声、光同时控制的路灯照明电路的设计

1、中文题目：声、光同时控制的路灯照明电路的设计外文题目：DESIGN OF ACOUSTO-OPTIC CONTROL STREET LIGHTING CIRCUIT毕业设计论文共 ×× 页其中：外文文献及译文××页 图纸共×张 完成日期 20××年×月 辩论日期 20××年×月摘要本文阐述了一种简单的的声、光同时控制的路灯电路的制作。声、光同时控制的路灯电路，其功能为能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等诸多特点。本设计选择了声敏传感器、光

2、敏传感器等作为本设计的根本元件，以AT89C2051单片机为核心，采用串行A/D对声音信号的采集，综合了声、光和延时控制。该系统其工作稳定，节约电能并可延长灯泡寿命。光敏传感器,声控传感器两种传感器相互结合形成了声控、光控两种控制的电路。文章应用了过零启动技术，开关工作在频繁的开关状态时不易损坏可控硅。本系统中还参加了看门狗电路，在工作的过程中可以起到抗干扰的作用，大大的加强了系统的可靠性及实用性。关键词：传感器；声控；光控；节能；单片机ABSTRACTSound and light control corridor lights switch for automatic switch dur

3、ing the day, night lighting, people take the light off. Sensitive, low consumption, stable performance, long life, energy saving and so on. Here are sound, light control automatically delay saving switch, combines sound, light and time delay control, job security, power saving and extended lamp life

4、. This design choice of acoustic sensors, photosensitive sensor etc as the design of the basic elements, with AT89C2051 microcomputer as the core, and adopting the serial A/D for sound signal collection, integrated sound, light and delay the control. This system its stable work, saving energy and ca

5、n prolong the service life of the bulb.Photosensitive sensor, sonic sensor two sensors to unify mutually formed sonic, optical two control circuit. Article applied zero start-up technology, switch work in frequent switch to SCR.The system also joined the Watchdog circuit, in the process plays a role

6、 of anti-interference, greatly strengthened the system reliability and practicability.Key words:sensor；voice；optical control；energy saving；microcomputer目录1 绪论11.1 课题研究背景及意义11.2 课题研究目标11.3 课题研究内容22 总电路设计及方案说明32.1 设计要求32.2 设计方案33 单元电路的设计及说明83.1 声音信号采集电路83.2 光信号判断电路93.3 过零启动保护电路103.4 定时电路123.5 驱动输出电路14

7、3.6 电源电路153.7 看门狗电路164 系统软件设计194.1 程序的流程图194.2 程序源代码设计20 延时程序204.2.2 TLC2543读写程序204.2.3 DS1302驱动程序214.2.4 X5045驱动程序244.2.5 主程序设计265 结束语29参考文献30致谢31附录A 总电路原理图32附录B 外文文献33附录C 译文391 绪论1.1 课题研究背景及意义随着目前我国社会的飞速开展，国内的各行各业都大量的用到了电力，而我国的火力发电过度的消耗资源，核力发电却还在普及中，所以节约电能是目前来说很必要也是必须需要我们解决的问题，迫在眉睫。在众多的公共场合，例如街道，工

8、厂以及居民楼道中长明灯的显现是十分普遍的，长明灯现象会造成电力资源的极大浪费。除此之外，由于人们的频繁开关或者一些非主观因素导致开关的损坏率过高也是一个普遍现象。所以为此，本人根据模拟电子技术和数字电子技术、传感器原理以及单片机原理设计了一种合理节电、结构简单、使用寿命长的声、光同时控制的路灯照明电路。本文阐述了由单片机AT89C2051单片机控制的简单的声、光同时控制的路灯电路的制作。声、光同时控制的路灯电路，能自动控制白天开关、夜晚亮灯、人走灯灭。具有灵敏、低耗、性能稳定、使用寿命长、节能等特点。选择声敏传感器、光敏传感器作为根本元件。综合了声、光和延时控制、工作稳定、节电并可延长灯泡寿命

