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单片机开发

单片机声光控灯系统


基于单片机的声光控灯系统设计

社会快速发展的同时技术也紧跟其后,很多公共场所在照明方面做出了很多措施,这也将是目前的一个发展趋势,现实生活中有了声音和光控制开光外,利用微波感应和人体红外感应开关也有。但是,微波感应不够稳定抗干扰方面不够理想,红外感应虽然它在性能方面是比微波感应上理想,但由于它的安装是比较复杂的,卖的的价格也偏贵,红外感应适用的范围有限,只能用在一些管理的比较完善的地方,比如:宾馆、饭店、楼道和一些固定走廊。虽然这些地方可以使用红外感应来控制照明,从另外方面考虑到价格问题,还有安装管理方面不利因素。

电路设计中避免了以上不稳定、性能、价格还有安装的局限性问题。能够满足大多数的环境,可以有限的节约能源。系统工作是按设定好的先后顺序执行的如图1所示。

图1 声光控灯系统工作流程图

一、声光控灯系统硬件电路设计

课程设计电路由51单片机、LM393电压比较器电路、驻极体话筒控制电路、光敏电阻控制电路、继电器控制电路、数码管倒计时,按键切换显示部分组成。

1.1单片机及显示部分

电路组成由单片机、三极管、两位共阳数码管组成。时间倒计时数码管显示电路如图2所示;当程序进入初始化时数码管显示十秒,夜晚且有声音时,继电器吸合的同时数码管开始倒计时。单片机的引脚输出高低电平改变三极管的基极电压,让Q2、Q3截止或者导通,从而改变数码管的位显示。单片机的P0口输出高低电平改变a、b、c、d、e、f的值,利用人的视觉效应,显示不同的数字两位数码管是共阳极数码管,段选接在P0口,通过改变P0口引脚的高低电平,来显示数字,而P2.3引脚用来控制个位数码管的亮灭,P2.7用来控制十位数码管的亮灭,与一定的时间间隔扫描,拉高或者拉低P0口、P2.3、P2.7的引脚将显示不同位数码管亮灭的变化。单片机的驱动电流有限,不能同时驱动数码管亮,所以增加两个PNP型三极管Q2、Q3来驱动数码管显示。

图2 时间倒计时数码管显示电路图

按键S2按下数码管暂停显示同时灯常亮,再次按下数码管继续倒计时。

1.2声光部分

图3所示是声音和光的控制电路。通过改变光敏电阻RRR的阻值,来改变同向输入端INA+的电压,同时与反向输入端INA-的电压作比较,光敏电阻RRR的阻值是受外界光线的强弱而变化,外界光线较强时RRR的阻值只有几百欧,外界光线较弱时RRR的阻值有几十兆欧。光敏电阻RRR与R5电阻串联在电路中,RRR电阻的变化引起INA+脚电压的变化。INA+引脚电压低于INA-引脚电压OUTA输出低电平,此时是晚上光敏电阻工作。INA-引脚电压可以通过滑动变阻器R4调节。

图3 声音和光的控制电路图

驻极体话筒MK1将声音转换成微弱的电压信号。当有声音时话筒感应到声音,产生交流信号,然后交流信号将C4的两端电压产生压降,迫使C4充电此时三极管基极有电压,满足三极管的导通条件,此时集电极引脚变为出高电平。INB-的电压与INB+的电压比较后OUTB输出低电平,三极管导通时间取决于电容C4的容量。

1.3继电器部分

单片机的引脚P3.7接在三极管Q1的基极,三极管用来接通和断开继电器,这样就变成了继电器驱动电路如图4所示:三极管Q1的基极接到单片机的P3.7口,单片机的I/O口输出电流大概20mA这样,所以不能直接用来带动负载。Q1用来放大电流,放大的电流是九十倍,继电器额定电流是40mA,Q1基极电流经过放大足以驱动继电器工作。P3.7口输出高电平时Q1三极管截止,P3.7口输出低电平时Q1三极管导通,继电器得电,继电器吸合常开触电闭合接通负载灯亮。

图4 继电器驱动电路图

LED用来显示继电器的吸合断开状态,当继电器吸合时LED灯亮,继电器断开时LED灯灭。

二、声光控灯系统的安装

首先画好原理图检查,编好程序画好仿真电路并调试,软件方面能实现,再次准备好焊接所需要的材料,以及各种工具器,先测试各个器件好坏,并且能正确区分各个器件正负极,以及怎么使用,焊接要注意什么,焊的过程先后顺序,焊完一部分调试一部分,焊完一部分检查一部分,懂得修改程序有问题能解决。

三、声光控灯系统全面检查

焊接电路前要对各元件单独进行测量,看有没有坏的元件,弄清楚各元件的正负极以及它的作用,在焊接时的先后顺序。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。焊接电解电容、数码管和LED灯时,烙铁温度不要太高,焊接时间不要太久,以免烧坏元件。

电路焊接完成,要对各个引脚进行检查,看看各个引脚有没有虚焊、漏焊,用万用表检查各个元件的正负极是否连在一起。各个引脚有没有短接的,有些引脚本来要连接在一起的有没有漏焊或者焊错。特别是单片机的引脚靠的太近,要用万用表检查相邻引脚是否有短路。检查各个引脚的接法是否正确,有没有把引脚的各个功能给焊错。检查完基本的测量先不要急着上电,把元件插到插座里面,再用万用表测量各个引脚看看有没有短路、断路、虚焊。最后一定要测量一次电路的正负极,看看有没有短路。

结论

本课程就是针对节能方面而设计的,利用单片机、声音、光的结合,实现照明。本论文的研究适合用在家庭、办公司、走廊、楼房、一些公共场合可当作路灯用。其工作原理利用人走路发出的声音被电路检测到,以此同时确定是晚上灯就会亮,当人离开后灯延时一下才熄灭。白天即使有人经过灯也不亮,电路本身功耗也低采用五伏电源供电,再加上电路本身自身的特点,此电路有节能的作用。该设计使用范围广而且稳定可靠,值得应用到生活中。

本课程设计声音和光敏电路可以调节其灵敏度,增加了按键可以让灯常亮,还增加了灯亮显示时间,提高了其实用性。当有人连续经过时,会重新更新以最后一个人为倒计时,这样设计比较符合实际情况。

以上就是我们深圳市组创微电子有限公司为您介绍的基于单片机的声光控灯系统设计方法。我们有丰富的智能电子产品定制开发经验,可以尽快评估开发周期与IC价格,也可以核算PCBA报价。我们是松翰单片机代理商、应广单片机代理商,出售并开发sonix与应广的MCU与语音IC方案。我们代理并开发杰理、安凯、全志、realtek等系列的IC与方案,还开发BLE蓝牙IC、双模蓝牙模块、wifi模块、物联网模块。我们的拥有硬件设计与软件开发能力。涵盖了电路设计、PCB设计、单片机开发、软件定制开发、APP定制开发、微信公众号开发、语音识别技术、蓝牙开发、wifi技术等。还可以承接智能电子产品研发、家用电器方案设计、美容仪器开发、物联网应用开发、智能家居方案设计、TWS耳机开发、蓝牙耳机音箱开发、儿童玩具方案开发、电子教育产品研发。

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