【正文】 當(dāng)然雖然在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候很辛苦，但是也從中學(xué)到了很多，不僅是知識(shí)上的完善，還有就是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我在堅(jiān)持中學(xué)會(huì)了靜下心來(lái)思考怎么解決問(wèn)題，其中態(tài)度也是非常重要的，做什么事情都需要一個(gè)良好的心態(tài)和勇于解決困難的勇氣。 } 武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 31 后 記 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年的所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和考核，當(dāng)初拿到這個(gè)設(shè)計(jì)題目的時(shí)候覺(jué)得很簡(jiǎn)單，不就是通過(guò) 51 單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)光控和聲控的功能，然后寫(xiě)出一段程序來(lái)讓 51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)白天燈不亮，晚上有聲音燈才亮，并且一段時(shí)間后自 動(dòng)熄滅。x0。 TR1=1。 delay(10)。 delay(60000)。*/ JD=1。 //EA=1。 void delay(uint z)。整個(gè)系統(tǒng)各 階段的功能全部完成，從而實(shí)現(xiàn)了本次實(shí)驗(yàn)的目的。 武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 24 白天有聲音燈不亮 圖 白天有聲音 白天單片機(jī)輸出 口由光控電路起作用，由于整個(gè)白天光敏電阻很小， LM393比較器接收的正電壓總是大于負(fù)電壓，因此無(wú)論 聲控電路是否接收到聲音信號(hào)， 口接收的電信號(hào)永遠(yuǎn)是高電平，發(fā)光二極管不會(huì)發(fā)光。 系統(tǒng)仿真 將利用 Keil 編譯好的程序生成 .hex 文件后加載到 Proteus 繪制好的的 51 單片機(jī)中，進(jìn)行仿真，如下圖所示 圖 系統(tǒng)仿真圖 由于聲控模塊這部分不好仿真，為簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更為直觀簡(jiǎn)潔，將聲控模塊這個(gè)整體用一個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)和電阻組成的簡(jiǎn)易模塊代替，然后進(jìn)行仿真。 系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) 根據(jù)第四章介紹將各部分模塊通過(guò) Proteus 軟件畫(huà)出具體電路圖如圖所示 圖 系統(tǒng)電路連接圖 將單片機(jī)最小模塊，聲控模塊，光控模塊與發(fā)光二極管正確連接，整個(gè)系統(tǒng)的電路圖就繪制完成了，雙擊單片機(jī) AT89C52將通過(guò) Keil軟件生成的 .hex文件載入，仿真過(guò)程會(huì)出現(xiàn)一些元器件模型在元器件庫(kù)里沒(méi)有或者重名等情況，通過(guò)一些通用元器件的替換和重新命名等手段最終得到正確的仿真圖。 武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 20 第五章 系統(tǒng)程序和電路設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)流程圖如下 圖 程序流程圖 程序執(zhí)行部分： 白天光照強(qiáng)度強(qiáng)光敏電阻阻值很小，光控電路呈導(dǎo)通狀態(tài)， 口輸出為高電 武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 21 平，則令 也為高電平，此時(shí)發(fā)光二極管不亮；晚上光照強(qiáng)度幾乎為零，光敏電阻阻值很大，光控電路呈斷開(kāi)狀態(tài)， 口輸出為低電平，此時(shí)由 口即聲控電路起作用控制發(fā)光二極管，若有聲音發(fā) 出，則聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)通過(guò) 口傳入單片機(jī)，單片機(jī)再通過(guò) 口輸出低電平，此時(shí)發(fā)光二極管亮，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)部延時(shí)功能讓其點(diǎn)亮 60 秒自動(dòng)熄滅，若無(wú)聲音信號(hào)則 口為高電平控制發(fā)光二極管處于熄滅狀態(tài)。 整個(gè)系統(tǒng)的電路原理圖： 圖 系統(tǒng)電路原理圖 武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 18 主要部分功能介紹 光控部 分 圖 光控電路 光敏電阻受到光照 ，阻值隨光照強(qiáng)度的升高而變小，當(dāng)白天光照強(qiáng)度很強(qiáng)（ 0100lx 左右），阻值很小，運(yùn)放同向輸入端為低電平，光控電路的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓電壓跟隨器后將比較微弱的電流信號(hào)放大并輸出給單片機(jī) 。 （ 3） 光控功能的調(diào)試，給系統(tǒng)不同的光照強(qiáng)度，此時(shí)可以看到路燈會(huì)隨著外界光照強(qiáng)度的不同而時(shí)亮是滅。先將整個(gè)系統(tǒng)總的實(shí)現(xiàn)原理做一簡(jiǎn)單的介紹。晶振的頻率越高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。 下 圖所示的 RC 復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上述基本功能 。 （ 3） 電壓變換： 這里主要是將強(qiáng)電變成弱電。 在本系統(tǒng)中，加入串口通信電路模塊，可以使電路的完整性大大增強(qiáng)，并對(duì)系統(tǒng)的升級(jí)有極大的優(yōu)勢(shì)，可以是系統(tǒng)在雙機(jī)通信、與上位機(jī)通信等方面擁有相對(duì)優(yōu)勢(shì)，使得設(shè)計(jì)更加完善。