9、。光敏传感器,声控传感器两种传感器形成了声控、光控两种控制的电路。实现了电子开关的两种控制，实验结果实现了灯的控制。到达了节约能源的意义。1.2 课题研究目标在本设计中说明介绍了声、光同时控制的路灯照明电路的控制器的组成、性能及工作原理，同时给出了各种电路的原理图及元件参数以供说明。我个人认为该电路节电效果明显同时还缩减了维修量，节约了资金使用效果良好，符合当代节约型、绿色型社会的科学开展观。本路灯在光照条件好的情况下，会忽略所有的声音，即在阳光明媚时是不会照明的，只有在光照条件不好的情况下，才会自动监测周围的声音，当到达一定的分贝时会自动开始照明，为工作人员或者行人提供光源，当无声后几十秒钟

10、后会自动熄灭，节约电能，并监测声音，等待下次照明。在了解AT89C2051、光敏电阻、可控硅等根底上，研究声光双控路灯电路，并对电路进行理论和可行性分析，使研究具有一定的理论水平与实用价值。1.3 课题研究内容随着电子技术尤其是数字电子技术的开展，用数字电路技术实现灯的自动发亮、节能节电、延长灯的寿命变得越来越重要，而且符合我国向节约型社会转变的战略部署。自动化控制也给人们的生活、带来极大的方便。声光控制开关是声音和光控制电路工作的电子开关。它将声音如击掌声或者脚步声和光转化为电信号，经放大、整形，输出一个开关信号去控制照明电路例如白炽灯的工作，在自动控制工业电器和家用电器方面亦有着广泛的用途

11、。公共场合，例如街道，工厂以及居民楼道中长明灯的显现是十分普遍的，长明灯现象会造成电力资源的极大浪费。除此之外，由于人们的频繁开关或者一些非主观因素导致开关的损坏率过高也是一个普遍现象。因此，设计研制一种电路新颖、平安节电、结构简单、安装方便的声光双控照片电路白炽灯节能自动开关显得相当有必要。使公共场所和居民居住区的公共楼道灯在白天时不亮，晚上闻声自亮，待人走后，几十秒后自动关闭，既方便，又省电。以往的声控开关大多都是应用模拟电子技术进行设计，分立元件多，不可靠，如今单片机技术已经相当成熟，运用单片机可以设计出智能型的声控开关，电路设计好后，运用软件编程来实现其功能，灵活方便，修改简单。本设计

12、为一声光自动控制照片电路白炽灯开关。白天或夜晚光线较亮时，光控局部将开关自动关断，声控局部不起作用。当光线较暗时，光控局部将开关自动翻开，负载电路的通断受控于声控局部。电路是否接通，取决于声音信号强度。当声强到达一定程度时，电路自动接通，点亮照片电路白炽灯。这样，通过对环境声光信号的检测与处理，完成对照明电路白炽灯的控制。论文共有4章，其具体内容如下：第1章：绪论：主要介绍本课题的研究背景及意义、研究目标及研究内容。第2章：主要介绍本课题的总体电路设计及其原理说明。第3章：介绍各个单元单元电路设计与分析。第4章：程序的设计。2 总电路设计及方案说明2.1 设计要求 整个电路由电源电路、放大电路

13、、声控电路、光控电路及延时电路等局部组成。1当白天或夜晚光线较亮时，整个电路由光控局部控制，声控局部不起作用。光控电路对外界光亮程度进行检测，输出与光亮程度相对应的电压信号，从而实现白天灯泡不亮。此时即便有声音，灯泡也不亮。2当光线较暗时，负载电路的通断受控于声控局部。声控电路主要将声音信号转变为电信号，且电路是否接通，取决于声音信号的强度。当声强到达一定程度时，电路自动接通，点亮灯泡。 3灯泡点亮后，延时电路控制延时30秒，当延时时间到，再等待下一次声音信号触发。4此外，电路带强切功能，在特殊情况下强制切断。2.2 设计方案设计声光控开关，最起码要考虑三方面的问题，其一是灯泡的开关控制，这是

