【《基于单片机智能声控灯设计与实现》10000字（论文）】.docx

《【《基于单片机智能声控灯设计与实现》10000字（论文）】.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【《基于单片机智能声控灯设计与实现》10000字（论文）】.docx（22页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、基于单片机智能声控灯设计与实现随若社会的不断发展人们的生活质量也越来越高，日常的璐明在生活中日益重要,照明在能源消耗的占比也日益增加，同时随着经济的发展在安全方面的隐患也逐渐显露出来.因此为了减少资源的浪费和保障财务的安全,节能和防盗报警显得尤为重要。本设计运用STC89C52单片机结合1.ED灯照感技术、人体红外感应技术等来实现一个声控防盗报警智能灯的控制。单片机通过继电器来控制照明设备的开关，通过光照检测电路中的光敏电阻来判断设备外部光线的强弱，通过声音采集器和人体红外感应来判断是否有行人通过，从而来判断照明设备的开闭与否。再通过按钮布防,在布防状总下如有行人通过，将会触发连鸣片警报。关键

2、词：声控防盗报警智能灯；STC89C52;蜂鸣器报警目录1结论21.1.概述21.2 国内外研究现状31.3 课题研究的目的与意义31.4 本文主要研究内容41.5本文的研究内容42硬件设备选型52.1 单片机选型52.1.1 ST89C52单片机52.1.2 MSP430F249单片机521.3A1.mega8单片机52.1.4 综合分析错误!未定义书签。2.2 光敏电阻选型72.3 人体感觉方式82.4 声音传感器选型82.5 驱动设备82.6 系统整体电路83硬件设计93.1 单片机最小系统的设计93.2 光照采集电路io3.3 声音信号采集电路113.4 人体红外检测电路113.5 人

3、体红夕脸测报警电路123.6 继电器控制电路134软件程序设计144.1 Kci1.UViSiOn4软牛介绍154.2 系统程序流程设计错谀书签。5仿真结果175.1 仿真软件简介175.2 系统仿真结果错书签.结论18参考文献19附录-20-1结论1.1 概述啮者城市化的逐年发展，城市建筑密度也是在迅速增大,人们的生活质量更是节节攀升。生活中的智能产品也更是随着科技的发展不断地推陈出新，智笛电磁炉、智能电饭煲、智能洗衣机等日常家具也是越来越便利,它们利用单片机来控制其各种切篷使其达到智能化控制。然而大部分家庭中已经使用的是白炽灯、台灯等传统灯具,这些灯具都有其很大的缺点.首先传统灯具功率消耗

4、大,耗电多；其次一部分人经常会出门忘记关灯而造成电能的不必要浪赞.而且当主人不在家时也会遇到陌生人入室偷窃的隐患,因此智能灯的推出有着无比巨大的意义。1.2 国内外研究现状和发展趋势隐着社会的不断发展,国家的“十一五”规划把环保和节能作为两大主邈，并且在长期的节能规划中提出照明用电占全国电量的13%,可见照明节能的重要性。从节能和寿命的角度来说,1.ED灯的耗能仅仅为节能灯的1/4,白炽灯的1.101.ED灯的寿命也可以达到IO万小时以上，这可谓是普通家庭的福音。1.ED灯同时也不含铅、汞等有害金蜃元素。I同时满足了节能与环保的要求。由于电子科技时代的发展,使得声控灯电路能更好的实现智旎化,国

5、际社会上对1.ED产业的反应也十分强烈,日本早在1998年就开始实瞄21世纪光计划”,美国在2000年开始推行“国家半导体照明计划”，同年欧盟也启动了“彩虹计划”，其目的都是为了推动1.ED的应用和发展。很多国家都开始鼓励使用节能型的光源，欧盟和澳大利亚都从2016年开始禁用白炽灯,美国也从2020年开始禁用白炽灯。2节作环保一直是我国的产业发展战路,并相继推出一系列政策来促进半导体产业的发展。我国也对1.ED产业高度里视，我国的优秀科研者们也从未停止过在1.ED应用方面的研究探索，2003年6月我国科技部联合了信息产业部、建设部、轻工业联合会等多个单位成立国家半导体照明工程协调领导小组，紧急