這是最簡(jiǎn)單的連接方法，但是對(duì)我們來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠使用了，電路如下圖所示， MAX232的第 10腳和單片機(jī)的 11腳連接，第 9腳和單片機(jī)的 10腳連接，第 15腳和單片機(jī)的 20腳連接。當(dāng)單片機(jī)接收到 0xA1時(shí)，讀取 P0端口 數(shù)據(jù)，并將讀取數(shù)據(jù)返回PC 機(jī)；當(dāng)單片機(jī)接收到 0xA2時(shí)，單片機(jī)等待從 PC 機(jī)接收一段控制數(shù)據(jù)；當(dāng)PC 機(jī)接收到 0xA3時(shí)，就表明單片機(jī)操作已經(jīng)成功。 通信協(xié)議 原理 通信協(xié)議是通信設(shè)備在通信前的約定。光控電路的輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓跟隨器后，將比較微弱的電流信號(hào)放大到單片機(jī)能夠識(shí)別的電流，然后由運(yùn)放輸出端將放大后的信號(hào)傳給單片機(jī)的 口。 通常電源不需要加旁路電容。這種現(xiàn)象僅僅出現(xiàn)在當(dāng) 比較器 改變狀態(tài)時(shí)，輸出電壓過(guò)渡的間隙，電源加旁路濾波并不能解決這個(gè)問(wèn)題，標(biāo)準(zhǔn) PC板 的設(shè)計(jì)對(duì)減小輸入 —輸出寄生電容耦合是有助的。1 ～ 177。 圖 LM393 芯片圖 主要特點(diǎn) LM393 是雙電壓比較器集成電路。 在光電自動(dòng)控制電路中，可以選用光敏電阻器作為光電傳感元件。初學(xué)者可購(gòu)置一只光敏電阻器（ MG45型 )，在夜間點(diǎn)一盞 60～ 100W 的白熾燈，用萬(wàn)用表直接測(cè)量光敏電阻器的阻值。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當(dāng)受到光照時(shí)，只要光子能量大于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，則價(jià)帶中的電子吸收一個(gè)光子的能量后可躍遷到導(dǎo)帶，并在價(jià)帶中產(chǎn)生一個(gè)帶正電荷的空穴，這種由光照產(chǎn)生的電子 — 空穴對(duì)增加了半導(dǎo)體材料中載流子的數(shù)目，使其電阻率變小，從而造成光敏電阻的阻值下降。 光敏電阻是采用半導(dǎo)體材料制作，利用內(nèi)光電效應(yīng)工作的光電元件。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見(jiàn)光）的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值（暗阻）可達(dá) 1~10M 歐 ,在強(qiáng)光條件（ 100LX）下，它阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千 歐姆 。這些制作材料具有在特定 波長(zhǎng) 的光照射下，其阻值迅速減小的特性。場(chǎng)效應(yīng)管的柵極接金屬極板。 場(chǎng)效應(yīng)管 的特點(diǎn)是輸入 阻抗 極高、 噪聲 系數(shù)低。駐極體膜片與金屬極板之間的電容量比較小，一般為幾十pF。膜片的蒸金面向外，與金屬外殼相連通。由于輸入和輸出阻抗很高，所以要在這種話筒外殼內(nèi)設(shè)置一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管作為阻抗轉(zhuǎn)換器，為此駐極體電容式話筒在工作時(shí)需要直流工作電壓。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 P3 口作為 AT89C52 的一些特殊功能口 ， 管腳備選功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時(shí)器 0 外部輸入 T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） RST：復(fù)位輸入。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙 向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門(mén)電流。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門(mén)電流。 圖 方案二 方案選擇 通過(guò)方案一與方案二的比較分析，可以清楚看到，如果在白天陰雨天氣等光照強(qiáng)度很弱的情況下路燈也不會(huì)點(diǎn)亮，方案一因?yàn)槭怯?jì)時(shí)器功能實(shí)現(xiàn)白天燈不 亮，設(shè)計(jì)不夠靈活，而方案二則很靈活地可以通過(guò)光敏電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，思路清晰明確且簡(jiǎn)潔易懂，故選擇方案二。本設(shè)計(jì)有兩種系統(tǒng)，一種是光控系統(tǒng)，另外一種是聲控系統(tǒng)，這兩個(gè)功能均通過(guò)單片機(jī)控制，使其能達(dá)到如下功能：在白天有光照強(qiáng)度強(qiáng)時(shí)，聲控不起作用，光控功能處于關(guān)閉狀態(tài)，路燈在有聲音信號(hào)的情況下也不亮；在晚上黑暗狀態(tài)時(shí)，聲控系統(tǒng)起作用， 當(dāng)有聲響的時(shí)候路燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間自動(dòng)熄滅。這種控制主要根據(jù)光照強(qiáng)度和聲音來(lái)共同控制路燈的點(diǎn)亮與熄滅。 基于單片機(jī)的聲光雙控路燈將在我國(guó)的未來(lái)城市發(fā)展中發(fā)揮更加廣泛的作用?？梢?jiàn)節(jié)能燈在國(guó)內(nèi)外都有著重大的發(fā)展和重要作用。美國(guó)、法國(guó)、荷蘭、英國(guó)、意大利等國(guó)家從上世紀(jì) 90 年代起，紛紛制定出相關(guān)扶持政策，用于推廣節(jié)能燈等節(jié)能產(chǎn)品。 國(guó)內(nèi)外關(guān)于該論題的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 由于近年我國(guó)的照明器材行業(yè)的迅速崛起，中國(guó)已經(jīng)成為電光源產(chǎn)品 的主要輸出國(guó)之一。 關(guān)鍵詞： 51 單片機(jī) 光控電路 聲控電路 光敏電阻 駐極體話筒