14、由220V市电供电。其二是光控制，使其在有光时，即使有声音也不能亮。其三就是声音控制，在晚上或光线缺乏时，只要有人经过，发出声音，灯泡就会点亮。设计的整体方案图如图2-2-1所示。CPU以AT89C2051单片机为核心，AT89C2051是低电压，高性能CMOS8位单片机，引脚功能和指令系统与MCS-51兼容的20引脚封装单片机，片内含2K字节的EPROM，与MCS-51的主要不同之处是少了P0和P1口，能方便地用于不需外扩程序存储器的应用场合，到达简化电路、缩小体积、减小功耗和降低本钱的目的。整个设计包括以下几个模块：1. 声信号采集模块。该模块主要负责声音信号的采集并放大，再经过A/D转换

15、器输入到单片机。2. 过零保护模块。应用过零保护技术，设计一对开关元件可控硅的过零保护电路。3. 光信号采集模块。对光信号进行处理，当电路中识别有光信号时，输出一电平信号给单片机，当晚上或光照强度不够过暗时，输出一反向信号给单片机，由单片机进行判断。4. 时钟定时模块。使用一时钟芯片，起到定时的功能，当灯被触发工作发光后，到达定时时间后，灯自动熄灭。5. 看门狗模块。对现场干扰起到保护作用，防止单片机的程序跑飞，增加系统的可靠性。6. 输出驱动模块。由单片机控制，使之输出一设定电压值，到达可控硅SCR，使可控硅翻开。下列图为整体设计方案图：AT89C2051单片机过零保护光信号采集声信号采集A

16、/D时钟定时可控硅整流220V驱动输出看门狗图2-2-1 整体设计方案图Fig.2-2-1 The overall design scheme figureAT89C2051是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含2k bytes的可反复擦写的只读程序存储器PEROM和128bytes的随机数据存储器RAM，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C2051单片机在电子类产品中有广泛的应用。AT89C2051是一带有2K字节闪速可编程可擦除只读存储器EEPROM的低电压

17、，高性能8位CMOS微处理器。它采用ATMEL的高密非易失存储技术制造并和工业标准MCS-51指令集和引脚结构兼容。通过在单块芯片上组合通用的CPLI和闪速存储器，ATMEL的AT89C2051是一强劲的微型处理器，它对许多嵌入式控制应用提供一定高度灵活和本钱低的解决方法。AT89C2051提供以下标准功能：2K字节闪速存储器，128字节RAM，15根I/O口，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，一个精密模拟比拟器以及两种可选 的软件节电工作方式。空闲方停止CPU工作但允许RAM、定时器/计数器、串行工作口和中断系统继续工作。掉电方式保存RAM内容但振荡器停止工作并禁止

18、有其它部件的工作到下一个硬件复位。图2-2-2 AT89C2051的引脚图Fig 2-2-2 The pins figure of AT89C2051AT89C2051的引脚如图2-2-2功能如下：l VCC：电源电压。 l GND：地。 l P1口：P1口是一个8位双向I/O口。口引脚P1.2P1.7提供内部上拉电阻，P1.0和P1.1要求外部上拉电阻。P1.0和P1.1还分别作为片内精密模拟比拟器的同相输入(ANI0)和反相输入(AIN1)。P1口输出缓冲器可吸收20mA电流并能直接驱动LED显示。当P!口引脚写入“1时，其可用作输入端，当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将

19、因内部的写入“1时，其可用作输入端。当引脚P1.2P1.7用作输入并被外部拉低时，它们将因内部的上拉电阻而流出电流。 l P3口：P3口的P3.0P3.5、P3.7是带有内部上拉电阻 的七个双向I/O口引脚。P3.6用于固定输入片内比拟器的输出信号并且它作为一通用I/O引脚而不可访问。P3品缓冲器可吸收20mA电流。当P3口写入“1时，它们被内部上拉电阻拉高并可用作输入端。用作输入时，被外部时拉低的P3口脚将用上拉电阻而流出电流。P3口还用于实现AT89C2051的各种第二功能，如表2-2所列：表2-2 P3口第二功能Table 2-2 P3 pin second function引脚口功 能

