聲光控路燈照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-26 23:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 圖為了較好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各個(gè)模塊的功能和彼此之間的配合銜接，并且考慮到性價(jià)比，我們對(duì)系統(tǒng)各部分做了幾個(gè)方案并對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)對(duì)比論證，具體論證如下： 主控系統(tǒng)的選擇方案一：采用凌陽(yáng)公司的SPCE061A單片機(jī)[[][J].電子測(cè)試,2009,(4):9094.]。凌陽(yáng)61單片機(jī)RAM，ROM空間大、指令周期短、運(yùn)算速度快、低功耗、低電壓、且具有DSP功能，具有10位A/D轉(zhuǎn)換和兩路D/A轉(zhuǎn)換器[[][M].北京:高等教育出版社,.]，有強(qiáng)大的數(shù)模轉(zhuǎn)換功能。方案二：可編程邏輯器件CPLD[[][M].北京:電子工業(yè)出版社,.],它具有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期短、適用范圍寬、開(kāi)發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無(wú)需測(cè)試等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計(jì)。但是，該器件主要依賴于軟件設(shè)計(jì)，缺少硬件的配合，致使程序設(shè)計(jì)復(fù)雜，難以使用，運(yùn)算速度太快。CPLD同樣難以滿足本設(shè)計(jì)的需要。方案三：采用通用的51單片機(jī)作為主控制器。51單片機(jī)通用靈活、價(jià)格低廉、使用方便，程序易于編寫(xiě)和調(diào)試，支持在線仿真。開(kāi)發(fā)更加容易，使整個(gè)系統(tǒng)變得更加簡(jiǎn)單，性價(jià)比較高，C語(yǔ)言[[](第二版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,.]與匯編語(yǔ)言[[][J].電氣工程應(yīng)用,2010,(2):4447.]可以互相調(diào)用。通過(guò)分析比較之后，為了是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基于51單片機(jī)簡(jiǎn)單易學(xué)且性價(jià)比高等特點(diǎn)，我們采用方案三。 電源模塊的選擇方案一：。體積小，重量輕，使用靈活方便。但是不滿足長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)供電。方案二：采用直流穩(wěn)壓電源。輸出精度高，0到32V可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍大，使用簡(jiǎn)單，但是體積重量較大，不方便攜帶。方案三：自制0到24V直流穩(wěn)壓電源。體積小，重量輕，攜帶方便，輸出電壓可調(diào)。為避免單片機(jī)與外圍模塊電源之間的干擾、本著輕便節(jié)約的思路，單片機(jī)供電我們采用方案一，其外圍模塊供電我們采用方案三。 鍵盤輸入控制模塊的選擇方案一：采用觸摸屏液晶顯示按鍵輸入控制。采用觸摸屏液晶，精度可調(diào)，美觀大方，時(shí)尚前衛(wèi)。但其價(jià)格昂貴，易損壞，維護(hù)量工作大。方案二：采用專門的鍵盤芯片CH452。CH452內(nèi)置時(shí)鐘振蕩電路，可驅(qū)動(dòng)8位數(shù)碼管或64只LED，具有BCD譯碼、閃爍、移位段們尋址等功能。但連接線路麻煩，占用單片機(jī)空間太大。方案三：采用自制的4*4矩陣式鍵盤輸入控制，4*4矩陣式鍵盤充分利用單片機(jī)的I/O端口，節(jié)省硬件的同時(shí)，擴(kuò)增了按鍵數(shù)。同時(shí)，自己制作的矩陣式鍵盤，方便耐用，原理簡(jiǎn)單，檢修容易?；跍p少開(kāi)支和方便控制的考慮，選擇方案三。 環(huán)境明暗路燈控制模塊選擇方案一：在電子城購(gòu)買光敏傳感器。采購(gòu)光敏傳感器，使用方便，節(jié)省時(shí)間。但市面上的傳感器質(zhì)量參差不齊，質(zhì)量好的傳感器又價(jià)格不低，價(jià)格低的傳感器測(cè)量準(zhǔn)確度沒(méi)有保證。