畢業(yè)設計論文小區(qū)樓道燈設計與實現(xiàn)(編輯修改稿)
2025-07-25 10:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 白天時無論有無聲音，都不會點亮燈泡，只有在夜晚或是光線較暗時，發(fā)出聲音后，才會開燈。這就必須設計一個光控電路，原理圖如圖3所示。圖3 光信號判斷電圖中D1為光敏電阻器，光敏電阻器的主要功能是，當沒有光照或光線不足時，其阻值較大，達到兆歐級以上，相當于處于短路狀態(tài)，此時R1電位器中間抽頭輸出為低電平。而當有光照時，光敏電阻阻值下降，阻值相當小，此時電位器R1的中間抽頭輸出為高電位。LM393和電位器R8組成一電壓比較器，當同相輸入端電位高于反相輸入端時，LM393輸出一高電平，反之，當反相輸入端電位高于同相輸入端時，LM393輸出一低電平，輸出信號經(jīng)過具有施密特功能的反相器74LS14，送到單片機，由單片機進行檢測，判斷是否有光照。 過零啟動保護電路的設計普通的白熾燈正常發(fā)光時的燈絲與不發(fā)光時燈絲電阻值相差甚遠，從而使得其在啟動瞬間的沖擊電流非常大，例如一只60W的燈泡，在正常發(fā)光時，電阻約為800歐，工作在標準市電220V時。然而在不放光時，燈絲的電阻阻值約為6歐，當啟動時，電流會很大。這種大電流的沖擊，很容易損壞可控硅。如圖4為白熾燈啟動時的電流波形圖。圖5 白熾燈啟動電流波形圖市電電壓是交流220V，交流電始終是從零值到峰值的變化，只要使白熾燈在零值或零值附近啟動，就可以避免大電流的沖擊。如圖5為過零啟動保護電路。D2為整流橋，SCR為可控硅，過零啟動主要是由電阻Rx1～Rx5，二極管D3和二極管O6組成。Rx2～Rx3是采樣電阻，當整流橋2號端子的電壓處于低電壓時，Rx2和Rx3之間的電壓也很低，Q6處于截止工作狀態(tài)，protect端輸出高電平。當整流橋的2號端口為高電壓時，Rx2和Rx3之間的電壓亦很高，使Q6工作在導通狀態(tài)，protect端輸出低電平。把protect的低電平信號送到單片機的I/O上進行檢測，由單片機作出判斷，再決定SCR端得電壓值，當protect為高，此時的電壓為低，可以驅(qū)動SCR導通，點亮白熾燈，當protect為低，此時的電壓為高，使SCR關(guān)閉，暫時不點亮白熾燈，等到過零點電位時才運作。因此，無論什么時候有聲音信號來，只有在低電位時，才驅(qū)動SCR可控硅打開，聲控信號才起作用，實現(xiàn)零壓啟動。圖5 過零啟動保護電路白熾燈點亮以后，可控硅SCR導通，二極管D3的陽極電位就會下降，此時二極管D3就起到了過零電壓啟動取消的作用。當有高電壓來時，Rx1與Rx2之間的電位就會高于D3的陽極電位，二極管導通，從而使Q6的基極輸入電位下降，有效地避免了燈泡的閃爍現(xiàn)象。 定時電路的設計聲控開關(guān)在打開后，需要定時一定的時間，一般為幾十秒，設計時可以借助時鐘芯片，這里選用一款美國DALLAS公司生產(chǎn)的高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘芯片DS1302.DS1302與CPU通過三線接口同步通信，其接口電路如圖6所求。圖6 定時電路 驅(qū)動輸出電路的設計前面提到，當單片機檢測到聲光信號后，要控制圖6中的SCR可控硅導通，才能點亮燈泡，因此要設計一個驅(qū)動輸出電路。圖7 驅(qū)動輸出電路如圖7所示，用一個反向器與一個NPN型的三極管，一般的8050或9013都可以，再加一個上位電阻，此處用一個10K的電位器，方便可調(diào)。單片機的一個I/O端口控制74LS14，使三極管關(guān)斷截止或?qū)ㄩ]合。當單片機檢測到有聲光信號時需要驅(qū)動可控硅導通，則單片機給一個高電平信號，經(jīng)反向器反為低電平，三極管截止，SCR輸出端為高，打開可控硅，點亮燈泡。反之，單片機給一個低電平，使三極管導通，SCR端輸出為低，可控硅截止，燈泡不亮。 電源設計燈泡的工作電壓為220V，但控制器的工作電壓為5V，所以必須設計一個電源電路，取得5V的低電壓。如圖7所示，ZI為9V穩(wěn)壓管，C7～C10為濾波電容，DD5為保護二極管，7805為三端穩(wěn)壓管。220V經(jīng)過整流后，經(jīng)過Z1穩(wěn)壓輸出9V，再經(jīng)C9和C7濾波輸出直流電壓，從7805的1腳輸出+5V。圖8 電源設計 看門狗電路的設計 簡介看門狗電路及其作用在由單片機構(gòu)成的微型計算機系統(tǒng)中,由于單片機的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾,造成程序的跑飛,而陷入死循環(huán),程序的正常運行被打斷,由單片機控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作,會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài),發(fā)生不可預料的后果,所以出于對單片機運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測的考慮,便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測單片機程序運行狀態(tài)的芯片俗稱“看門狗”（Watchdog）。聲控開關(guān)控制器長時間工作，電路中即有220V的強電，又有+5V的低工作電壓，現(xiàn)場的抗干擾在所難免，為避免單片機的程序跑飛，這里加入了看門狗電路，起到抗干擾的作用。X5045將EEPROM、看門狗定時器、電壓監(jiān)控三種功能組合在單個芯片之內(nèi)，大大簡化了硬件設計，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗，是一種理想的單片機外圍芯片。X5045引腳如圖9所示。圖9 X5045引腳圖其引腳功能如下：CS：芯片選擇輸入：當CS是高電平時，芯片未選中，并將SO置為高阻態(tài)。器件處于標準的功耗模式，除非一個向非易失單元寫的周期開始。在CS是高電平時，將CS拉低將使器件處于選擇
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