20、RXD串行输入端口TXD串行输入端口INT0外中断0INT1外中断1T0定时器0外部输入T1定时器1外部输入P3口还接收一些用于闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 l RST：复位输入。RST一旦变成高电平所有的I/O引脚就复位到“1。当振荡器正在运行时，持续给出RST引脚两个机器周期的高电平便可完成复位。每一个机器周期需12个振荡器或时钟周期。l XTAL1：作为振荡器反相器的输入和内部时钟发生器的输入。l XTAL2：作为振荡器反相放大器的输出。AT89C2051的主要性能：l 和MCS-51产品兼容；l 2KB可重编程FLASH存储器10000次； l 2.7-6V电压范围；l 全静态

21、工作：0Hz-24MHz；l 2级程序存储器保密锁定；l 128*8位内部RAM；l 15条可编程I/O线；l 两个16位定时器/计数器；l 6个中断源；l 可编程串行通道；l 高精度电压比拟器P1.0，P1.1，P3.6； l 直接驱动LED的输出端口。3 单元电路的设计及说明3.1 声音信号采集电路 图3-1 声信号采集电路Fig.3-1 Acoustic signal acquisition circuit如图3-1所示，为声音信号采集电路。R6为传感器件，当环境中没有声音时，其输出为低电压信号；假设检测出环境中有声音，其输出一电压值，该电压值经过运算放大器OP07放大，放大倍数为R2/

22、R4，R2为可变电阻，可以调节其阻值，使上图中放大器放大倍数改变，到达调节系统监测声音灵敏度的目的。图中的TLC2543为A/D转换器，TLC2543采用的是串行接口，与外围电路的连线简单，三个控制输入端为CS片选、输入/输出时钟I/O CLOCK以及串行数据输入端DATA INPUT。片内的14通道多路器可以选择11个输入中的任何一个或者3个内部自测电压中的一个，采样-保持是自动的，转换结束时，EOC输出变高。TLC2543的主要特征如下：l 11个模拟输入通道；l 66ksps的采样速率；l 最大转换时间为10us；l SPI串行接口；l 线性度误差最大值为±1LSB；l 低供电

23、电流1mA典型值；l 掉电模式电流为4uA。由于TLC2543具有以上特点，其转换速度快，与单片机接口简单，且占用的I/O口少，因此在本设计中选择其进行A/D转换，用于采集声音信号。 3.2 光信号判断电路系统中的声控开关除了要具有声音控制功能外，还要具有光控制功能，即在白天或者光照充足的情况下，无论环境中有无声音，系统都不会点亮灯泡。只有在夜晚或者光照条件不好的情况下，在检测到声音时，才会点亮电灯。这就必须设计一个光控电路，原理图如图3-2所示。 图3-2 光信号采集电路Fig 3-2 The light signal acquisition circuit图中D1为光敏电阻，光敏电阻的主要

24、功能是，当没有光照或光线缺乏的情况下，其阻值较大，到达兆欧级以上，相当于处于断路状态，此时R1电位器中间抽头输出为低电平。而当有光照时，光敏电阻阻值下降，阻值相当小，此时电位器R1的中间抽头输出为高电位。LM393是双电压比拟器集成电路，是高增益,宽频带器件，象大多数比拟器一样，如果输出端到输入端有寄生电容而产生耦合，那么很容易产生振荡。这种现象仅仅出现在当比拟器改变状态时，输出电压过渡的间隙，电源加旁路滤波并不能解决这个问题，标准PC板的设计对减小输入输出寄生电容耦合是有助的。减小输入电阻至小于10K将减小反应信号，而且增加甚至很小的正反应量(滞回1.010mV)能导致快速转换,使得不可能产

25、生由于寄生电容引起的振荡，除非利用滞后，否那么直接插入IC并在引脚上加上电阻将引起输入输出在很短的转换周期内振荡，如果输入信号是脉冲波形，并且上升和下降时间相当快，那么滞回将不需要。LM393和电位器R8组成一电压比拟器，当同向输入端电位高于反向输入端时，LM393输出一高电平，反之，当同向输入端的电位低于反向输入端时，LM393输出一低电平，输出信号经过具有施密特功能的反相器，74LS14，送到单片机，由单片机进行监测，判断是否有光照，并对光照强度进行识别。3.3 过零启动保护电路普通的白炽灯正常发光时的灯丝与不发光时的灯丝电阻值相差甚远，从而使得其在启动瞬间的冲击电流非常大。例如，一只60

