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摘 要

由于传统的走廊灯是手动开关，或多或少有些不便，同时也会造成浪费资源的情况。本文设计了一款以低功耗的AT89C51单片机为主控芯片，由声音放大电路、按键电路、继电器驱动电路、光线采集电路、电压比较电路等组成，采用驻极体识别声音信号，采用光敏电阻识别光线变化，LM393电压比较器判断信号给单片机，从而做出相应的输出状态，实现了智能化管理，不仅在有人通过时会自动照明，还能解决不同程度上的资源浪费。

关键字：单片机，声音控制，光控制，自动开关

Abstract: Because the traditional corridor lights are manual switches, they are more or less inconvenient, and they can also cause waste of resources. This paper designs a AT89C51 MCU with low power consumption, which is composed of sound amplifying circuit, key circuit, relay drive circuit, light acquisition circuit, voltage comparison circuit and so on. It uses electret to recognize sound signal, uses photosensitive resistance to recognize light change, and LM393 voltage comparator judge signal to single. The chip machine makes the corresponding output state and realizes the intelligent management. It can not only illuminate automatically when someone passes it, but also solve the waste of resources in different degrees.

Keywords: single chip microcomputer, voice control, light control, automatic switch

目录

1 绪论 4

1.1 课题背景 4

1.2 研究的目的和意义 4

1.3 国内外概况 4

2 设计方案及工作原理 5

2.1 系统的目标任务 5

2.2 系统的总体设计方案 5

3 硬件系统的设计 5

3.1 AT89C51简介 6

3.2 驻极体话筒 9

3.3 光敏电阻 11

3.4 LM393 12

3.5 继电器电路 13

4 软件设计 14

4.1 程序设计步骤 14

4.2 系统工作原理 14

4.3 软件总体设计框架 15

5 联调与测试 20

5.1 调试过程 20

5.2 调试过程中可能出现的问题 20

结论 21

参考文献 22

致谢 23

绪论

1.1 课题背景

由于最近几年我国电力产品发展迅速，以及对外出口量的增加，照明设备产业应运而生。照明产业是一个普遍的竞争产业，这是中国轻工业的最早产业之一。加入世贸组织后，一些跨国知名企业入驻中国，使得本就激烈的竞争愈加白热化。开发各种模式用途的节能电源和照明灯具显得尤为重要。

由于经济全球化的影响，欧美国家的工业调整不得不加快脚步，一些照明产品的生产缓缓转移到像中国这样的国家。因为我国加工这些成本低而且完全有条件生产。由于国内外的需求，以及世界各国越来越关注环境保护节约能源，中国照明市场前景光明。白炽灯不仅能耗高而且加剧温室效应。电力供需矛盾随着生产发展的提高日益突出。生产更多的电力意味着它将消耗更多的不可再生资源，如煤炭，石油，天然气和核材料，并且环境问题也会不断加剧。珍惜和节约用电应当从我们自身做起。安装使用声控灯就是一种体现。

LED灯不仅耗电量低，而且节电率高，属于新能源，无污染。如果使用这种声光控灯，我们在晚上行走时不会因为找不到开关而磕磕碰碰，也不会造成忘记关灯而浪费资源的现象。由于大家环保节能意识的提高，白炽灯越来越不受欢迎，这样使得LED声光控灯越来越受到大家的青睐，并且随着经济不断的发展以及房地产商的不断投资，使得这些新建楼房使用这种灯的情况越发普遍。

1.2 研究的目的和意义

研究目的：通过这项研究，我希望我能进一步理解它的发明原理，在实际生活人际交往中能发挥自己的所长，准确运用学到的理论知识和技术技能。同时，这也能不断提高我们自己的动手能力，增强自己的创新意识和思维能力，不断锻炼自身实力。通过这次毕业设计，我希望可以提高我们各方面的能力。

研究意义：普通开关可以由声音控制来代替，并且设置成只有周围黑暗时才能管用。由此可见，这是一种高效率的节电方法，节约电能可达到80%。并且这是智能自动控制，接线简单，安装方便，是学校等一些场合照明开关的理想选择。

1.3 国内外概况

20世纪90年代，声控开关技术才开始出现。由于大量普及，已经从最初的只出现在国防中发展到现在的民用。科技发展带来的先进技术，使得电路在各方面都有广泛使用。进入新世纪，各国已经意识到节约能源的重要性，这样使得更加环保又节电的新产品应运而生，并且随着时代的进步还在不断发展。而且我国改革开放以来，社会不断进步，也进一步提高了广大民众的节能意识，使得国内市场也不断扩大。以及政府的各种优惠政策也使得各生产部门不断改进生产，提高产品合格率，更加普及大众。

设计方案及工作原理

2.1 系统的目标任务

该电路主要由51单片机AT89C51实现控制，其中包括电源电路、LED灯、光敏电阻、驻极体话筒,当系统设计完成后可以实现声光控灯。

2.2 系统的总体设计方案

系统的总体方案设计图如下所示：

图2-1 总体设计框架图

由图可见，光敏电阻接收外界光信号，并且只有在晚上才能接通电路，然后再通过外部声音的传收去控制灯的亮灭，所有的过程都是自动控制。

硬件系统的设计

此次设计主要以AT89C51单片机作为主控芯片，下图为总的设计原理图：

图3-1 系统原理图

3.1 AT89C51简介

此次设计使用的单片机型号为AT89C51，它是一种性能比较高的微处理器，并且还是可以进行编程，可以擦除的只读存储器。

图3-2 AT89C51单片机引脚图

1. 时钟电路

这种单片机内部有一个高增益的，同时并且是反相的一种放大器，可以看出这些是用来组成振荡器然后来实现它的功能。这个放大器的输入端是通过引脚RXD进行线路的连接，输出端是TXD来实现线路的连接。产生时钟信号可以有两种不一样方法，其中一种是内部方式，然后另外一种是外部方式。由内部方式组成的时钟电路在RXD和TXD两种不一样的引脚上外接定时元件，这种情况内部振荡器本身就会产生一种自激振荡。定时元件的组成是我们所熟知的一种并联谐振回路，而且它使用的是石英晶体和电容来进行组成。电容值的大小起的作用不大，并且它的值的大小只对频率有微调作用。

外部方式构成的时钟电路中，接地线路，它的引脚的是RXD，接外部振荡器的线路的引脚是TXD。并且它对外部振荡信号没有其它特殊的要求，只要能够保证好脉冲宽度，并且通常情况下采用的是频率低于12MHz的方波信号。片内时钟会把振荡频率分成两分，产生两种不一样的时钟，其中一个是P1,另外一个是P2，从而来供单片机使用。

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