6、地启动了国家半导体照明工程。中国半导体照明工作小组的成立也充分的说明了我国政附对1.ED在照明领域的发展寄予了厚望。2006年初,国务院也发布了国家中长期科学和技术发展规划纲要,节能高效且寿命长的半导体照明产品被列入了中长期规划第一重点领域的第一优先主题，这一发布也在国内外引起了广泛的关注。1.3课题研究的目的与意义众所周知,节能是一个照明控制的最具说服力的优势，传统的家庭生活都是白天关灯晚上开灯,都是通过不必要的电源浪费来减少冢庭内不必要的日常开支.本课题的智能声控灯就很好地解决了旎源浪费这一问题,智施灯在保证所需的原明条件之外,在无人的情况下它有效的减少了灯具的使用时间,节约了不必要的电源

7、开支,同时也延长了灯具的使用寿命,同时智能灯照明也提高了管理水平.智能控制主要以自动化控制为主、人工控制为辅,在一般情况下智能灯的开关都不需要人为的开启与关闭,大大地减少人们在灯具是否关闭上所耗费的精I1.1.王文歼.JKUJI明技割控制金【”.曾健建就与城与城窈.20IK.37O):5-T.12)K.fift.Wr1.ft明控”余妖的工卅应用J).W假电r.20N.3Ma:912.力。同时也可以通过人体红外线感应布防、报警来恐吓住当主人不在家时入室行窃的小偷,大大地提高了主人不在家时家中财物的安全性。14本文主要研究方法(I)首先,本次设计使用的是成本梢微划算的STC89C52单片机.实现智

8、能声控灯的照明和报警功能，节约了系统的制造成本。(2)此次也是通过软件的程序编程来实现所需要的大部分功能.一部分硬件所需要的功能也转化为以软件的形式实现，更加的节约了制造成本，同时也能更好的实现所需功能。(3)软件程序的程序编码大部分也是使用C语言来进行编写,能够更好的便于我们的阅读、理解和修改,同时,也对部分的程序进行了一些注释,使程序的运行不容易出错，保证了系统运行的稳定性。(4)通过简化电路.从而降低了系统外在因素所带来的干扰，这样也大大的增强了系统的运行稳定性。1.5本文的研究内容本又衢要的描述了本课题的研究意义,表明了研究内容的创新点。之后对电路的硬件设备上也进行了精心的挑选，对比了

9、多种所需的元器件,挑选出最为合适的揩其使用.之后也阐明了单片机系统、人体红外传感系统、光照系统、光照测试模块等硬件的功能和运行。之后通过软件的程序编写来完成对主程序和各个功旎的子程序流程图中所需要完成的功能。通过实物来证明可行。2硬件设备选型2.1 单片机选型2.1.1 ST89C52单片机单片机在整个微控制器领域具有广阔的应用领域和悠久的发展历史,单片机再很多行业内都有广泛的应用。尽管51系列的单片机的配置相较于其他单片机可能相对较低,但是其凭借着自身的价格优势和操作筒便的优势在众多的单片机中脱颖而出。,本文选取的是STC89C52单片机，STC89C52使用的是MCS-5I内核,其中它增加

10、了很多改进所以吏得其芯片具备了传统51单片机所不具备的功能。它把控制应用所需的基本内容都集成再一个集成电路芯片上.使得STC89C52可以为众多的嵌入式控制应用系统提供灵活、有效的解决方案。其基本参数和结利特性如下： 微处理器：该单片机具有一个8位的微处理器.它与通用的微处理器一样具备运算器和控制器两大部分,但是它增加了面向控制点额处理功能.这样就使它不仅仅可以处理数据,还可以迸行位变量的处理。 数据存静器：单片机内为128个字节,用来存储程序在运行时的工作变星、中间运算结果、数据的缓存。 接口：1个全双工的串行口,具有四种工作方式。可用来进行串行通讯扩展并行1/0口,甚至与多个单片机相连沟成