26、W的灯泡，在正常发光时其电阻值大约为800欧姆，工作在标准市电220V下时，工作电流不到0.3A。然而该灯泡在不发光时，灯丝的电阻阻值却为60欧姆，当启动时，电流会很大，约有3.5A左右。这种大电流的冲击，是很容易损坏可控硅等元器件的。图3-3-1为白炽灯的启动时的电流波形图。图3-3-1 白炽灯启动时电流波形图Fig 3-3-1 Incandescent lamp startup current waveform figure市电电压时交流220V，交流电始终是从零值到峰值的变化，只要使白炽灯在零值或零值附近启动，就可以防止大电流的冲击。如下图为过零启动保护电路。D2为整流桥，SCR为可控硅

27、，过零启动主要是由电阻Rx1Rx5，二极管D3和三极管Q6组成。Rx1Rx3是采样电阻，当整流桥2号端子的电压处于低电压时，Rx2与Rx3之间的电压也很低，Q6处于截至工作状态，protect端输出高电平。当整流桥的2号端口为高电压时，Rx2与Rx3之间的电压亦较高，使Q6工作在导通状态，protect输出低电平。把protect的电平信号送到单片机的I/O上进行检测，由单片机做出判断，再决定SCR端的电压值，当protect为高，此时的电压为低，可以驱动SCR导通，从而点亮白炽灯，当protect为低，此时的电压为高，使SCR关闭，暂时不点亮白炽灯，等到过零点电位时才运作。因此，无论什么时候

28、有声音信号来，只要有低电压时，才驱动SCR可控硅翻开，声卡信号才起作用，实现了零压启动。图3-3-2 过零启动保护电路Fig 3-3-2 The zero startup protection circuit白炽灯点亮后，可控硅SCR导通，二极管D3的阳极电位就会下降，此时的二极管D3就起到了过零电压启动取消的作用。当有高电压输入时，Rx1与Rx2间的电位就会高于D3的阳极电位，二极管导通，从而使Q6的基级输入电位下降，从而有效的防止了灯泡的闪烁现象。3.4 定时电路声控开关在翻开后，需要定时一定的时间，一般为几十秒，设计时可以借组时钟芯片，这里选用一款没过DALLAS公司生产的高性能、低功耗

29、、带RAM的实时时钟芯片DS1302。它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平

30、来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位存放器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，那么会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc>2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。DS1302引脚功能图如图3-4-1所示。 图3-4-1 DS1302的引脚功能图Fig 3-4-1 DS

31、1302 pin function diagramDS1302与CPU通过三线接口进行同步通信，其接口电路如下列图所示。图3-4-2 定时电路Fig 3-4-2 Timing circuit3.5 驱动输出电路前面提到的，当单片机检测到声光信号后，要控制图3-3-2中的可控硅SCR导通，这样才能点亮灯泡，因此我们需要设计一个驱动输出电路。图3-5 驱动输出电路Fig 3-5 Driver output circuit如图3-5所示，用一个反向器与一个NPN型的三极管，一般的8050或9013都可以，再加上一个上位电阻，此处使用一个10K的电位器，方便可调。单片机的一个I/O端口控制74LS14

32、，使三极管关断截至或导通闭合。74LS14是一个六反相器施密特触发。施密特触发器是一种特殊的门电路，与普通的门电路不同，施密特触发器有两个阈值电压，分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。在输入信号从低电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压，在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。它是一种阈值开关电路，具有突变输入输出特性的门电路。这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化低于某一阈值而引起的输出电压的改变。利用施密特触发器状态转换过程中的正反应作用，可以把边沿变化缓慢的周期性信号变

