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基于单片机的楼道内声控灯及报警系统.doc
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基于单片机的楼道内声控灯及报警系统.doc
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摘 要
本课题设计一款基于单片机的楼道内声控灯及报警系统,主要由声控灯和意外紧
急报警两部分组成。声控灯部分是通过声音传感器进行声音检测,然后经单片机进行
处理,实现灯的开关智能控制。报警部分主要由蜂鸣器和按键组成,当声控灯出现故
障时,通过触动按键实现蜂鸣器报警进行维修提示。硬件电路包括单片机最小系统电
路、声音传感器检测模块、按键模块、LED 显示模块、蜂鸣器报警电路模块;软件
部分主要通过 C 程序的编程实现等灯的亮灭,然后通过发光二极管显示出来,通过
按键操作实现报警功能。设计中结合硬件、软件的分步调试,达到要求的控制效果。
当有人走过楼梯通道,发出脚步声或其它声音时,楼道灯会自动点亮,提供照明。当
人们进入家门或走出公寓,楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。当出现故障时,可触动
按钮,进行报警维修。声控延时开关不仅适用于住宅区的楼道,而且也适用于工厂、
办公楼、教学楼等公共场所,它具有体积小、外形美观、制作容易、工作可靠等优点。
关键词:单片机;声控灯;报警系统;声音传感器;蜂鸣器
Abstract
This project is based on single-chip design a voice-activated light and alarm system in
the building, by voice-activated lights and emergency alarm which two key
components.Voice-activated light partly through sound sensors for sound detection, and
then single-chip processing, realization of intelligent control for the light switch.Alarm part
consists mainly of beeper and keys, when voice-activated lights fail, through touches the
pressed key realization light buzzer alarms for maintenance tips.The hardware circuit
consists of single chip microcomputer minimum system circuit, sound sensors module,
keys module, LED display module, a buzzer alarm circuit module;Software part mainly
accomplished by programming of C programs such as destroy the light of lights, and then
through the led display,Alarm functions are realized by key operation.In the design of
combination of hardware and software debugging step by step, meet the requirements of
control effect.When people walk through the stairs, when making footsteps or other sound,
stair lights will automatically light up and lighting.When people enter the House or get out
of the apartment, corridor lamp delay automatically turns off after a few minutes.When a
failure occurs, you can touch a button and alarm servicing.Voice-activated inertia switch
applies not only to the residential area of the building, but also to factories, office buildings,
school buildings and other public places, it is of small size, pleasing in appearance, making
easy, reliable and so on.
Keywords:microcontroller; voice-activated light and alarm system; sound
sensors; buzzer
目 录
第 1 章 概述 ...........................................................................................................................1
1.1 选题的目的 ..............................................................................................................1
1.2 声控灯的研究背景及发展意义 ..............................................................................1
1.3 本章小结 ..................................................................................................................2
第 2 章 总体方案设计 ...........................................................................................................3
2.1 系统设计的思路 .......................................................................................................3
2.2 系统硬件描述 ..........................................................................................................3
2.3 系统软件描述 ..........................................................................................................3
2.4 本章小结 ..................................................................................................................4
第 3 章 硬件的设计 .............................................................................................................5
3.1 硬件芯片介绍 ..........................................................................................................5
3.2 系统硬件架构 .........................................................................................................12
3.3 原理图的绘制 ........................................................................................................16