11、多机系统.从而使单片机的切能更强且应用更广。还具有4个并行8位的I/O口,分别为P1.EkP2P3P4o 该具体参数如下表21所示：表2.iSTC89C52单片机的基本参数表工作电压3.3V5.5V工作频率(MOMHZF1.ash8KIO引脚32个RAMS12字节定时器3个16位定时器2.1.2 MSP430F249单片机对于MSP430F249这款超低功耗控制器来说，它是荚国T1.公司专门为简单刃。BMJ.m片W!K计算也与按”技术，）.北流：电子工业也量tt.21XH4519.应用设计的,在设计的过程中利用了很多低功耗外设，使得该控制器应用过程中能够进一步延长电池的使用寿命。其具体优势如下

12、：内部配置有16位的CPU,并且内置了2个的定时雳和1个12位的AD转换器，这些配置能够保证它可以满足大部分应用需求。 该芯片拥有的IO针御共计48个.就算是一些豆杂的并行控制也艇够实现。 内苣了32kHz晶振,能够支持的额定频率高达6MHzn.内部还拥有3个具有捕获/比较功能的16位计时器TimeJA和7个带有影子寄存器的16位TimejBo 在待机过程中,该芯片功耗只有03uA,并且可以在不到IUS的时间将其从待机状态唤醒。 该具体参数如下表2.2所示：表2.2MSP430F249单片机的基本参数加定电压1.8V36V额定频率16MHzRAM2KIO引脚48个定时器两个16位定时转ADC1

13、2位2.1.3ATmega8单片机1997年.ATME1.公司利用F1.ash新技术,研发出RISC精简指令集的高速8位单片机.简称AVR。而ATmega8更是该公司再2002第一季度推出的一款非常特殊的非常特殊的AVR单片机,其芯片内部集成了较大容量的存惆器和丰富的硬件接口电路.其接口强大且价格低廉的优势外加可以进行单片机嵌入式系统的设计和开发.这些特点使其成为一款极具性价比的单片机，在市场上具有很强的竞争力,深受广大单片机用户的肯睬。$其主要优势有：在相冏的系统时钟下AVR运行速度快。芯片内部的FIaSh和EEPROM容至较大并且都可以反豆烧写和支持在线编程烧写。每个K)口都可以以推挽冤动

14、的方式输出高、低电平,驱动凿力强。其具体参数如下表2.3所示：4*.ttSTt89C51单片机纽声拔11距第fi的设计【二.如与武压.2012.26(1:19-23.|$|u.EM.空NFm片机侑W怆H度控X支维riiMj1.,农机化照底.2Q12.33U:45-R表2.3ATmegaS单片机的基本参数额定电压4.5V-5.5V额定频率O-16MHzF1.ash8KIO引脚23个定时器一个16位定时器工作寄存器32个8位2.1.4综合分析为了更好更全面更直观的对比分析这三种微控制器.将以上提及的四块芯片进行对比和归纳分析，具体如表2.4所示。表2.4三种微控制器的对比表类型ST89C52单片机

15、MSP430F249单片机ATmSa8单片机最高运行频案40MH716MHz16MHz数据处理位歙8位8位8位制造成本低低低引脚数出324823编程难度新单较难筒单从以上的描述对比可知，MSP430E249系列单片机，其无论是性能还是价格、功耗，都十分优异，但是，在编程过程中难免会遇到一些专用存储器的调用，并且其编程规则较为复杂，因此,其对于一些编程新手来说可能会相对的有些困难;而ATmCga8单片机和ST89C52单片机也都可以实现其功能,但ST89C52单片机使用经典的MCS-51内核,而且做了很多改进和新增功能,并且MCS-51单片机具有很强的代表性,与课堂上所学知识相关,编程难度较低,以及手头上该系列单片机资料较多，故本次设计选择该单片机作为控制核心。2.2光敏电阻选型通常,为了便于光敏电阻吸收更多的光能,都会将其制造成前片结沟,表面还涂有防潮树脂.具有光电导效应,本次使用的光敏电阻组成的主要金属有硫化能.磁化隔