33、换为边沿很陡的矩形脉冲信号。输入的信号只要幅度大于vt+，即可在施密特触发器的输出端得到同等频率的矩形脉冲信号。当输入电压由低向高增加，到达V+时，输出电压发生突变，而输入电压Vi由高变低，到达V-，输出电压发生突变，因而出现输出电压变化滞后的现象，可以看出对于要求一定延迟启动的电路，它是特别适用的。当单片机检测到有声光信号时，需要驱动可控硅SCR导通，那么单片机给一个高电平信号，经反向器取反为低电平，三极管截至，可控硅SCR输出端为高，翻开可控硅，点亮灯泡。反之，单片机给一个低电平，使三极管导通，可控硅SCR输出端为低，可控硅SCR截止，灯泡不亮。3.6 电源电路灯泡的工作电压为220V，但

34、控制器的工作电压为5V，所以必须设计一个电源电路，取得5V的低电压。如图3-6所示，Z1为9V稳压管，C7C10为滤波电容，D4、D5为保护二极管，7805为三端稳压管。220V经过整流后，经过Z1稳压管输出9V，再经过C9和C7滤波输出直流电压，从7805的1脚输入，3脚输出+5V电压。图3-6 电源电路Fig 3-6Power circuit7805为三端固定集成稳压电路经常使用的元器件。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO- 220 的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。7805的各项参数如表3

35、-6所示。表3-6 三端稳压集成电路7085电参数表Tab 3-6 Three end 7085 voltage electrical parameter table integrated circuits参数符号测试条件最小值典型值最大值单位输出电压VoTj=25V5.0mA<1o<1.0A,Po<15WVi=7.5v to 20vV线性调整率VoTj=25,Vi=7.5V to 25V100mVTj=25,Vi=8V to 12V50mV负载调整率VoTj=25 9100mVTj=25,lo=250mA to 750mA450mV静态电流IQTj=258mA静态电流变化率

36、IQmAVi=8V to 25VmA输出电压温漂Vo/Tlo=5mAmV/输出噪音电压VNf=10Hz to 100KHz,Ta=2542V纹波抑制比RRf=120Hz,Vi=8V to 18V6273dB输入输出电压差Volo=1.0A,Tj=252V输出阻抗Rof=1KHz15m短路电流1SCVi=35V,Ta=25230mA峰值电流1PKTj=25A3.7 看门狗电路声控开关控制器长时间工作，电路中既有220V的强电，又有+5V的地工作电压，现场的干扰是在所难免的，所以为了防止单片机的程序跑飞，这里我们参加了看门狗电路，起到抗干扰的作用。X5045将EEPROM、看门狗定时器、电压监控三

37、种功能组合在单个芯片之内，大大简化了硬件的设计，同时提高了系统的可靠性，减少了对印制电路板的空间要求，降低了本钱和系统的功耗，是一种很理想的单片机外围芯片。X5045的引脚图如下图。图3-7-1 X5054引脚图Fig 3-7-1 X5054 pins figure其引脚功能如下：l CS：片选端，当CS为高电平时，X5045被禁止，输出引脚处于高阻抗，除非有一个内部写操作正在进行，此时的5045将工作在待机功耗模式。当CS为低电平时，5045被选通。应当指出的是，在上电之后，在片选信号有高变低之前，不能进行其他的操作；l SO：串行输出端口，一个推/拉的串行数据输出引脚，在一个读周期内，数据

38、通过该引脚被输出，在串行时钟周期的下降沿数据被保存；l SI：串行输入端口，所有的代码，地址和数据都是在串行时钟的上升沿通过该端口被锁存的，数据或命令由此引脚逐位写入X5045；l SCK：串行时钟，它用来控制串行总线在一定的时间内进行数据的输入和输出。在时钟输入的上升沿将输入的代码，地址和数据进行锁存，其上升沿将数据或命令写入，下降沿将数据输出；l WP：写保护端口。当WP处于低电平时，写入被禁止，而其他的功能不受影响。当WP处于高电平时，所有功能均可正常运行。当CS和WP同时为低电平时，写入被禁止.如果内部的写周期已经开始运行，WP的低电平将不会对该操作造成影响。写保护输入，当它低电平时，