方案二：采用自己制作的光敏傳感電路。該光敏電路以光敏電阻為主要元件，利用其在環(huán)境明暗不同情況下的分壓不同，給單片機(jī)以不同反饋，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)燈控制，本方案對(duì)路燈實(shí)時(shí)控制，控制靈活，體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)。綜上分析，我們選用方案二。第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)由AT89C51單片機(jī)控制，利用聲音傳感器與光敏控制電路對(duì)外界信號(hào)進(jìn)行采集[[][M].北京:高等教育出版社,2004. 114116.]，將采集到的信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行判斷，將結(jié)果輸出，通過(guò)繼電器來(lái)控制路燈的亮滅。實(shí)現(xiàn)根據(jù)外界環(huán)境的變換來(lái)控制路燈的亮滅。系統(tǒng)的整體電路原理圖如圖 3 1。圖 3 1整體電路原理圖 AT89C51簡(jiǎn)介AT89C51是MCS51的一種。MCS51系列單片機(jī)是由美國(guó)的Intel公司開(kāi)發(fā)研制，并于1980年推出的產(chǎn)品。與MCS48系列單片機(jī)相比，其以典型的體系結(jié)構(gòu)和完善的專用寄存器集中管理方式以及方便的邏輯位操作功能和豐富的指令系統(tǒng)，為之后的其他單片機(jī)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。因此，MCS51系列單片機(jī)以其強(qiáng)大的功能和先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，增加了更多的功能模塊和電路單元，指令數(shù)可高達(dá)111條。具有非常好的中斷功能，包括一個(gè)串行中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和兩個(gè)外中斷，可通過(guò)這些功能來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，并有二級(jí)優(yōu)先級(jí)別選擇。內(nèi)置時(shí)鐘電路的頻率最高可達(dá)12MHz。MCS51單片機(jī)存儲(chǔ)器在物理結(jié)構(gòu)上分為兩種，即數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間和程序存儲(chǔ)器空間。 光敏電阻介紹光敏電阻是一種特殊的電阻，光線強(qiáng)度發(fā)生變化，其阻值也會(huì)隨之變化。將電極引線裝在光敏材料兩端，然后用透明窗的管殼將其封裝起來(lái)，這樣就構(gòu)成了光敏電阻。為增加其靈敏度可將兩電極做成梳狀。某些金屬的碲化物、硒化物、硫化物等均可作為半導(dǎo)體光敏電阻的材料。若在光敏電阻兩端的電極之間加上適當(dāng)?shù)碾妷?，便?huì)有電流從光敏電阻通過(guò)。通常都將光敏電阻器制成薄片結(jié)構(gòu)，以使其吸收的光能更多，從而提高其靈敏度。當(dāng)有光照射到光敏電阻上時(shí)，光敏層就激發(fā)出電子——空穴對(duì)，激發(fā)出的電子參與導(dǎo)電，從而增強(qiáng)了電路中的電流。光敏電阻僅僅是一個(gè)電阻器件，沒(méi)有極性，因此直流電壓和交流電壓均可使用。由半導(dǎo)體材料制成的光敏電阻，是一種利用其內(nèi)光電效應(yīng)進(jìn)行工作的光電元件。其阻值隨光照的作用而變小，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)[[][M].北京:電子工業(yè)出版社,.]。因此，光敏電阻又稱光導(dǎo)管。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓后，就會(huì)有電流通過(guò)光敏電阻，當(dāng)有光線射到光敏電阻時(shí)，電流就會(huì)隨光照強(qiáng)度的增加而增大，光電轉(zhuǎn)換就是通過(guò)這一原理實(shí)現(xiàn)。光控電路利用三極管的正向?qū)?，反向截止的原理?lái)設(shè)計(jì)。其電路原理如圖 3 2。圖 3 2 光控電
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