3.4 本章小结 ................................................................................................................18
第 4 章 系统软件设计 .........................................................................................................19
4.1 Keil C51 开发环境简介..........................................................................................19
4.2 程序的编写 ............................................................................................................22
4.3 主程序流程图 ........................................................................................................26
4.4 本章小结 ................................................................................................................27
第 5 章 实物焊接与调试 .....................................................................................................28
5.1 实物焊接 ................................................................................................................28
5.2 调试硬件 ................................................................................................................28
结 论 .....................................................................................................................................30
参考文献 ...............................................................................................................................31
致 谢 .....................................................................................................................................32
附 录 .....................................................................................................................................33
第 1 章 概述
1.1 选题的目的
声控灯的制作目的是通过声控灯的制作,提高学习电路知识的兴趣及提高电子电路的
理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;学习晶
体管电路的基本设计能力及基本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试并掌握
元器件的测试方法;使用适当的软件进行仿真和制作 PCB 板图,掌握自己制作印制电路板
的方法,锻炼实际动手操作能力。
1.2 声控灯的研究背景及发展意义
1.2.1 声控灯研究背景
随着社会的发展,国家“十一五”规划把节能和环保作为两个主题,而且国家节能中
长期专项规划明确提出照明用电占全国电量的 13%,可见照明节能显得非常重要。这就要
求更加节能和环保的声控延时开关照明灯的出现,以满足人们对高质量生活的要求。
当今世界在以电子信息技术为前提下推动社会跨越式的进步,科学技术的飞速发展日
新月异带动了各国生产力的大规模提高。由此可见科技已成为各国竞争的核心,尤其是电
子信息技术更显得极为重要,在国民生产各部门电子信息技术得到了广泛的应用。只要在
一定范围内有声音发出且达到一定响度电路就会导通工作,又由延时部件控制其工作时间。
该电路的设计较完备,在电能节约方面处理的较好,但该电路也存在一定的缺陷,如
果要使灯只在灯光昏暗的时候亮则该电路无法实现,为此要对该电路进行升级,所谓升级
就是对电路的功能进行进一步完善。我们可以为其添加一些硬件如光敏电阻,使在不影响
电路正常智能化实现的前提下,电路能受人为所控制以至更好的为人们服务。
发展半导体照明对节能、环保和建设节约型社会都有重要的战略意义,正逐渐成为人
们的共识,世界各国均加大投入,将 LED 通用照明作为未来国家能源战略的重点。我国也
把半导体照明作为一个重大工程进行推动。LED(半导体发光二极管)是目前各国科学家
和照明领域技术工作者公认的一种最节能、环保的新型光源,具有优越的经济效益和社会
效益,它的应用前景非常广阔
[1]
。
1.2.2 声控灯的发展意义
目前,我国半导体照明产业发展形势看好,外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业
规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。在产业规模迅速增长的同时,国内产业
结构也有了较大提升,中高端产品份额逐步增加,如显示屏芯片、SMD 和大功率封装产品、
路灯等照明产品都有明显进步。2007 年我国 LED 封装产值达到 168 亿元,较 2006 年的 148
亿元增长 15%;产量则由 2006 年的 660 亿只增加 24%,达到 820 亿只,其中高亮 LED 产值
达到 120 亿元,占 LED 总销售额的 71%。同时从产品和企业结构来看国内也有较大改善,
SMD 和大功率 LED 封装增长较快,目前全国大功率封装产能已达到 10K/月左右。
目前,我国上游产业参与单位多,但与国际先进水平比较,技术差距大,能满足市场
需要且规模化生产的企业少,封装所需芯片尤其高档芯片主要靠进口。中游封装产业从上
个世纪六七十年代开始发展,一个 LED 的综合质量是由芯片质量和封装质量所决定的,二
者各占 50%的比重.因此,中游的封装技术在整个 LED 产业中占据重要地位。而我国目前
在 LED 中游产业技术上和国外差距不大,但规模与国外大公司比,差距较大。传统引线型
LED 封装技术已相对成熟,但新型 LED 包括 Chip LED、Top LED、Power LED 的封装刚
刚起步,仍面临一些设备和技术问题需要克服
[2]
。
我国的优势在于应用技术产品开发创新能力走在全球前例,与产业配套的能力强,市
场已启动且潜力巨大。LED 产业在我国已初具规模,已初步形成从外延片生产、芯片制造、
器件封装到集成应用比较完整的产业链。但目前大多是低端产品,高端产品方面国内的研
发和产业水平与国外相比有一定的差距,因此国内 LED 产业的发展重心,就是强化可持续
发展的、以企业为主体的产业创新研发能力和以政府、企业联动的产业创新平台。
在中国国家产业扶持、台商加入及国际巨头三方推进下,中国的上海、大连、南昌、
厦门、深圳这 5 大 LED 产业基地产能有了全面提升,中国已成为继日本、台湾、韩国之后
又一个国际 LED 产业基地。
1.3 本章小结
声控电路有着广泛的应用。该照明灯在有突发声响(如拍手声、脚步声等)出现时即
可点亮,延时点亮一段时间后又能自动熄灭,可做夜间起身照明用。又比如楼道照明等一
般都是由人工操作的,如果采用声控电路,根据有无声音来自动开启和关闭照明灯,做到无
人自动控制,可以减轻工人的劳动强度,有效的节约能源。使用这种照明电路,人们就不
必在黑暗中摸索开关,也不必再担心点长明灯费电和损坏灯泡了。只要有脚步声或其它较
强的声响时,灯便自动点亮,延时一定时间后自动熄灭。特别适用自动控制路灯照明以及
走廊和楼道等处的短时照明。
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