39、写操作被禁止；l Vss：接地；l Vcc：正电源电压；l RESET：复位端口。当电源电压低于它的最低允许电压时，复位端口启动，直到电源电压超过允许的最低电压并保持200ms。如果看门狗定时器启用，CS仍然可能处于偏高或偏低状态的时间长于看门狗时间限制，复位信号便被启动。CS处于下降沿时会使得看门狗定时器被重置。系统中X5045看门狗局部的硬件连接图如图3-7-2所示。X5045芯片内包含有一个看门狗定时器，通过软件预置系统的监控时间后，假设在预置的时间内看门狗芯片的CS端电平没有发生变化，那么X5045将从RESET输出一个高电平，CPU再接收到高电平信号后，复位。图3-7-2 看门狗电路

40、Fig 3-7-2 Watch-dog circuit4 系统软件设计4.1 程序的流程图图4-1 程序流程图Fig 4-1 Program flow chart是否处于零压？是是否否开始初始化是否为晚上？采集声信号有声音？开灯时间到？关灯结束否是是否4.2 程序源代码设计4.2.1 延时程序在编写程序中要用到适当的延时,所以先编写一个大概1ms的延时子程序,方便在后面的程序中调用,程序代码如下：/延时子程序void delay(unsigned int j) unsigned char i； While(j-) for(i=125；i>0；i-) ； 4.2.2 TLC2543读写程序

41、TLC2543为A/D转换器，编写其子程序，到后面主程序中调用。程序代码如下：/ TLC2543与单片机的接口定义如下：sbit tlc2543_clk = P32；sbit tlc2543_din = P33；sbit tlc2543_dout= P34；sbit tlc2543_cs = P35；/写命令子程序，返回转换后的电压数字值unsigned int tlc2543_write(unsigned char CHN)unsigned char I；unsigned int backcode=0；CHN<< = 4； /左移4位tlc2543_cs = 1；tlc2543_

42、clk= 0；tlc2543_cs = 0；for(i=0；i<12；i+) /写入一12位的数据if i<8if(CHN & 0x80) tlc2543_din = 1；else tlc2543_din = 0；CHN<<= 1；backcode <<=1；backcode |= tlc2543_dout；tlc2543_clk=1；_nop_；_nop_；tlc2543_clk=0；tlc2543_cs = 1；returnbackcode；4.2.3 DS1302驱动程序实时时钟芯片DS1302与单片机的接口定义为：sbit DS1302_SC

43、LK =P17； /*实时时钟时钟线引脚*/sbit DS1302_IO =P16； /*实时时钟数据线引脚*/sbit DS1302_RST =P15； /*实时时钟复位线引脚*/其读写驱动程序代码如下：/功能：实时时钟写入一字节void DS1302WrightByteunsigned char dunsigned char i；unsigned char temp；temp = d；for(i=8；i>0；i-) if(temp & 0x01) DS1302_IO = 1；else DS1302_IO = 0；DS1302_SCLK = 1；temp = temp ?1；_

44、nop_；DS1302_SCLK = 0； /功能：实时时钟读取一字节unsigned char DS1302ReadBytevoidunsigned char i；unsigned char dat；fori=8；i>0；i-dat = dat ?1；ifDS1302_IOdat |= 0x80；DS1302_SCLK = 1；_nop_；_nop_；DS1302_SCLK = 0； returndat；/功能：DS1302写入数据void DS1302WriteDataunsigned char ucAddr ，unsigned char ucDaDS1302_RST = 0；DS1

45、302_SCLK = 0；DS1302_RST = 1；DS1302WrightByte(ucAddr)； /*地址，命令*/DS1302WrightByte(ucDa)； /*写1Byte数据*/DS1302_SCLK = 1；DS1302_RST = 0；/功能：读取DS1302某地址的数据unsigned char DS1302ReadDataunsigned char ucAddrunsigned char ucData；DS1302_RST = 0；DS1302_SCLK = 0；DS1302_RST = 1；DS1302WrightByte(ucAddr)； /*地址，命令*/uc

46、Data = DS1302ReadByte()； /*写1Byte数据*/DS1302_SCLK = 1；DS1302_RST = 0；returnucData；/功能：设置初始时间Viod DS1302SeTimeunsigned char pClockUnsigned char I；Unsigned char ucAdd = 0x80；DS1302WriteData(0x8e,0x00)； /*控制命令，WP=0，写操作？*/Fori=0；i<3；i+DS1302WriteData(ucAddr,pClocki)；ucAddr +=2； DS1302WriteData(0x8e,0x

