化，如中断方式的设置，开中断，存储单元的清零等。在中断子程序中完成，按键查询等，其它的如数字信号的响应，时钟电路的控制，延时等均由相应的子程序来完成。软件编程是实现
11、多功能、智能化、操作方便的关键。在本设计中，可以把程序的各部分相互结合起来，达到完成各项设计的功能。软件设计思想：采用模块化的分层次设计方法，将软件系统功能由多个实现单一功能的子程序实现。通过调用不同的子程序，实现了复杂功能控制。这样便于调试、修改。主流程图如图3所示.初始化调用按键子程序控制电灯点亮延时程序启动延时30秒自动关断开始声音信号阀值返回YN图 3 系统主流程图 3.1 主程序：程序清单如下： #include#define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code DSY_CODE=0x3f, 0x06, 0
12、x5b, 0x4f, 0x66,0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f,0x6f; uint d,PASS;uchar GE,SHI,BAI; sbit ST=P25; sbit OE=P27; sbit EOC=P26; sbit CLK=P24; sbit BEEP=P37; void DelayMS(int x) uchar i; for(;x0;x-) i=250; while(-i); i=249; while(-i); void Show_Temperature() P0=DSY_CODEd/100;P2&=0XFd; DelayMS(5); P2|=0x0F;P0=DSY_CODEd%100/10;P2&=0XFB; DelayMS