47、80)； /*控制命令，WP=1，写保护*/功能：读取DS1302当前时间Void DS1302GetTimeunsigned char ucCurtimeUnsigned char I；Unsigned char ucAddr = 0x81；For (i=0；i<3；i+)ucCurtimei = DS1302ReadData(ucAddr)；ucAddr += 2；4.2.4 X5045驱动程序看门狗X5045与单片机的接口定义为：sbit x5045_cs = P11； sbit x5045_so = P12； sbit x5045_si = P13； sbit x5045_sck

48、 = P14； 读写驱动程序：/对X5045进行写操作Void x5045_writeunsigned char commandUnsigned char I；/x5045_cs = 0；x5045_sck = 0；nop()；for(i=0；i<8；i+)If(command & 0x80) x5045_si = 1；Else x5045_si = 0；Command <<=1；x5045_sck = 1 ；nop()；nop()；x5045_sck = 0；x5045_si = 0；/x5045_cs = 1；/nop()； /写状态存放器Void x5045_w

49、rsr(unsigned char cm)x5045_cs = 0；nop()；x5045_write(x5045_WREN)；x5045_cs = 1；nop()；x5045_cs = 0；nop()；x5045_write(x5045_WREN)；x5045_write(cm)nop()；x5045_cs = 1；delay(10)；4.2.5 主程序设计根据程序流程图，编写主控程序如下：#define ON 1024#define OFF_TIME 30sbit Light = P30；/光信号sbit Protect = P31；/过零信号sbit Open = P37；/开亮控制vo

50、id main voidbit on_flag；unsigned char time3=0；unsigned int voice；unsigned char timer；unsigned char old_second；x5045_wrsr(0x00)； /翻开看门狗DS1302SetTimetime；/设置时间初值Open = 0； /关闭可控硅RESET_WDT； /复位看门狗While1IfLight = 0 /判断是否在夜晚Voice = tlc2543_write0x00； /采集声音信号RESET_WDT； /复位看门狗Ifvoice>= ON /有声音While1IfPro

51、tect = 1 /处于零压Open = 1； /驱动输出on_flag = 1； /置开灯标志位为1DS1302GetTimetime； /获取当前时间值old_second = time0；break； /跳出循环RESET_WDT； while(on_flag = 1) /已经开灯就计时 DS1302GetTimetime； /获取当前时间值Ifold_second ！ = time0 /一秒钟后old_second = time0；timer+；iftimer >= OFF_TIME /时间到On_flag = 0；Open = 0； /关灯RESET_WDT；5 结束语在这几个

52、月的毕业设计中，我做的课题是“声、光同时控制的路灯照明电路的设计。这是一种声音和光照双控照明灯，它可以用于楼梯、过道、库房等诸多场合。白天光照好，不管过路者发出多大声音，都不会开启照明。而夜晚光暗时，电路只要检测到有到达要求分贝的声响，就会自动点亮为行人照明，过假设干时间后又自动熄灭，智能且节能节电。本次的声光控制开关的毕业设计实践将我们所学到的知识应用到了实践，深化了对数字电路设计、和模拟电子、以及单片机应用设计的认识，使我们在设计的实践中获得新知。通过这次课程设计，我采用了过零技术，在电路中参加了看门狗，对于整体的电路设计及相关器件有了更深一步的认识，如可控硅、施密特反向器等。稳固和加深了我对课程的学习，促进和深化工程应用，提高综合运用所学知识及分析问题的能力，培养严谨的科学作风。通过实际电路方案的分析比拟，设计计算，元件选择，安装调试等环节，初步掌握简单传感器电路的分析方法和工程设计方法。参考文献1.何希才编 传感器技术及应用 北京航空航天大学出版社2005年 21-23 2.赵家贵编 传感器电路设计手册 中国计量出版社 2002年 50-703.王俊杰编 检测技术与仪表 武汉理工大学出版社 2002年 20-264.马忠梅编 单片机的C语言应用程序设计 北京航空航天大学出版社 2003年5.?光电实验及光电课程设计? 陈羽 20-